RU2767929C1 - Способ диагностики степени тяжести ишемического инсульта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине и касается способа диагностики степени тяжести ишемического инсульта, заключающегося в анализе спектров поглощения электромагнитных волн ИК-диапазона крови, где проводят методом ИК-Фурье спектроскопию изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 у пациента, рассчитывают величину отношения интенсивности колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов, участвующих в поддержании вторичной структуры ДНК по формуле К = NH₂/NH, где K – величина отношения интенсивности колебания первичных и вторичных аминов, участвующих в образовании водородных связей в двуцепочечной молекуле ДНК; NH₂ – интенсивность колебания функциональных групп первичных аминов; NH – интенсивность колебания функциональных групп вторичных аминов; при этом при значении величины К менее 0,5 констатируют тяжелый ишемический инсульт, при значении величины К от 0,51 до 0,7 констатируют среднюю степень тяжести ишемического инсульта, при значении величины К от 0,71 до 1 констатируют легкую степень тяжести ишемического инсульта. Изобретение обеспечивает диагностику степени тяжести ишемического инсульта. 4 пр.

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии и заключается в определении тяжести ишемического инсульта в острейшем периоде.

Согласно современным представлениям, инсульт представляет собой внезапно развившееся острое нарушение мозгового кровообращения, сопровождающееся общемозговыми и/или очаговыми симптомами, длительность проявления которых превышает 24 ч. В случае если в организме больного при выраженном нарушении мозгового кровообращения возникают тяжелые патологические расстройства, то больной может погибнуть в течение короткого времени и, очевидно, время для принятий экстренных мер для спасения больного ограничено.

При инсульте поданным магнитно-резонансной томографии (МРТ) и компьютерной томографии (КТ)в ткани головного мозга выявляют очаги поражения и по характеру поражения тканей головного мозга дифференцируют геморрагический или ишемический инсульт.

Ишемический инсульт – наиболее частый тип инсульта, несмотря на большое внимание, уделяемое своевременной профилактике.

Для проведения адекватной, соответствующей состоянию больного, терапии важнейшее значение имеет определение тяжести инсульта, оцениваемой по выраженности биохимических повреждений, метаболических, физиологических, генетических нарушений в острейшем периоде с первых часов и в течение 3-5 дней с момента возникновения заболевания.

С целью определения тяжести развившегося мозгового инсульта в острейшем периоде заболевания применяют данные клинико-лабораторной диагностики, КТ.В качестве объектов исследования выступают кровь и ликвор.

Известно определение в ликворе спектрофотометрическим методом в диапазоне длин волн 400–500 нм наличия гемоглобина и продуктов его распада, более характерных для геморрагического инсульта, чем для ишемического инсульта (Скочий П. Г., Андриюк Л.В. Диагностическое значение спектрофотометрии спинномозговой жидкости больных при острых нарушениях мозгового кровообращения // Журнал неврологии и психиатрии. – 1987, –№ 1. – С. 39–42). Определение в ликворе свободного гемоглобина и продуктов его распада представляется эффективным способом определения выраженности деструктивных процессов при инсульте, однако, в острейшем периоде проведение люмбальной пункции может представлять опасность для больного в случае развития отека мозга и повышении внутричерепного давления.

