RU2798080C1 - Conductometric method of kidney transplant rejection diagnostics - Google Patents

Conductometric method of kidney transplant rejection diagnostics Download PDF

Info

Publication number
RU2798080C1
RU2798080C1 RU2022110042A RU2022110042A RU2798080C1 RU 2798080 C1 RU2798080 C1 RU 2798080C1 RU 2022110042 A RU2022110042 A RU 2022110042A RU 2022110042 A RU2022110042 A RU 2022110042A RU 2798080 C1 RU2798080 C1 RU 2798080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
skin
resistance
skin resistance
patient
transplant rejection
Prior art date
Application number
RU2022110042A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Константинович Новиков
Юрий Маратович Рыбин
Аслан Галиевич Балкаров
Игорь Михайлович Агеев
Original Assignee
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НИИ СП ИМ. Н.В. СКЛИФОСОВСКОГО ДЗМ")
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НИИ СП ИМ. Н.В. СКЛИФОСОВСКОГО ДЗМ") filed Critical Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НИИ СП ИМ. Н.В. СКЛИФОСОВСКОГО ДЗМ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2798080C1 publication Critical patent/RU2798080C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine, transplantology.
SUBSTANCE: invention can be used for non-invasive diagnosis of kidney transplant rejection. The resistance of the patient's skin surface area is measured using two electrodes fixed on the finger of the hand, when exposed to alternating current one day before the operation, followed by the calculation of the average value. Then, starting from the second day after organ transplantation, the skin resistance is measured for 14 days to obtain the absolute values of the skin resistance and normalize them according to the average value of the skin resistance measured before the operation. And with an increase in the values of the normalized skin resistance by at least 2 times, it is concluded that there is a process of graft rejection.
EFFECT: method provides a non-invasive assessment of the presence of a kidney transplant rejection process, which makes it possible to exclude a negative impact on the transplanted organ, due to the combination of techniques of the claimed invention.
1 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к области медицины, а именно трансплантологии, и может быть использовано для диагностики процесса отторжения трансплантата почки с целью обеспечения возможности своевременного лечения пациента.The invention relates to medicine, namely transplantation, and can be used to diagnose the process of kidney transplant rejection in order to enable timely treatment of the patient.

Уровень техникиState of the art

Основная проблема после трансплантации заключается в возможном отторжении трансплантированного органа из-за соответствующей защитной реакции организма пациента. Отторжение особенно распространено в ранние сроки после трансплантации (до 1 месяца) и в настоящее время продолжает оставаться одной из основных причин осложнений и возможной потери трансплантата. Частота отторжения со временем снижается, достигая состояния частичной толерантности. Однако после первого года отторжение трансплантата по-прежнему остается актуальной проблемой. Наиболее достоверным методом диагностики отторжения трансплантата является биопсия пересаженного органа с последующим гистологическим исследованием. Этот метод достоверно определяет наличие (или отсутствие) процессов отторжения, однако фактически является травматическим оперативным вмешательством.The main problem after transplantation is the possible rejection of the transplanted organ due to the corresponding protective reaction of the patient's body. Rejection is especially common in the early stages after transplantation (up to 1 month) and currently continues to be one of the main causes of complications and possible graft loss. The frequency of rejection decreases over time, reaching a state of partial tolerance. However, after the first year, graft rejection still remains an urgent problem. The most reliable method for diagnosing transplant rejection is a biopsy of the transplanted organ followed by histological examination. This method reliably determines the presence (or absence) of rejection processes, however, in fact, it is a traumatic surgical intervention.

