Результат интеллектуальной деятельности: Способ дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии.

Существующие методы дифференциальной диагностики пневмонии и бронхита основаны на оценке анамнестических данных, результатов физикального обследования больного, а также лабораторного рентгенологического функционального исследований. Однако частота ошибочных диагнозов составляет 20-70% [Principi N., Esposito S. Management of severe community - acquired pneumonia of children in developing and developed countries. Thorax. 2011; 66: 815-822], что влечет за собой необоснованное назначение антибактериальных препаратов широкого спектра действия и, как следствие, повышение риска нежелательных побочных явлений лечения.

С одной стороны, дифференциальная диагностика пневмоний и бронхитов остается до сих пор сложной, а позднее подтверждение диагноза пневмонии приводит к развитию возможных осложнений с деструкцией легочной ткани и развитием плеврита.

Одним из важных компонентов в проведении дифференциальной диагностики бронхита и пневмонии является рентгенографическое исследование органов грудной клетки [Молотков З.Н. Дифференциальная диагностика острых пневмоний, туберкулеза легких и кардиогенных пневмоний // Терапевт. архив. - 1979. - N 2, - С. 30-35.]. Однако оценка результатов рентгенологического исследования органов грудной клетки существенно различается даже у квалифицированных специалистов-радиологов [Neuman M.I., Lee E.Y., Bixby S. et al. Variability of the interpretation of chest radiographs for the diagnosis of pneumonia in children. J. Hosp. Med. 2011.]. Кроме того, неоправданная лучевая нагрузка повышает риск развития онкологических заболеваний [Намазова-Баранова Л.С, Куличенко Т.В., Малахова А.Е., Старовойтова Е.В., Бакрадзе М.Д., Чащина И.Л., Митюшин И.Л. Пневмококковая инфекция у детей. Вопросы современной педиатрии. 2012; 11(4): 65-72.]. Вместе с тем, ранняя диагностика пневмонии важна с точки зрения своевременного назначения антибактериальных препаратов, что будет способствовать снижению числа осложнений.

Разработан и применяется для дифференциальной диагностики бронхитов и бронхопневмоний и пневмоний метод цитологического исследования лейкоцитов и содержимого трахеобронхиальных путей, в котором при величине отношения показателя проницаемости мембран лизосом в лейкоцитах, содержимого трахеобронхиальных путей к величине показателя проницаемости мембран лизосом в лейкоцитах крови (от 0,05 до 0,75 ед.) диагностируют наличие пневмонии, при величине отношения показателей от 0,76 до 1,15 ед. диагностируют наличие бронхопневмонии, а при величине отношения показателей от 1,16 до 10,0 ед. диагностируют наличие бронхита [Казанцева В.Н. Цитологические и некоторые цитоэнзимологические характеристики мокроты при хронических неспецифических заболеваниях легких. Архив патологии, 1980, т. 4, с. 63-78 (54) (57)] (прототип).

Однако известный способ не обладает достаточной специфичностью для надежной дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, особенно на ранних стадиях заболевания.

Известен способ дифференциальной диагностики заболеваний бронхолегочной системы по соотношению жирных кислот C_16:0/C_19:0 в конденсате выдыхаемого воздуха газожидкостной хроматографией (RU 2117290, C1, Б.С. Хышиктуев, 10.08.1998). Данный способ предполагает расчет определенного коэффициента, и, если его значение находится в пределах 1,5-2,5, диагностируют хронические неспецифические заболевания легких, 2,5-4,5 - доброкачественные опухоли, а при значениях менее 1,0 - рак легкого. Однако данный метод не может дифференцировать острый бронхит и острую пневмонию.

Авторами изобретения поставлена задача - разработать надежный неинвазивный способ дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии, начиная с ранних стадий заболевания.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, состоит в:

- упрощении, безопасности (неинвазивности) для пациента и окружающих за счет исключения лучевой нагрузки при обеспечении надежности, специфичности дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита, начиная с ранних стадий заболевания;

- сокращении времени проведения дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита и тем самым сокращение сроков определения оптимальной схемы лечения, позволяющей снизить риск осложнений и неблагоприятного прогноза развития заболеваний.