Для повышения точности диагностики мозгового инсульта известно определение в плазме крови и в эритроцитах больных уровня молекул средней массы и малоновогодиальдегида (Яворской В.А., Белоус А.М., Мохамед А.Н. Исследование уровня молекул средней массы и процессов перекисного окисления липидов в крови больных с разными формами инсультов //Журнал неврологии и психиатрии. – 2000, –№ 1. – С. 48-51). Авторами установлено, что в острейшем периоде мозгового инсульта уровень процессов перекисного окисления липидов выше при геморрагической форме инсульта по сравнению с ишемическим инсультом. Однако недостатком данного способа диагностики, включающего проведение люминесцентного определения липоперекисей в крови, является то, что этот процесс зависит от многих параметров и изучаемые отдельные биохимические показатели подвержены широким индивидуальным колебаниям, что снижает их дифференциально-диагностическую значимость у конкретного больного. Более важным является быстрое получение интегральной информации об изменении физико-химических свойств крови, отражающих специфику патологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ исследования крови больных, основанный на анализе спектров поглощения электромагнитных волн ИК- диапазона связями липидных компонентов клеточных мембран с помощью 9-канального ИК-спектрофотометра, входящего в состав аппаратно-программной системы. С целью повышения точности дифференциального диагноза ишемического и геморрагического инсульта в острейшем периоде и сокращения времени обследования больных перед началом интенсивной терапии проводят инфракрасную спектроскопию микропорции (0,1 мл) венозной крови пациента и при снижении коэффициента пропускания в диапазоне длин волн 2120-1610 см^-1 от 0,2 до 0,4% диагностируют ишемический инсульт, а при повышении коэффициента пропускания от 44,4 до 53,1% в этом же диапазоне длин волн диагностируют геморрагический инсульт. Авторы указывают на то, что повышение коэффициентов пропускания в диапазоне длин волн 2120–1610 см^-1 связано с массивным поступлением в кровь продуктов деструкции молекул фосфолипидов мембран нервных и глиальных клеток и изменению физико-химические свойства и ИК-спектральных характеристик крови при тромбогеморрагическом инсульте. Снижение показателей коэффициентов испускания у больных с ишемическим инсультом объясняется значительно меньшим накоплением в крови фракций мембранных фосфолипидов (Яковлев Н.А., Каргаполов А.В., Слюсарь Т.А. Способ дифференциальной диагностики ишемического и геморрагического инсульта в острейшем периоде; RU 2175446, МПК G01N 33/52, опубл. 27.10.2001).

Недостатком прототипа является то, что в качестве образцов для исследования ИК-спектров используется цельная кровь. Известно, что биохимический состав крови может изменяться не только при различных заболеваниях, но и в норме. Например, на биохимический состав крови здоровых и больных людей могут влиять питание, физические упражнения, эмоциональный стресс, пол и возраст и т.д. После приема пищи содержание отдельных продуктов обмена в крови может повышаться или подвергаться изменениям в результате постабсорбционных гормональных эффектов. При этом в крови накапливаются липиды и их производные, белки и продукты их распада, сахара и т.д. Колебательные спектры многих из этих соединений в ИК-области лежат в диапазоне 2120-1610 см^-1. В связи с этим при использовании в качестве объекта исследования цельной крови и определения лабильной фосфолипидной фракции могут возникнуть проблемы при диагностике.

Структура геномных ДНК человека, в отличие от его крови, в норме практически не зависит от внешних факторов и может подвергаться изменениям при острых патологиях. В ИК-спектрах образцов ДНК полоса с максимумом 3400 см^-1 обусловлена валентными колебаниями первичных аминов, а 3100 см^-1 вторичных аминов и гидроксилов, вовлеченных в водородную связь. Известно, что вклад первичных и вторичных аминов азотистых оснований в образование водородных связей и их количество различаются. Аденин – тимин связаны между собой двумя водородными связями, гуанин – цитозин тремя водородными связями, соответственно. Считается, что водородные связи с участием первичных аминов (N−H ··· N) между гуанином и цитозином намного сильнее по сравнению с N−H ··· N связью между тимином и аденином. Поэтому характер изменения интенсивности этих групп может свидетельствовать о структурных изменениях ДНК, вызванных патологическим процессами.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении достоверности диагностики степени тяжести ишемического инсульта за счет исследования геномной ДНК,выделеннойизядросодержащих клеток крови.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе диагностики степени тяжести ишемического инсульта упациента проводят ИК-спектроскопию в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови, выделенной по методу Boodram (Boodram L. L. Extraction of genomic DNA from whole blood / Your Lab's Reference Book – online database of research protocols in a variety of life science fields [Electronic resource]. – 1999-2006. – Режим доступа: http://www.protocolonline.org/prot/Protocols/Extraction-of-genomic-DNA-from-whole-blood-3171.html.Дата обращения: 01.07.2021 г.). Рассчитывают величину отношения интенсивности колебания функциональных групп первичных (3400 см^-1) и вторичных (3100 см^-1)аминов, участвующих в поддержании вторичной структуры ДНК по формуле К = NH₂/NH, где K – величина отношения интенсивности колебания первичных и вторичных аминов, участвующих в образовании водородных связей в двуцепочечной молекуле ДНК,NH₂ – интенсивность колебания функциональных групп первичных аминов,NH – интенсивность колебания функциональных групп вторичных аминов.