Из уровня техники для быстрой и неинвазивной диагностики различных патологических процессов организма и определения состояния живой ткани известно использование способов, основанных на измерении электрического импеданса, представляющего собой реакцию живого организма (или его части, такой как часть тела, орган, ткань и т.п.) на приложенный извне электрический ток. Различные физико-химические свойства живых тканей обусловливают их определенное сопротивление, которое не только отличает их друг от друга, но и позволяет выявлять определенные патологические состояния и оценивать их как отклонения от нормы. Существуют более ранние изобретения, предполагающие использование электрического импеданса для обнаружения наличия и оценки состояния некоторых патологий в живых тканях, таких как рак (US2006100488, US2005065418, EP1600104, WO03084383, US2003105411), ишемия (WO2004105862, US5807272, WO0114866), стеатоз печени (WO2008041128A2). Однако не выявлено способов осуществления неинвазивной диагностики почечного трансплантата, основанных на измерении импеданса.From the prior art for rapid and non-invasive diagnosis of various pathological processes of the body and determining the state of living tissue, it is known to use methods based on measuring electrical impedance, which is the reaction of a living organism (or part thereof, such as a body part, organ, tissue, etc. ) to an externally applied electric current. Various physical and chemical properties of living tissues determine their specific resistance, which not only distinguishes them from each other, but also allows you to identify certain pathological conditions and evaluate them as deviations from the norm. There are earlier inventions that involve the use of electrical impedance to detect the presence and assess the state of certain pathologies in living tissues, such as cancer (US2006100488, US2005065418, EP1600104, WO03084383, US2003105411), ischemia (WO2004105862, US5807272, WO01148 66), hepatic steatosis (WO2008041128A2) . However, no methods have been identified for non-invasive diagnostics of a kidney transplant based on impedance measurements.

В частности, известные способы диагностики отторжения трансплантата, основанные на измерении импеданса и анализе электрических сигналов, являющихся результатом реакции на раздражение трансплантируемого органа (по которым делают выводы о состоянии последнего и возможной реакции отторжения), используют систему электродов, соединенных проводами с измерительной системой, имплантированных в пересаженный орган (US7826895B2, US5970986A). Однако известные способы, помимо травматического оперативного вмешательства в организм пациента для имплантации датчика для измерения импеданса, предполагают и небезопасное воздействие непосредственно на пересаженный орган путем пропускания через него электрического тока для измерения импеданса.In particular, the well-known methods for diagnosing transplant rejection, based on measuring the impedance and analyzing electrical signals resulting from the response to irritation of the transplanted organ (by which conclusions are drawn about the state of the latter and a possible rejection reaction), use a system of electrodes connected by wires to the measuring system, implanted into a transplanted organ (US7826895B2, US5970986A). However, the known methods, in addition to traumatic surgical intervention in the patient's body for implanting a sensor to measure the impedance, also involve an unsafe effect directly on the transplanted organ by passing an electric current through it to measure the impedance.

Наиболее близким к заявляемому является способ диагностики отторжения трансплантата (WO2005044103A1) на основе определения электрического сопротивления и температуры ткани. Изобретение имеет широкий спектр применения, включая мониторинг жизнеспособности трансплантата и мониторинг отторжения трансплантата. При этом детальное описание изобретения представлено в отношении трансплантата сердца. Способ включает размещение электрода для измерения импеданса и по меньшей мере одного датчика температуры; измерение параметров температуры ткани и ее импеданса по меньшей мере на одной частоте; оценку параметров, определяющих состояние ткани по выполненным измерениям; сравнение полученных расчетных параметров с эталонными параметрами. Средства измерения тканевого импеданса включают: по меньшей мере один имплантируемый в тело электрод; и/или по крайней мере один электрод, размещенный на конце зонда или катетера, предназначенного для введения через кровеносные сосуды или естественные отверстия тела; и/или по меньшей мере один кожный электрод (размещаемый на теле пациента) для измерения импеданса, в качестве которого может быть использован обычный поверхностный электрокардиографический электрод. В случае трансплантации сердца измерения проводят с помощью пищеводного зонда. Измерение импеданса ткани проводят на частотах от 1 кГц до 1 МГц. Данный диагностический метод основан на том факте, что посттрансплантационное отторжение включает воспалительную реакцию, вызывающую отек и повышение температуры, которые можно обнаружить путем измерения электрического импеданса и температуры. Использование в многопараметрической оценке измерений комбинации параметров - импеданса и температуры, повышает специфичность метода, однако неинвазивный способ можно использовать только при поверхностно расположенным органе и не пригоден для диагностики отторжения и почки.Closest to the claimed is a method for diagnosing graft rejection (WO2005044103A1) based on the determination of electrical resistance and tissue temperature. The invention has a wide range of applications including graft viability monitoring and graft rejection monitoring. While a detailed description of the invention is presented in relation to a heart transplant. The method includes placing an impedance measurement electrode and at least one temperature sensor; measuring parameters of tissue temperature and its impedance at least at one frequency; evaluation of the parameters that determine the state of the tissue according to the measurements; comparison of the obtained calculated parameters with reference parameters. Means for measuring tissue impedance include: at least one body-implantable electrode; and/or at least one electrode placed at the end of a probe or catheter intended for insertion through blood vessels or natural orifices of the body; and/or at least one skin electrode (placed on the patient's body) for measuring impedance, which can be a conventional surface electrocardiographic electrode. In the case of heart transplantation, measurements are taken with an esophageal probe. Measurement of tissue impedance is carried out at frequencies from 1 kHz to 1 MHz. This diagnostic method is based on the fact that post-transplant rejection involves an inflammatory response causing edema and fever, which can be detected by electrical impedance and temperature measurements. The use of a combination of parameters - impedance and temperature in the multiparametric evaluation of measurements, increases the specificity of the method, however, the non-invasive method can only be used with a superficially located organ and is not suitable for diagnosing rejection and kidney.

