ЛАБОРАТОРНЫЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ПРИБОР

Заявляемый объект относится к разделу медицинской техники, точнее к гематологическим анализаторам, оснащенными ЭВМ, которые позволяют в автоматическом режиме оценить состояние здоровья пациента и эффекта проводимого лечения.
Известны автоматизированные диагностические медицинские системы (КАСМОН, АКСИС, Internist и проч.), разработанные с целью повышения эффиктивности работы учреждений здравоохранения, главным образом его первичного звена - поликлинического (Патент RU 2062042, 20.06.96 [1]). Однако известные диагностические системы [1], обеспечивая контроль одного или нескольких заболеваний, не позволяют оценивать весь комплекс не только достоверно возможной имеющейся клинически выраженной патологии, но также не дает возможность определять заболевания систем организма, находящихся в доклинической стадии, и не обеспечивают конкретного прогнозирования заболеваний.
В настоящее время состояние здоровья пациента определяется путем исследования различных анализов взятых у пациента. Например, таким набором анализов являются совокупность лабораторного анализа крови, биохимического анализа крови, анализа мочи, рентгенологического исследования внутренних органов, компьютерной томограммы, электрокардиограммы, ЯМР и др. Кроме того, пациент, проходящий плановое обследование направляется на консультацию к различным специалистам: терапевту, невропатологу, хирургу, окулисту и др. Таким образом, для определения состояния здоровья пациента требуется значительное время на проведения анализов как со стороны пациента, так и со стороны специалистов, т.е. время на выполнение и обработку анализов и время на работу с пациентом, который может оказаться совершенно здоров. Все это сопровождается большими материальными затратами.
Существуют случаи, когда время оценки состояния здоровья необходимо минимизировать. Это особенно важно для стационарных больных, когда после каждого проведенного лечебного мероприятия необходимо оценить его эффективность, при радиационных и нерадиационных авариях, или при проведении массовых исследований, например, при экологических катастрофах, когда ограниченный во времени огромный объем работ требует сокращение времени проведения каждого отдельного обследования. Это также актуально при проведении ежегодной диспансеризации, когда практически здоровый пациент не может позволить себе потратить много времени и денег на обследование.
Однако сокращение времени обследования нельзя осуществить путем прямого сокращения количества анализов, так как современные методы изучения этих анализов в большинстве своем проводятся врачом, который привносит в оценку фактор субъективности, и имеет низкую достоверность. При существующих методиках именно количество взятых анализов повышает достоверность оценки состояния организма.
Единственной возможностью ускорения обработки большого количества диагностических данных является создание диагностических автоматических приборов на базе ЭВМ и специальных математических программ, способных оперативно обработать большое количество анализов и дать заключение о здоровье обследуемого пациента. Этому вопросу и посвящена наша работа.
Наиболее близким по конструкции и заявленному объекту является автоматический анализатор крови ВС-5800 Mindray КНР, содержащий кассету с пробирками для испытуемой крови, анализатор крови, оснащенный механизмом забора крови, программированным пультом управления, компьютером, дисплеем и регистратором результатов анализов (http://www.labtorg.ru/product_4.html[2]).
Известный анализатор [2] позволяет в автоматическом режиме определять большое число параметров испытуемой крови.
В зависимости от настройки прибора может быть определено 25 и более показателей периферической крови.
В приборе используется ряд методов измерения:
Кондуктометрический для определения эритроцитов и тромбоцитов;
Фотометрический (SFT) бесцианидный метод для определения гемоглобина;
Проточная цитометрия+лазерное рассеяние для дифференциации лейкоцитов и др.
Известный аналог [2] был выбран нами в качестве прототипа. Недостатком этого устройства является то, что он не позволяет на основе обработки полученных праметров крови оценить гомеостаз и гомеостатическую активность организма пациента и его систем. В тоже время, эти показатели организма и его систем являются объективными характеристиками состояния здоровья человека. Возможность определения гомеостаза и гомеостатической активности пациента по показателям периферической крови впервые была доказана Р.В.Ставицким с соавторами (патент RU 2135997 С1, 19.03.98). И опубликованы в ряде монографий. «Кровь - индикатор состояний организма и его систем» Ред. Профессор Ставицкий Р.В. М. МНПИ, 1999, 46-59.