Снижение величины К ниже 1 свидетельствует об ослаблении водородных связей с участием первичных аминов и нарушении структуры ДНК, а снижение коэффициента в 1,4 раза и ниже указывает на выраженные структурные перестройки в ДНК и свидетельствует о выраженности ишемического инсульта. При значении величины К менее 0,5 констатируют тяжелый ишемический инсульт, при значении величины К от 0,51 до 0,7 констатируют среднюю степень тяжести ишемического инсульта, при значении величины К от 0,71 до 1 констатируют легкую степень тяжести ишемического инсульта.

Способ диагностики тяжести ишемического инсульта заключается в следующем.

Выделяют из венозной крови пациентов тотальную геномную ДНК высокой степени чистоты (A₂₆₀/A₂₈₀1,8-1,9). Выделенную ДНК лиофилизируют с помощью лиофильной сушки. Препарат ДНК перемешивают с КВr и формируют таблетки. Проводят методом ИК-Фурье спектроскопию в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1изолированной тотальной ДНК пациента, рассчитывают величину отношения интенсивности колебания функциональных групп первичных аминов (3400 см^-1) и вторичных аминов (3100 см^-1), участвующих в поддержании вторичной структуры ДНК по формуле К = NH₂/NH,

где K – величина отношения интенсивности колебания первичных и вторичных аминов, участвующих в образовании водородных связей в двуцепочечной молекуле ДНК,

NH₂ –интенсивность колебания функциональных групп первичных аминов,

NH – интенсивность колебания функциональных групп вторичных аминов.

Снижение величины К ниже 1 свидетельствует об ослаблении водородных связей с участием первичных аминов и нарушении структуры ДНК, а снижение коэффициента в 1,4 раза и ниже указывает на выраженные структурные перестройки в ДНК и свидетельствует о выраженности ишемического инсульта.

При значении величины К менее 0,5 констатируют тяжелый ишемический инсульт, при значении величины К от 0,51 до 0,7 констатируют среднюю степень тяжести ишемического инсульта, при значении величины К от 0,71 до 1 констатируют легкую степень тяжести ишемического инсульта.

Пример 1. Донор Н., 51 год, относительно здоровый.

Результаты ИК-Фурье спектроскопии изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 здорового донора: интенсивность колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов составляет 0,29 и 0,26.

Величина К, определяемая по формуле К = NH₂/NH, равна 0,29/0,26=1,11, что соответствует показателям нормы.

Пример 2. Больной Ч., 62 года, основной клинический диагноз: транзиторная ишемическая атака в вертебробазилярном бассейне с полным регрессом неврологической симптоматики в течение 24 часов (легкая форма острого нарушения мозгового кровообращения).

Обратился в поликлинику с жалобами на нечеткость речи, онемение в левой руке, головокружение и был направлен неврологом в дежурную больницу.

Неврологический статус при поступлении: NIHSS 3 балла, сознание ясное, глазные щели D>S, зрачки D=S, фотореакция сохранена, нистагма нет, движения глазных яблок полные. Лицевая мускулатура асимметричная слева, язык девиирует влево, дизартрия. Гипестезия в левых конечностях, сухожильные рефлексы с рук D<S, коленные D<S. Мышечная сила достаточная D=S, координаторные пробы выполняет неуверенно, в позе Ромберга устойчив, менингеальных знаков нет, глоточные рефлексы, глотание сохранены.

Клинический анализ крови: без патологических изменений. Фибриноген в крови 4 г/л, протромбиновый индекс 97 %, содержание лейкоцитов 10,2х10⁹/л; уровень триацилглицеролов 3,01 ммоль/л.

ЭКГ: ритм синусовый с частотой сердечных сокращений 77 ударов/мин, признаки гипертрофии левых отделов сердца.

Дуплексное сканирование брахиоцефальных артерий (ДС БСА): стенозирующий атеросклероз экстракраниальных брахиоцефальных артерий, пристеночный стеноз на протяжении позвоночной артерии с исходом в окклюзию дистального отдела (уровень V3/V4 сегментов), коллатерализация кровотока по позвоночной артерии слева. Умеренная S-деформация V1 сегмента позвоночной артерии слева, умеренная S-извитость V1 сегмента позвоночной артерии справа.