Технической проблемой является отсутствие неинвазивных способов диагностики отторжения трансплантата почки, проведение которых необходимо в ранний послеоперационный период, особенно в первые 14 дней. Существующие способы предполагают размещение на пересаженном органе специальной измерительной системы для непосредственного контроля необходимых параметров. При этом процесс диагностики отторжения всегда сопровождается негативным воздействием на пересаженный орган электрических сигналов или электромагнитных полей. Решением указанной проблемы является использование неинвазивного метода диагностики отторжения трансплантата и создание соответствующих технических средств.The technical problem is the lack of non-invasive methods for diagnosing kidney transplant rejection, which is necessary in the early postoperative period, especially in the first 14 days. Existing methods involve placing a special measuring system on the transplanted organ for direct control of the necessary parameters. At the same time, the process of diagnosing rejection is always accompanied by a negative impact on the transplanted organ of electrical signals or electromagnetic fields. The solution to this problem is the use of a non-invasive method for diagnosing transplant rejection and the creation of appropriate technical means.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является проведение диагностики отторжения трансплантата почки по значениям сопротивления кожи пациента, измеренным неинвазивно.The technical result, to which the claimed invention is directed, is the diagnosis of kidney transplant rejection by the values of the patient's skin resistance, measured non-invasively.

Технический результат достигается способом кондуктометрической диагностики отторжения трансплантата почки, включающим измерение сопротивления участка поверхности кожи пациента с помощью двух электродов, закрепленных на пальце руки пациента, например, на ладонной поверхности второго пальца левой руки, при воздействии переменным током частотой 100 Гц. Измерения проводят за сутки до операции трансплантации органа, и ежедневно после проведения операции, начиная со второго дня, в течение, по меньшей мере, 14 дней, с получением абсолютных значений сопротивления кожи, их нормированием, с последующим сравнением измеренных параметров, полученных до и после операции. При выявлении значений нормированного сопротивления кожи, превышающих не менее, чем в 2 раза, среднего значения, измеренного до операции, делают вывод о наличии процесса отторжения трансплантата.The technical result is achieved by a method for conductometric diagnosis of kidney transplant rejection, including measuring the resistance of a patient's skin surface area using two electrodes fixed on the patient's finger, for example, on the palmar surface of the second finger of the left hand, when exposed to alternating current with a frequency of 100 Hz. The measurements are carried out one day before the operation of organ transplantation, and daily after the operation, starting from the second day, for at least 14 days, obtaining the absolute values of skin resistance, normalizing them, followed by comparing the measured parameters obtained before and after operations. If the values of the normalized skin resistance are detected, exceeding at least 2 times the average value measured before the operation, a conclusion is made about the presence of the graft rejection process.