«Рак предстательной железы (методы диагностики, лечения и дозиметрического обеспечения)». Ред член РАМН, Солодкий В.А, Профессор Ставицкий Р.В. М. ГАРТ, 2012, 87-93 «Рак шейки матки (методы лечения и дозиметрического обеспечения» Ред. Член РАМН Солодкий В.А, профессор Ставицкий Р.В. М. ГАРТ, 2011, 55-76. И другие.
Гомеостаз - относительное динамическое постоянство внутренней среды и устойчивости основных физиологических функций организма.. Гомеостатическая активность (ГА) характеризующая динамическое наблюдение за состоянием организма во времени или под действием различных факторов.
Целью настоящей работы является создание лабораторного диагностического прибора с возможностью автоматического количественного определения гомеостаза и гомеостатической активности организма и его систем по показателям периферической крови. Технический результат заявляемого объекта выражается в расширении эксплуатационных возможностей лабораторного диагностического прибора. Он достигается тем, что в лабораторном диагностическом приборе, содержащем кассету с пробирками для испытуемой крови, анализатор крови, оснащенный механизмом забора крови, компьютером, дисплеем и регистратором результатов анализов, компьютер настроен на определение искомых параметров крови обследуемого пациента, и дополнен микропроцессором для определения гомеостатической активности организма обследуемых пациентов, флеш-памятью и компаратором, причем флеш-память содержит информацию о гомеостатической активности организма и его систем для практически здоровых людей (класс «норма») и лиц с некоторым отклонением от нормы и известным диагнозом (класс «патология»), относящихся к тому же полу, возрастной группе и проживающих в той же местности, что и подлежащие обследованию пациенты, в свою очередь компаратор, на вход которого поступает информация от микропроцессора и с флеш-памяти, сравнивает гомеостатическую активность по группам «норма», «патология, «текущее обследование» и выдает на дисплей заключение о состоянии здоровья вновь обследуемых пациентов: «норма»; «патология».
На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого прибора.
Лабораторный диагностический прибор содержит анализатор крови 1, оснащенный механизмом забора пробы периферической крови, включающим каретку 2, на которой закреплена кассета 3 с пробирками 4 с испытуемой кровью 5, а также пипетку 6, закрепленную на механизме 7 вертикального перемещения. Анализатор крови 1 подключен к программируемому пульту управления 8, который управляет механизмом забора пробы крови, а также задает анализатору крови 1 должную программу определения параметров крови, а именно: лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов, гранулоцитов, гемоглобина и др. периферической крови обследуемого пациента. С выхода анализатора крови 1 электрический сигнал поступает с помощью драйвера 10 в компьютер 9. Цифровой сигнал по каждому параметру испытуемой крови пациента поступает в ячейку памяти 11, подключенную к микропроцессору 12, решающему задачу по сопоставлению гомеостаза и гомеостатической активности организма обследуемого пациента с базовыми параметрами (13) верифицированных для организма и 10 его систем по 4 параметрам. Это позволяет методом автоматизированного сравнения по теории распознавания образов и кластерному анализу установить состояние организма и его систем исследуемого. Гомеостаз и гомеостатическая активность определяется способом, предложенным Р.В.Ставицким с соавторами (патент RU 2135997 С1, 19/03/98).. Компьютер 9 содержит компаратор, вход которого подключен к выходу микропроцессора 12 и к флеш-памяти 13. Результирующие показания могут быть распечатаны на принтере 16, подключенном к дисплею 15.
Применение предложенного нами лабораторного диагностического прибора позволяет оперативно и достоверно в автоматическом режиме определить состояние здоровья пациента и значительно сократить время обследования.