Транскраниальное дуплексное сканирование (ТКДС): ускоренный кровоток в основной артерии, в Р1 сегменте задней мозговой артерии слева. Невыраженное снижение кровотока в Р1 сегменте задней мозговой артерии справа (асимметрия 27 %), умеренное - в Р2 сегментах обеих задних мозговых артерий.

ЭХО-КС: уплотнение стенок аорты, тенденция к расширению основания аорты, кальциноз створок аортального клапана с тенденцией к аортальному стенозированию.

КТ головного мозга: умеренно выраженная церебральная атрофия.

КТ ангиография артерий головного мозга: Виллизиев круг замкнут, признаки умеренного стенозирующего атеросклероза внутренних сонных артерий с обеих сторон (С2-С5 сегментов), обеих позвоночных артерий.

Результаты ИК-Фурье спектроскопии изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 пациента: интенсивность колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов составляет 0,36 и 0,37.

Величина К, определяемая по формуле К = NH₂/NH, равна 0,36/0,37= 0,97, что соответствует легкой степени тяжести ишемического инсульта.

Пример 3. Больной Ф., 60 лет, основной клинический диагноз: ишемический (атеротромботический) инсульт в бассейне правой средней мозговой артерии с левосторонним гемипарезом (средняя степень тяжести). В течение пяти дней и более отмечает слабость в левых конечностях. Вызвал бригаду скорой медицинской помощи, госпитализирован в неврологическое отделение больницы.

Неврологический статус при поступлении: NIHSS 7 баллов, сознание ясное, глазные щели D=S, зрачки D=S, нистагма нет, фотореакция удовлетворительная, движения глазных яблок в полном объеме, лицевая мускулатура асимметрична слева, язык девиирует влево. Гемигипестезия слева, мышечная сила D>S, сухожильно-периостальные рефлексы с верхних конечностей S>D, с нижних конечностей S>D, КП выполняет с промахиванием слева, рефлекс Бабинского слева, менингиальных знаков нет.

Клинический анализ крови: СОЭ 22 мм/ч, уровень сахара 7,0 ммоль/л, содержание холестерина 7,2 ммоль/л, содержание триацилглицеролов 3,53 ммоль/л, уровень ЛПНП 4,01 ммоль/л, уровень фибриногена 3,1 г/л.

ЭКГ: синусовый ритм с частотой сердечных сокращений 80 ударов/мин, нормосистолия, гипертрофия левого желудочка.

КТ головного мозга (через сутки после поступления): признаки зоны подострой ишемии в лобно-теменной области справа (размер 23 на 41 мм).

Дуплексное сканирование брахиоцефальных артерий: эхографические признаки стенооклюзирующего атеросклероза экстракраниальных брахиоцефальных артерий: 1) каротидного бассейна (слева 40-45% в области бифуркации общих сонных артерий, 45-50% в устье внутренней сонной артерии, 40-45% в устье наружной сонной артерии, с пролонгированием в проксимальный отдел; справа 45-50% в области бифуркации общей сонной артерии, 30-35% в устье нижней сонной артерии/окклюзия внутренней сонной артерии; 2) вертебро-базиллярного бассейна (слева окклюзия позвоночной артерии; справа 30-35% в устье подключичной артерии, 70-75% в устье позвоночной артерии). Коллатерализация кровотока в левой внутренней сонной артерии, нижней сонной артерии с обеих сторон, правой позвоночной артерии, функционирование шейных анастомозов слева.

Транскраниальное дуплексное сканирование (ТКДС):остаточный, магистрально изменённый сниженный кровоток в правой средней мозговой артерии (при этом картограмма лоцирована фрагментарно), отсутствие локации правой мозговой артерии. Коллатерализация кровотока в интракраниальных артериях левого каротидного бассейна и артериях вертебро-базиллярного бассейна с обеих сторон.

ЭХО-КС: уплотнение стенок аорты, выраженное (краевое) створок аортального клапана с аортальной регургитацией 0-1ст.

Результаты ИК-Фурье спектроскопии изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 пациента: интенсивность колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов составляет 0,32 и 0,35.

