Способ диагностики helicobacter pylori и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована для диагностики наличия инфекции Helicobacter pylori у пациента по выдыхаемому воздуху. Для этого у пациента проводят определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости в период активного гидролиза мочевины в интервале с 1 до 9-й мин после приема мочевины. При этом используют несколько датчиков газа, которые подбирают таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу. Основным датчиком является датчик, чувствительный к аммиаку, а вспомогательными - датчики, чувствительные к парам спирта и летучим органическим соединениям. Показания основного датчика корректируют с учетом показаний вспомогательных датчиков и по скорректированным показаниям судят о степени инфицированности пациента бактерией Helicobacter pylori. Группа изобретений относится также к устройству для реализации указанного способа. Группа изобретений позволяет уменьшить погрешность измерения концентрации аммиака в выдыхаемом пациентом воздухе, вносимой воздействием на датчик примесных газов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области медицинской диагностической техники, в частности к системам диагностики заболеваний по выдыхаемому воздуху.

Известен способ (патент RU 2521340, МПК G01N 33/50, 27.06.2014) для диагностики инфекции желудка, вызванной бактерией Helicobacter pylori, заключающийся в том, что проводят фиброгастродуоденоскопию, во время которой производят забор пробы воздуха из желудка, анализируют ее состав на наличие аммиака, вводят нагрузочный раствор мочевины путем внутрижелудочного его распыления через катетер, производят повторный забор пробы воздуха из желудка, анализируют ее состав и при повышении концентрации аммиака в повторной пробе диагностируют инфекцию желудка, вызванную Helicobacter pylori.

Недостатком данного способа является сложность проведения исследования, включающего введение катетера и необходимость в подготовительных процедурах для пациента.

Известен способ (патент RU 2478957, МПК G01N 33/48, G01N 33/53, 10.04.2013) для бактериологической диагностики Helicobacter pylori в слизистой оболочке желудка у пациентов с гастродуоденальной патологией, заключающийся в том, что биоптат слизистой оболочки желудка засевают на чашки Петри со стандартной средой СМВ-агар. В случае роста на питательной среде через 72-96 часов инкубации при температуре 36,0±1,0°C и повышенном содержании CO₂ мелких (диаметром 0,5-1,0 мм) бесцветных колоний с гладкой поверхностью проводят их микроскопию. При обнаружении в мазке тонких грамвариабельных палочек или кокковидных форм выросшие колонии исследуют на каталазообразование, оксидазообразование, уреазообразование, определяют способность к разложению гиппурата натрия, отсутствие x-фактора (потребность в гемине) и кислотоустойчивости (отсутствие роста в тиогликолевой среде с pH - 3,5).

Недостатком данного способа является необходимость проведения исследования в лабораторных условиях, а также отбор биоптата, что резко повышает требования к стерильности инструмента.

Известен способ (патент US 2002090667, МПК А61В 5/097; G01N 33/497; G01N 27/12; G01N 33/00; (IPC1-7): A61B 5/08; C12Q 1/04, 11.07.2002) для обнаружения Helicobacter pylori в гастроэнтерологическом тракте субъекта, включающий измерение сопротивления электронного или электрохимического датчика, в частности полипиррольной пленки, при воздействии на него газа из легких и/или желудка субъекта. В зависимости от величины изменения (если таковое наблюдается) положительный или отрицательный результат исследования индицируется электронным способом. Используют два датчика, один из которых получает образец газа, прошедший через поглотитель аммиака, и формирует скорректированное базовое значение концентрации аммиака.

Недостатком данного способа является использование двух одинаковых датчиков аммиака, что не позволяет исключить явление перекрестной чувствительности при воздействии примесных газов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ (патент RU 2263468, МПК A61B 5/145, G01N 33/497, 10.11.2005), заключающийся в том, что проводят определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости путем приема пациентом внутрь мочевины нормального изотопного состава ¹²C ¹H₄ ¹⁴N₂ ¹⁶O и определения инфицированности пациента путем сравнения результатов исследования, при этом определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости осуществляют после приема пациентом внутрь мочевины, причем определение исходного уровня проводят до начала гидролиза мочевины в интервале 0-1,0 мин, а определение нагрузочного содержания аммиака - в период активного гидролиза мочевины в интервале с 1 до 9-й мин после приема мочевины, при этом отбор проб воздуха из ротовой полости, подачу воздуха на датчик для преобразования аммиака с сопутствующими органическими аминами в сигнал, определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе, а также определение инфицированности пациента проводят одноразово, или периодически, или непрерывно.