Нормирование измеренных значений сопротивления кожи после операции осуществляют по среднему значению сопротивления кожи, измеренному до операции. Измерение сопротивления кожи проводят утром натощак при воздействии тока в течение не менее 30 сек с последующим вычислением среднего значения.Normalization of the measured values of skin resistance after surgery is carried out according to the average value of skin resistance measured before surgery. Measurement of skin resistance is carried out in the morning on an empty stomach when exposed to current for at least 30 seconds, followed by the calculation of the average value.

Изобретение основано на измерении сопротивления кожи пациента. Известно, что процесс отторжения трансплантата влияет на психофизиологическое состояние пациента, которое, в свою очередь, отражается в значениях сопротивления его кожи. Кожа является сложным по своему морфологическому строению органом человека, выполняющим многие жизненно важные функции. Изменение сопротивления электрическому току поверхности кожи под действием различных факторов известно как кожно-гальваническая реакция (КГР). Известно, что КГР обусловлена не только секреторной активностью потовых желез, но и метаболизмом кожи, состоянием ее кровеносных сосудов, состоянием вегетативной (и центральной) нервной системы, состоянием эндокринной системы, действием принятых человеком лекарств и многими другими факторами [В. С. Улащик, Физиотерапия. Универсальная медицинская энциклопедия, Минск, Книжный Дом, 2008, 639с.]. Показано, что на КГР влияет интенсивность выделения адреналина симпатическими окончаниями в коже, а также диффузия воды непосредственно через кожу (минуя потовые железы) в процессе регулирования температуры тела [Калашников В.Н., Электрическое сопротивление кожи как индикатор психофизиологического состояния человека, http://www.osoznanie.biz/info/concept_gar.pdf]. Влияние на электропроводность кожи ее температуры, физической нагрузки на организм человека, состояния кожных капилляров, венозного застоя и многих прочих факторов подробно рассмотрено в работе [Слынько П.П., Основы низкочастотной кондуктометрии в биологии, Москва, Наука, 1972, 132с]. Кроме того кожа, как и иммунная система, выполняет известные защитные функции организма. Логично предположить, что она, как и иммунная система, реагирует на состояние трансплантата после пересадки изменением своих физических свойств, в частности своей КГР.The invention is based on measuring the resistance of the patient's skin. It is known that the process of graft rejection affects the psychophysiological state of the patient, which, in turn, is reflected in the resistance values of his skin. The skin is a complex human organ in its morphological structure, which performs many vital functions. The change in resistance to electric current of the skin surface under the influence of various factors is known as the galvanic skin response (GSR). It is known that GSR is determined not only by the secretory activity of sweat glands, but also by skin metabolism, the state of its blood vessels, the state of the autonomic (and central) nervous system, the state of the endocrine system, the action of drugs taken by a person, and many other factors [V. S. Ulashchik, Physiotherapy. Universal Medical Encyclopedia, Minsk, Book House, 2008, 639 pp.]. It has been shown that GSR is affected by the intensity of adrenaline release by sympathetic endings in the skin, as well as the diffusion of water directly through the skin (bypassing the sweat glands) in the process of regulating body temperature [Kalashnikov V.N., Electrical resistance of the skin as an indicator of the psychophysiological state of a person, http:/ /www.osoznanie.biz/info/concept_gar.pdf]. The influence on the electrical conductivity of the skin of its temperature, physical activity on the human body, the state of skin capillaries, venous congestion and many other factors is discussed in detail in [Slynko P.P., Fundamentals of low-frequency conductometry in biology, Moscow, Nauka, 1972, 132c]. In addition, the skin, like the immune system, performs well-known protective functions of the body. It is logical to assume that, like the immune system, it reacts to the state of the transplant after transplantation by changing its physical properties, in particular, its GSR.