2
1
0
Приведем клинический пример. На первом этапе обследования пациентки Б. (53 года) устанавливался гомеостаз организма и его систем с помощью так называемого паспорта здоровья (фиг.2). Пациентке было проведено обследование органов малого таза, включая шейку матки. Далее проводился курс неоадьювантной химиотерапии и операция, позволяющая установить форму характера и распространенности заболевания (TNM). Далее проводился курс внутриполостной лучевой терапии с помощью аппарата типа АГАТ-В. Суммарная очаговая доза при внутриполостной гамма-терапии составила СОД=30 Гр. Далее было проведено два курса дистанционной лучевой терапии на ускорителе. В течении лечения регулярно у пациентки забиралась кровь для анализа и обработки с помощью лабораторного диагностического прибора. В результате были получены и проанализированы гистограммы гемостатической активности (рис.3) всего организма (а) и трех его систем: урологической (Б), желудочно-кишечного тракта (в) и гинекологической системы (г).
НАХТ - неоадьютивная химиотерапия
1
ДЛТ - дистанционная лучевая терапия 1 курс,
2
ДЛТ - дистанционная лучевая терапия 2 курс,
ВПГТ - внутриполостная гамма-терапия.
На базе данных фиг.3. составлена Таблица 1 с указанием гомеостатической активности в процессе выполнения курса лечения. Параметр Г - отношения величин ГАмакс к ГАмин, свидетельствующий о наличии эффекта лечения, параметр  - характеризующий эффективность проводимого курса лечения
Таблица 1.
Гомеостатическая активность в организме и его системах больной
Орган
А, %
ГАмакс, %
ГАмин, %
Г=ГАмакс/ГАмин
ГАн, %
ГАк, %
К
Всет тело
60
100
15
7
49
50
1
Урология
70
100
3
33
65
57
1,1
ЖКТ
50
100
3
33
48
25
1,9
Гинекология
40
100
3
33
48
64
0,75
у
жкт
г
Данные таблицы 1 показывают наличие эффективного влияния метода лечения на организм (Г=7), позволяющие констатировать выздоровление урологической системы (К=1,1) и пищеварительного тракта (К=1,9) и улучшение состояния гинекологической системы (К=0,75 при норме К=1,0).
жкт
г
о
у
н
В итоге следует отметить наличие существенной реакции организма и его систем (Г=6,0-33,3) на проводимый курс лечения, который способствовал улучшению гомеостатической активности ЖКТ и гинекологической системы (К=11,0, К=1,0) и временному уменьшению гомеостаза всего организма (К=1,0) и урологической системы (К=1,1). Это объясняется повышенной реакцией организма на радиационное воздействие, которое обычно ликвидируется после окончания курса лучевой терапии. Срок ликвидации зависит от степени радиационного повреждения. Особенно велико повреждение организма при ГА>20 и К≥1. Математический аппарат кластерного анализа и теории распознавания образов, заложенный в современную ЭВМ лабораторного диагностического прибора, производит последовательное сравнение показателей периферической крови исследуемого пациента с заложенными показателями в группу обучающей выборки. В результате каждый пациент, прошедший указанное исследование, характеризуется паспортом здоровья, тем самым с высокой степенью точности (87-96%) устанавливается не только поврежденный орган, но и количественная оценка степени его повреждения. Тем самым обеспечивается высокоточная скоростная диспансеризация населения. Система не позволяет установить диагноз заболевания, но с высокой степенью точности указывает на поражаемые органы и ткани, что позволяет первостепенно проводить диагностику пораженных систем.
Особенностью лабораторного диагностического прибора является возможность динамического наблюдения за состоянием организма и его систем в процессе их лечения. Фактически это означает установление гомеостатической активности организма и 10 его систем и количественную реализацию метода лечения заболевания.
Тем самым впервые в мировой практике реализована система оценки гомеостаза и гомеостатической активности организма и 10 его систем и степени их восстановления в случае внутренних поражений.
Таким образом, лабораторный диагностический прибор позволяет реализовать определения наличия ранних стадий заболеваний и оценить эффективность их лечения.