Недостатком данного способа является воздействие примесных газов воздуха на датчик аммиака, что искажает результат измерения.

Задача изобретения - повышение точности уреазной дыхательной диагностики инфекции Helicobacter pylori.

Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения концентрации аммиака в выдыхаемом пациентом воздухе, вносимой воздействием на датчик примесных газов.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе диагностики наличия Helicobacter pylori, по которому проводят определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости в период активного гидролиза мочевины в интервале с 1 до 9-й мин после приема мочевины, при этом отбор проб воздуха из ротовой полости, подачу воздуха на датчик для преобразования аммиака с сопутствующими органическими аминами в сигнал, определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе, а также определение инфицированности пациента проводят одноразово, или периодически, или непрерывно, при этом используют несколько датчиков газа, при этом датчики подбирают таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу, а затем показания основного датчика, чувствительного к аммиаку, корректируют с учетом показаний вспомогательных датчиков, чувствительных к газам, к которым перекрестно чувствителен основной датчик, и по скорректированным показаниям судят о степени инфицированности пациента бактерией Helicobacter pylori.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что в устройстве для диагностики наличия инфекции Helicobacter pylori у пациента, содержащем датчик газа, используют несколько датчиков, при этом датчики подбирают таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу, при этом основным датчиком является датчик, чувствительный к аммиаку, а вспомогательными - датчики, чувствительные к парам спирта и летучим органическим соединениям, входы которых соединены с источниками питания и опорного напряжения, а выходы соединены со входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен с микроконтроллером, соединенным с устройством ввода, дисплеем, интерфейсом и картой памяти.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства, в которой реализуется предлагаемый способ определения концентрации аммиака.

Устройство для диагностики наличия Helicobacter pylori, содержащее датчики 1, 2, 3, входы которых соединены с выходом источника питания 4 и выходом источника опорного напряжения 5; выходы датчиков 1, 2, 3 соединены со входом аналогово-цифрового преобразователя 6; входы микроконтроллера 7 соединены с выходом аналогово-цифрового преобразователя 6 и выходом устройства ввода 8; выходы микроконтроллера 7 соединены с дисплеем 9, интерфейсом 10 и слотом для подключения карты памяти 11.

Устройство работает следующим образом. В измерительную камеру с датчиками 1, 2, 3, нагреватели которых питаются от источника питания 4, а чувствительные элементы - от источника опорного напряжения 5, подают воздух, выдыхаемый пациентом. Датчики формируют электрический сигнал, пропорциональный концентрациям составляющих газовой смеси, поступающий на входы аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 6. Коды, пропорциональные концентрациям составляющих газовой смеси, поступают с выхода АЦП 6 на вход микроконтроллера 7, который осуществляет коррекцию показаний основного датчика по показаниям вспомогательных датчиков. Параметры измерения и команды системе вводятся с устройства ввода 8. Результаты измерений отображаются на дисплее 9. Устройство может передать результаты измерения по интерфейсу 10 либо сохранить их на карту памяти 11 при ее наличии в слоте.