Однако из уровня техники не выявлено способов, с перечисленной выше совокупностью существенных признаков, обеспечивающих получение достоверного вывода о наличии процесса отторжения трансплантата почки, по значениям сопротивления кожи пациента, измеренным неинвазивно. Использование для диагностики сигнала воздействия с частотой 100 Гц позволяет дифференцировать получаемый ответный сигнал от сигналов, создаваемых окружающими приборами (помех). Проведение одного измерения в течение не менее 30 секунд является предпочтительным, т.к. за данный период возможно получение необходимого и достаточного количества информации для математической обработки и получения достоверного и точного результата. На повышение достоверности проводимой диагностики влияет и период, в течение которого должны проводиться исследования - за сутки до операции трансплантации органа, и ежедневно после проведения операции, начиная со второго дня, в течение, по меньшей мере, 14 дней.However, no methods have been identified from the prior art, with the set of essential features listed above, providing a reliable conclusion about the presence of a kidney transplant rejection process, according to the values of the patient's skin resistance, measured non-invasively. The use of an impact signal with a frequency of 100 Hz for diagnostics makes it possible to differentiate the received response signal from the signals generated by surrounding devices (interference). A single measurement within at least 30 seconds is preferred because during this period, it is possible to obtain the necessary and sufficient amount of information for mathematical processing and obtaining a reliable and accurate result. The increase in the reliability of the diagnostics is also affected by the period during which studies should be carried out - one day before the operation of organ transplantation, and daily after the operation, starting from the second day, for at least 14 days.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена структурная схема измерительной установки, где позициями обозначены: 1 - палец руки пациента, 2 - эпидермис, 3 - два одинаковых электрода, 4 - подпружиненный диэлектрический держатель электродов, 5 - согласующее устройство (СУ), 6 - персональный компьютер (ПК).Figure 1 shows a block diagram of the measuring unit, where the positions indicate: 1 - patient's finger, 2 - epidermis, 3 - two identical electrodes, 4 - spring-loaded dielectric electrode holder, 5 - matching device (SU), 6 - personal computer ( PC).

На фиг.2 представлена динамика нормированных значений сопротивления кожи, где позициями обозначены: 7 - зависимость, полученная для пациента без отторжения трансплантата, 8 - зависимость для пациента с отторжением трансплантата.Figure 2 shows the dynamics of the normalized values of skin resistance, where the positions indicate: 7 - dependence obtained for a patient without graft rejection, 8 - dependence for a patient with graft rejection.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ диагностики отторжения трансплантата может быть реализован с помощью устройства для измерения импеданса (сопротивления кожи), схема которого приведена на фиг.1. В одном из вариантов осуществления устройство может быть реализовано по аналогии с устройством, представленным в публикации [Ageev I.M., Rybin Y. M., Measuring complex for carbon-dioxide monitoring in air, Measurement Techniques, Vol. 64, No. 4, July, 2021, p.p. 339-343, DOI 10.1007/s11018-021-01938-w]. Устройство содержит подпружиненный диэлектрический держатель (зажим) 4 двух электродов 3, выполненных с возможностью размещения на пальце пациента. При этом использование такого зажима является предпочтительным для обеспечения одинакового давления на электроды, размещаемые на пальце руки пациента до и после трансплантации почки. Выводы электродов 3 соединены с входом и выходом согласующего устройства 5, выполняющего функции согласования уровней сигналов и согласования сопротивлений, при этом согласующее устройство 5 соединено с входом и выходом звуковой карты персонального компьютера 6.The method for diagnosing transplant rejection can be implemented using a device for measuring impedance (skin resistance), the scheme of which is shown in Fig.1. In one of the embodiments, the device can be implemented by analogy with the device presented in the publication [Ageev I.M., Rybin Y. M., Measuring complex for carbon-dioxide monitoring in air, Measurement Techniques, Vol. 64, no. July 4, 2021, p.p. 339-343, DOI 10.1007/s11018-021-01938-w]. The device contains a spring-loaded dielectric holder (clip) 4 of two electrodes 3, which can be placed on the patient's finger. At the same time, the use of such a clamp is preferable to ensure the same pressure on the electrodes placed on the patient's finger before and after kidney transplantation. The outputs of the electrodes 3 are connected to the input and output of the matching device 5, which performs the functions of signal level matching and resistance matching, while the matching device 5 is connected to the input and output of the sound card of the personal computer 6.