Массовое распространение молекулярно-биологических и физико-химических методов исследования микробиоценозов способствует более широкому продвижению новых подходов к диагностике заболеваний, в которых микробиоценоз является чувствительным сенсором, способным формировать маркеры заболеваний на ранней стадии. Такие подходы объединены общим названием омикс-технологии. Исследованием метагенома занимается метагеномика, эпигеномика. Постгеномные исследования, исследование белкового состава микробиоценоза занимается протеомика. Маркеры метаболической природы исследуются метаболомикой, а в случае исследования части метаболома - метабономикой. Исследование метаболитов проводится методами многомерной регрессии - дискриминантным анализом, который предназначен для классификации образцов от пациентов с различными диагнозами по решающему правилу.

Авторами впервые установлено, что изменение концентрации короткоцепочечных жирных кислот в слюне пациентов с симптомами острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, обусловленное, в том числе, и жизнедеятельностью микроорганизмов, вызывающих острую пневмонию или острый бронхит, позволяет проводить надежную дифференциальную диагностику этих заболеваний.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для дифференциальной диагностики острой пневмонии и острого бронхита у пациента с клинической картиной острой респираторной инфекции, сопровождающейся бронхо-легочным синдромом, определяют в слюне содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот. Рассчитывают значение дискриминантных функций по формулам:

D1=-6,13238+0,50752×C2-1,15227×C5-3,88032×IC6

D2=-0,80473+0,113286×C2+1,909195×C5+0,119217×IС6,

где:

C2 - концентрация уксусной кислоты, ммоль/г;

C5 - концентрация валериановой кислоты, ммоль/г;

IC6 - концентрация изокапроновой кислоты, ммоль/г.

Если D1 больше D2 диагностируют острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию.

В частном случае содержание уксусной, валериановой и изокапроновой кислот в слюне определяют методом газожидкостной хроматографии.

Способ осуществляют следующим образом.

Определение концентрации летучих жирных кислот (ЛЖК) в слюне проводят газожидкостной хроматографией и методом прямого ввода супернатанта подкисленного раствора слюны в 0,1 н. водном растворе соляной кислоты в испаритель хроматографа.

Для определения ЛЖК использовали супернатант пробы слюны. Получение его проходит по следующей схеме:

1. В одноразовой пластиковой пробирке взвешивали 2-3 грамма слюны на аналитических весах с точностью до 3-го знака.

2. К пробе приливали 1 мл 0,1N соляной кислоты и 1 мл стандартного вещества (диметилмасляная кислота). Гомогенизировали смесь путем энергичного встряхивания в закрытой пробирке.

3. Пробирку с гомогенной смесью центрифугировали 10 минут при 6000 об/мин.

4. Полученный супернатант был прозрачным и имел кислую реакцию (pH 2-3).

Для хроматографирования использовали газожидкостной хроматограф Кристалл 5000.2 с капиллярной колонкой FFPA d 0,25 мм L 32 м и детектором пламенно-ионизационного типа. Газ-носитель азот.

Порядок работы на хроматографе.

1. Хроматограф выводили на режим:

2. Пробу-супернатант отбирали из пластиковой пробирки хроматографическим шприцом 1 мкл и вводили в испаритель хроматографа. Пики концентраций ЛЖК определяли по времени удержания. Времена удержания определяли на основании разделения стандартного образца - смеси монокарбоновых кислот гомологического ряда от уксусной до капроновой кислот.

Времена удержания:

При обработке хроматограмм расчет пиков проводился с помощью компьютерной программы прибора путем анализа последовательности пиков, их границ и высот. Площади пиков определяются как площади треугольников с основанием, равным ширине пика и высотой, равной высоте пика. Исходя из площади пика стандарта (диметилмасляной кислоты) с известной концентрацией и отношениям площадей анализируемых пиков, рассчитывали концентрацию каждого компонента смеси ЛЖК. В формуле расчета использовали также коэффициенты горения, которые являются коэффициентами перевода молярной концентрации в весовую. Концентрации отдельных компонентов рассчитывали по формуле:

где

C_i, С_ст. - концентрации стандарта и компонента,

S_i, S_ст. - площади пиков,

K_i - переводной коэффициент.