Величина К, определяемая по формуле К = NH₂/NH, равна 0,29/0,37=0,78, что соответствует средней степени тяжести ишемического инсульта.

Пример 4. Больной Р., 81 год, основной клинический диагноз: ишемический (кардиоэмболический) инсульт в бассейне левой задней мозговой артерии с правосторонним гемипарезом, гемианопсией справа, дизартрией (тяжелая форма).Жалобы при поступлении на слабость в правых конечностях, асимметрию лица.

Неврологический статус: NIHSS 16 баллов, сознание ясное, глазные щели D=S, зрачки D=S, фотореакция живая, нистагм установочный, движения глазных яблок полные, правосторонняя гемианопсия, лицевая мускулатура асимметрична справа, язык по средней линии, нарушения речи нет. Чувствительные нарушения: гипестезия справа, сухожильные рефлексы D>S с рук, с ног D>S. Мышечная сила: правосторонний гемипарез, тонус мышц на стороне пареза по шкале Ашфорт 2, координаторные пробы ПНП cправа не выполняет, поза Ромберга не стоит, рефлекс Бабинского + справа, менингеальные знаки нет, глотание не нарушено.

Клинический анализ крови: активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время (АЧТВ) 29 с, Международное нормализованное отношение (МНО) 1,0, уровень фибриногена 4,1 г/л, протромбиновый индекс 100 %, содержание мочевины 12,1 ммоль/л, уровень креатинина 0,169 ммоль/л, содержание холестерина 6,1 ммоль/л, уровень ЛПНП 3,83 ммоль/л.

КТ головного мозга: признаки зоны острой ишемии в левой височно-затылочной областей размерами 58 на 63 мм.

ЭКГ: фибрилляция предсердий, средняя частота сердечных сокращений 56 ударов/мин.

ЭХО-КС: уплотнение стенок аорты, створок аортального клапана, уплотнение (преимущественно краевое) створок митрального клапана, умеренная гипертрофия стенок левого желудочка.

Дуплексное сканирование брахиоцефальных артерий: эхографические признаки стенозирующего атеросклероза экстракраниальных брахтоцефальных артерий (слева 50-55 % в области бифуркации общих сонных артерий, 60-65 % во внутренней сонной артерии (на протяжении 2,5 см лоцируется концентрическая гетерогенная с преобладанием гиперэхогенного компонента нестабильная бляшка), 50-55 % в устье нижней сонной артерии; 30-35 % в области бифуркации общей сонной артерии, 40-45 % во внутренней сонной артерии, до 40 % в устье нижней сонной артерии). Снижение гемодинамики в сегментах обеих задних мозговых артериях.

Результаты ИК-Фурье спектроскопии изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 пациента: интенсивность колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов составляет 0,34 и 0,71.

Величина К, определяемая по формуле К = NH₂/NH, равна 0,34/0,71=0,478, что соответствует тяжелому ишемическому инсульту.

По сравнению с известным решением предлагаемое решение повышает достоверность диагностики степени тяжести ишемического инсульта.

Claims (1)

1. Способ диагностики степени тяжести ишемического инсульта, заключающийся в анализе спектров поглощения электромагнитных волн ИК-диапазона крови, отличающийся тем, что проводят методом ИК-Фурье спектроскопию изолированной тотальной лиофилизированной ДНК клеток крови в области 4000 см^-1 – 2400 см^-1 у пациента, рассчитывают величину отношения интенсивности колебания функциональных групп первичных 3400 см^-1 и вторичных 3100 см^-1 аминов, участвующих в поддержании вторичной структуры ДНК по формуле К = NH₂/NH, где K – величина отношения интенсивности колебания первичных и вторичных аминов, участвующих в образовании водородных связей в двуцепочечной молекуле ДНК, NH₂ – интенсивность колебания функциональных групп первичных аминов, NH – интенсивность колебания функциональных групп вторичных аминов, при этом снижение величины К ниже 1 свидетельствует об ослаблении водородных связей с участием первичных аминов и нарушении структуры ДНК, при значении величины К менее 0,5 констатируют тяжелый ишемический инсульт, при значении величины К от 0,51 до 0,7 констатируют среднюю степень тяжести ишемического инсульта, при значении величины К от 0,71 до 1 констатируют легкую степень тяжести ишемического инсульта.