Пример конкретной реализации способа

В измерительной камере располагают на равных расстояниях от входного патрубка датчик аммиака, например TGS2444, а также вспомогательные датчики паров спирта, например TGS823, и органических горючих соединений, например TGS6810. При проведении исследования проводят определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости путем приема пациентом внутрь мочевины нормального изотопного состава ¹²С ¹H₄ ^l4N₂ ¹⁶O и определения инфицированности пациента путем сравнения результатов исследования. При этом определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости осуществляют после приема пациентом внутрь мочевины, причем определение исходного уровня проводят до начала гидролиза мочевины в интервале 0-1,0 мин, а определение нагрузочного содержания аммиака - в период активного гидролиза мочевины в интервале с 1 до 9-й мин после приема мочевины. При этом отбор проб воздуха из ротовой полости, подачу воздуха на датчик для преобразования аммиака с сопутствующими органическими аминами в сигнал, определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе, а также определение инфицированности пациента проводят одноразово, или периодически, или непрерывно. Согласно заявляемому способу проводят корректировку показаний датчика аммиака путем расчета величины перекрестного влияния примесных газов исходя из показаний вспомогательных датчиков. Затем величину перекрестного влияния масштабируют в соответствии с чувствительностью датчика аммиака и вычитают из его показаний.

Датчики подбираются таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу. В приведенном в таблице 1 наборе датчиков основным является TGS2444, имеющий чувствительность 0,6 ед./дек. к аммиаку, перекрестную чувствительность 0,3 ед./дек. к парам спирта и 0,2 ед./дек. к органическим летучим соединениям. Вспомогательный датчик TGS823 имеет чувствительность к парам спирта 1,3 ед./дек. (1,3 больше 0,3), к органическим летучим соединениям 0,7 ед./дек. (0,7>0,2). Вспомогательный датчик TGS6810 имеет чувствительность 2,2 ед./дек. к летучим органическим соединениям (2,2>0,7).

Согласно таблице 1, показания датчиков выражают формулами:

$${\left(\frac{R_X}{R_0}\right)}_{сп}=\mathrm{1,3}\cdot {С}_{сп}+\mathrm{0,7}\cdot {С}_{орг};(2)$$

$${\left(\frac{R_X}{R_0}\right)}_{орг}=\mathrm{2,2}\cdot {С}_{орг},(3)$$

где C_амм - концентрация аммиака в смеси; C_сп - концентрация паров спирта в смеси; C_орг - концентрация органических летучих соединений в смеси; - изменение показаний соответствующего датчика.

Преобразуя (1), (2) и (3), получают концентрации газов в смеси:

По вычисленной таким образом концентрации аммиака судят о степени инфицированности пациента инфекцией Helicobacter pylori.

Заявляемое изобретение позволяет повысить точность измерения концентрации аммиака в выдыхаемом пациентом воздухе за счет минимизации эффекта перекрестной чувствительности основного датчика, а также снизить вероятность ложноположительного диагностирования инфекции Helicobacter pylori.

1. Способ диагностики наличия инфекции Helicobacter pylori у пациента, по которому проводят определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе ротовой полости в период активного гидролиза мочевины в интервале с 1 до 9-й мин после приема мочевины, при этом отбор проб воздуха из ротовой полости, подачу воздуха на датчик для преобразования аммиака с сопутствующими органическими аминами в сигнал, определение содержания аммиака с сопутствующими органическими аминами в воздухе, а также определение инфицированности пациента проводят одноразово, или периодически, или непрерывно, отличающийся тем, что используют несколько датчиков газа, при этом датчики подбирают таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу, а затем показания основного датчика, чувствительного к аммиаку, корректируют с учетом показаний вспомогательных датчиков, чувствительных к газам, к которым перекрестно чувствителен основной датчик, и по скорректированным показаниям судят о степени инфицированности пациента бактерией Helicobacter pylori.

2. Устройство для диагностики наличия инфекции Helicobacter pylori у пациента, содержащее датчик газа, отличающееся тем, что используют несколько датчиков, при этом датчики подбирают таким образом, чтобы чувствительность каждого вспомогательного датчика к газу, к которому перекрестно чувствителен основной датчик, была выше чувствительности основного датчика к данному газу, при этом основным датчиком является датчик, чувствительный к аммиаку, а вспомогательными - датчики, чувствительные к парам спирта и летучим органическим соединениям, входы которых соединены с источниками питания и опорного напряжения, а выходы соединены со входами аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен с микроконтроллером, соединенным с устройством ввода, дисплеем, интерфейсом и картой памяти.