Для измерения сопротивления кожи используют активный метод (Фере), обеспечивающий хорошую помехоустойчивость и включающий информацию о состоянии поверхности кожи и подкожной структуры [Калашников В.Н., Электрическое сопротивление кожи как индикатор психофизиологического состояния человека, http://www.osoznanie.biz/info/concept_gar.pdf].To measure skin resistance, an active method (Fere) is used, which provides good noise immunity and includes information about the state of the skin surface and subcutaneous structure [Kalashnikov V.N., Electrical resistance of the skin as an indicator of the psychophysiological state of a person, http://www.osoznanie.biz/ info/concept_gar.pdf].

Измерение сопротивления кожи выполняют с использованием переменного тока. Программным генератором формируют опорный синусоидальный сигнал частотой 100 Гц, который с выходного ЦАП звуковой карты ПК 6 подают на вход СУ 5. После фильтрации постоянной составляющей опорный сигнал подают на один из электродов 3. Со второго электрода 3 ответный сигнал, пропорциональный сопротивлению кожи, подают на вход СУ 5 и после усиления - на вход АЦП звуковой карты ПК 6. Выходной сигнал со звуковой карты обрабатывают посредством его цифровой фильтрации, последующего детектирования амплитуды сигнала и расчета абсолютных значений сопротивления кожи. Измерения проводят утром до завтрака - за сутки до операции трансплантации органа, и ежедневно после проведения операции, начиная со второго дня, в течение, по меньшей мере, 14 дней.Skin resistance measurement is performed using alternating current. The software generator generates a reference sinusoidal signal with a frequency of 100 Hz, which is fed from the output DAC of the sound card PC 6 to the input of the CS 5. After filtering the constant component, the reference signal is fed to one of the electrodes 3. From the second electrode 3, a response signal proportional to the skin resistance is fed to input CS 5 and after amplification - to the input of the ADC of the sound card PC 6. The output signal from the sound card is processed by digital filtering, subsequent detection of the signal amplitude and calculation of the absolute values of the skin resistance. Measurements are taken in the morning before breakfast - one day before the organ transplantation operation, and daily after the operation, starting from the second day, for at least 14 days.

Известно, что каждый человек имеет свой физиологический уровень сопротивления кожи в пределах от 10 кОм до 2 МОм. Поэтому в биометрии для оценки результатов действия любых факторов на организм человека, а также для возможности сравнения их с подобными результатами других людей, используют не абсолютные значения сопротивления кожи, а относительные, нормированные по среднему значению до воздействия.It is known that each person has his own physiological level of skin resistance ranging from 10 kΩ to 2 MΩ. Therefore, in biometrics, to assess the results of the action of any factors on the human body, as well as to compare them with similar results of other people, not absolute skin resistance values are used, but relative ones, normalized by the average value before exposure.

Измеренные значения сопротивления кожи пациента до и после операции, сравнивают, и при выявлении значений нормированного сопротивления кожи, превышающих не менее, чем в 2 раза, среднего значения, измеренного до операции, делают вывод о наличии процесса отторжения трансплантата.The measured values of the patient's skin resistance before and after the operation are compared, and if normalized skin resistance values are detected that are at least 2 times higher than the average value measured before the operation, a conclusion is made about the presence of the graft rejection process.

Исследования работоспособности способа проводили в период с сентября по декабрь 2021 года на группе из 27 пациентов до и после пересадки трансплантата почки. Для чего было изготовлено устройство для измерения импеданса, согласно схеме, представленной на фиг.1. Электроды были выполнены из проволоки диаметром 1мм (нержавеющая сталь), длина контакта каждого электрода с эпидермисом составляла около 10 мм, расстояние между электродами так же составляло около 10 мм. Размах синусоидального напряжения между электродами в процессе измерения составлял около 1,5 В, что в полной мере соответствует требованиям по электробезопасности. Точность измерения абсолютных значений сопротивления кожи варьировалась в пределах ±0,5%.Method performance studies were carried out between September and December 2021 on a group of 27 patients before and after kidney transplantation. What was made device for measuring the impedance, according to the scheme shown in Fig.1. The electrodes were made of wire 1 mm in diameter (stainless steel), the contact length of each electrode with the epidermis was about 10 mm, and the distance between the electrodes was also about 10 mm. The amplitude of the sinusoidal voltage between the electrodes during the measurement was about 1.5 V, which fully complies with the electrical safety requirements. The measurement accuracy of the absolute values of skin resistance varied within ±0.5%.