Для расчетов использовали формулы классификационного уравнения дискриминантного анализа.

D1 = -6,13238+0,50752×C2-1,15227×C5-3,88032×IC6

D2 = -0,80473+0,113286×C2+1,909195×C5+0,119217×IC6,

где: С2 - концентрация уксусной кислоты в слюне, ммоль/г; С5 - концентрация валериановой кислоты в слюне, ммоль/г; IC6 - концентрация изокапроновой кислоты в слюне, ммоль/г.

Если D1 больше D2 диагностировали острый бронхит, а если D2 больше D1 - острую пневмонию.

Для доказательств возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.

Пример 1

Пациент А., возраст 10 лет, поступил в стационар с жалобами на слабость, кашель. Температура тела составляла 38,9 градусов Цельсия. Аускультативно дыхание жесткое, ослабленное справа, хрипы не выслушиваются. ЧД - 21 в минуту.

Анализ концентраций короткоцепочечных жирных кислот в слюне показал следующие концентрации (ммоль/г): 15,10425 для уксусной кислоты, 0,06312 для валериановой, 0,031578 для изокапроновой кислоты. Полученные значения были домножены на коэффициенты линейных дискриминантных классификационных уравнений и сложены с учетом знака в соответствии с предлагаемыми формулами патентуемого способа. Полученные значения сравнили между собой.

D1 = -6,13238+0,50752×15,10425-1,15227×0,06312-3,88032×0,031578=1,34

D2 = -0,80473+0,113286×15,10425+1,909195×0,06312+0,119217×0,031578=1,03

Максимальное значение 1,34 соответствовало уравнению острого бронхита. Предположительный диагноз - острый бронхит, назначена симптоматическая и противовирусная терапия, до проведения рентгенологического исследования грудной клетки от антибактериальной терапии решено воздержаться. По данным рентгенологического исследования грудной клетки: очаговых и инфильтративных теней нет, вздутия легочных полей нет, корни легких не расширены, купола диафрагмы четкие, синусы свободные. По данным общего анализа крови лейкоцитоз 14,5 тысяч, ускоренное СОЭ 19 мм/ч. Окончательный диагноз острый бронхит. Таким образом, диагноз, поставленный с помощью предлагаемого способа, был подтвержден.

Пример 2

Пациент С., возраст 14 лет, поступил в стационар с жалобами на слабость, кашель. Температура тела составляла 39,9 градусов Цельсия.

Аускультативно дыхание жесткое, ослабленное справа, сухие и влажные разнокалиберные хрипы в нижних отделах легких, ЧД - 20 в мин. Анализ концентраций короткоцепочечных жирных кислот в слюне показал следующие концентрации (ммоль/г): 1,564954 для уксусной кислоты, 0,09552 для валериановой, 0,181464 для изокапроновой кислоты. Полученные значения были домножены на коэффициенты линейных дискриминантных классификационных уравнений и сложены с учетом знака (по предлагаемому способу). Полученные значения сравнили между собой.

D1 = -6,13238+0,50752×1,564954-1,15227×0,09552-3,88032×0,181464 = -6,15

D2 = -0,80473+0,113286×1,564954+1,909195×0,09552+0,119217×0,181464 = -0,42.

Максимальное значение -0,42 соответствовало уравнению острой пневмонии. В соответствии с предлагаемым способом предположительный диагноз - острая пневмония, назначено антибактериальное лечение. Клинико-лабораторно диагноз острой пневмонии был подтвержден: рентгенологически обнаружено очаго-инфильтративная тень в нижней доле правого легкого, вздутия легочных полей нет, корни легких расширены, купола диафрагмы четкие, синусы свободные; в общем анализе лейкоцитоз 19,2 тыс, ускоренное СОЭ (32 мм/ч).

Предлагаемый метод дифференциальной диагностики острого бронхита и острой пневмонии был использован у 60 пациентов с предположительными диагнозами острый бронхит и острая пневмония. Диагнозы, поставленные с помощью предлагаемого способа, подтверждались методами прямой идентификации возбудителя бактериологическим методом и методом полимеразноцепной реакции. Чувствительность метода составила 100%, специфичность 96,6%.