Утром до операции пересадки органа пациентам производили измерение сопротивления кожи. После операции измерения проводили натощак каждый день до выписки пациента (в течение 14 дней). Утром после сна подпружиненные электроды закрепляли на ладонной поверхности средней фаланги второго пальца левой кисти. В течение 30 секунд измеряли сопротивление и вычисляли среднее значение. Все послеоперационные значения сопротивлений кожи нормировали по среднему дооперационному значению. Динамика изменения нормированного сопротивления кожи отражала динамику наличия (или отсутствия) процесса отторжения трансплантата. Некоторые результаты исследований представлены на фиг.2 в виде временных зависимостей нормированного послеоперационного сопротивления кожи двух пациентов: где 1 - зависимость для первого пациента с положительной динамикой без отторжения трансплантата и 2 - для второго пациента с отрицательной динамикой, т.е. с отторжением трансплантата. Приведенные графики построены путем сглаживания суточных измерений множеством квадратичных полиномов. Представленные зависимости демонстрируют, что при благоприятном развитии событий у первого пациента значения нормированного сопротивления кожи менее единицы и в течение 20 суток плавно снижаются. В то время, как у второго пациента в период с 4 по 16 сутки нормированное сопротивление кожи увеличивается более, чем в два раза. Контрольная биопсия трансплантата подтвердила отсутствие отторжения у первого пациента, и наличие отторжения у второго пациента.In the morning before the organ transplant surgery, the skin resistance was measured for the patients. After the operation, measurements were taken on an empty stomach every day until the patient was discharged (within 14 days). In the morning after sleep, spring-loaded electrodes were fixed on the palmar surface of the middle phalanx of the second finger of the left hand. Within 30 seconds, the resistance was measured and the average value was calculated. All postoperative values of skin resistance were normalized according to the average preoperative value. The dynamics of changes in the normalized skin resistance reflected the dynamics of the presence (or absence) of the graft rejection process. Some research results are presented in figure 2 in the form of time dependences of the normalized postoperative skin resistance of two patients: with transplant rejection. The given plots are constructed by smoothing daily measurements with a set of quadratic polynomials. The presented dependencies demonstrate that with a favorable development of events in the first patient, the values of the normalized skin resistance are less than unity and gradually decrease within 20 days. While in the second patient, in the period from 4 to 16 days, the normalized skin resistance more than doubled. A follow-up graft biopsy confirmed the absence of rejection in the first patient and the presence of rejection in the second patient.

Таким образом, приведенные данные подтверждают возможность диагностики процесса послеоперационного состояния трансплантата по изменению нормированного сопротивления кожи пациента.Thus, the above data confirm the possibility of diagnosing the process of the postoperative state of the graft by changing the normalized resistance of the patient's skin.

Claims (1)

Способ кондуктометрической диагностики отторжения трансплантата почки, включающий измерение утром натощак сопротивления участка поверхности кожи пациента с помощью двух электродов, закрепленных на пальце руки пациента, при воздействии переменным током частотой 100 Гц в течение не менее 30 сек с последующим вычислением среднего значения, при этом измерение проводят за сутки до операции трансплантации органа, и ежедневно после проведения операции, начиная со второго дня, в течение, по меньшей мере, 14 дней, с получением абсолютных значений сопротивления кожи, их нормированием по среднему значению сопротивления кожи, измеренному до операции, с последующим сравнением измеренных параметров, полученных до и после операции, и при увеличении значений нормированного сопротивления кожи не менее чем в 2 раза, делают вывод о наличии процесса отторжения трансплантата.A method for conductometric diagnosis of kidney transplant rejection, including measuring the resistance of a patient's skin surface area on an empty stomach in the morning using two electrodes attached to the patient's finger, when exposed to alternating current with a frequency of 100 Hz for at least 30 seconds, followed by calculating the average value, while the measurement is carried out one day before the operation of organ transplantation, and daily after the operation, starting from the second day, for at least 14 days, obtaining the absolute values of the skin resistance, normalizing them to the average value of the skin resistance measured before the operation, followed by comparison of the measured parameters obtained before and after the operation, and with an increase in the values of the normalized skin resistance by at least 2 times, it is concluded that there is a graft rejection process.
RU2022110042A 2022-04-14 Conductometric method of kidney transplant rejection diagnostics RU2798080C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798080C1 true RU2798080C1 (en) 2023-06-15

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346281C1 (en) * 2007-11-22 2009-02-10 Государственное учреждение Российский научный центр хирургии им. академика Б.В. Петровского РАМН (РНЦХ РАМН) Acute kidney graft rejection diagnostic method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346281C1 (en) * 2007-11-22 2009-02-10 Государственное учреждение Российский научный центр хирургии им. академика Б.В. Петровского РАМН (РНЦХ РАМН) Acute kidney graft rejection diagnostic method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PARSONNET V. et al. Detection of early renal transplant rejection by minimally-invasive monitoring of impedance variability. Biosensors and Bioelectronics. 2007, 22(11), pp. 2749-2753. *
НОСИК А.В. и др. Неинвазивная диагностика позднего клеточного отторжения трансплантата почки. Хирургия. Восточная Европа. 2019, 8(3), стр. 402-416. JECH U. et al. Renal Allograft Rejection: Noninvasive Ultrasound- and MRI-Based Diagnostics. Contrast Media & Molecular Imaging. Vol. 2019, art. ID 3568067, pp.1-9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6517482B1 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
KR102556074B1 (en) Wearable Technologies for Joint Health Assessment
US8099159B2 (en) Methods and devices for analyzing and comparing physiological parameter measurements
US10307074B2 (en) Monitoring system and probe
Bari et al. Electrodermal responses to discrete stimuli measured by skin conductance, skin potential, and skin susceptance
AU762922B2 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
Reichmuth et al. A non-invasive wearable bioimpedance system to wirelessly monitor bladder filling
Feng et al. Sleeping heart monitoring using hydrogel-textile capacitive ECG electrodes
Liu et al. In vivo wearable non-invasive glucose monitoring based on dielectric spectroscopy
RU2798080C1 (en) Conductometric method of kidney transplant rejection diagnostics
Liao et al. Impedance sensing device for monitoring ulcer healing in human patients
Wang et al. Performance of flexible non-contact electrodes in bioelectrical signal measurements
Aldosky et al. Electrodermal activity: simultaneous recordings
Umasha et al. Ayurvedic Naadi Measurement and Diagnostic System
EP2241245A1 (en) Using muscle tension detection to control position of body part
Ashwin et al. Stress Detection using Wearable Physiological Sensors and Machine Learning Algorithm
Yakubov et al. Study of the effect of sugar concentration on the characteristic impedance of a magnetic coil
KR20210091559A (en) Blood pressure and glucose measurement method and apparatus using wearable device
Anishchenko et al. Two-channel bioradar for stress monitoring
Boyakhchyan et al. The method of stabilization and reduction of noise in the measurement signal through the “dry” electrodes for electrocardiography
US9468758B2 (en) Wound diagnosis
Bathla et al. Stress Measurement System Based on Heart Rate, Galvanic Skin Response and Electromyogram using IOT
Uday et al. Design and Development of an IPG System Without an Occlusive Cuff to Detect Deep Vein Thrombosis
AU2003252923B2 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
Melchor-Uceda et al. Principal Component Regression and Partial Least Squares Regression Evaluation of Electrode Performance for Non-Invasive Multimodal Measurement of Arm Muscle Activity