Способ определения степени венозной недостаточности от деформируемости эритроцитов
METHOD FOR DETERMINING THE DEGREE OF VENOUS INSUFFICIENCY FROM THE DEFORMABILITY OF RED BLOOD CELLS

Изобретение относится к медицине, а именно хирургии и флебологии, и позволяет выявлять патологию вен на ранних сроках заболевания.
Варикозная болезнь и хроническая венозная недостаточность представляют собой важную социально-экономическую проблему, так в последние годы отмечается тенденция к росту заболеваемости у лиц трудоспособного возраста, росту числа осложненных форм и к формированию стойкой нетрудоспособности. В России различными формами ХВН страдают более 35 млн. человек, причем у 15% из них имеются трофические язвы. В США и странах Западной Европы частота варикозной болезни составляет 25%.
Одним из важных показателей реологических свойств является способность эритроцитов к упругой деформации, что позволяет им выполнять свою основную функцию - доставку необходимых веществ для жизнедеятельности организма в целом, включая сосудистую систему капилляров, диаметр которых значительно меньше диаметра самих эритроцитов. Эта способность эритроцитов называется деформируемостью.
Деформируемость эритроцитов определяется внутренней вязкостью, вязкоупругими свойствами мембраны и отношением объема ячейки к ее площади.  Также деформируемость эритроцитов зависит от воздействия различных факторов и ряда патологий.  В нашей работе этим фактором является хроническая венозная недостаточность – патологическое состояние, обусловленное нарушением венозного оттока и проявляющееся характерными симптомами в зависимости от степени нарушения (отек, кожные изменения и трофические язвы).
Нормальная деформируемость эритроцитов является важным фактором поддержания необходимой перфузии в микроциркуляторном русле, особенно при низких градиентах артериального давления, а ухудшение этого свойства эритроцитов ведет к более выраженным нарушениям показателей гемодинамики (Driessen O.K., Halest C.W., Heidtmann H. et аl., 1980). Более совершенным методом оценки деформации единичных эритроцитов является метод лазерной дифрактометрии эритроцитов, благодаря которому можно дать оценку геометрических и физических параметров биологических объектов (Ponder Е., 1971; Иваницкий Г.Р., Куниский А.С., 1981; Франк Г.М., 1955; Бессмельцев С.С., Кападзе Ю.Л., 1991; Бессмельцев С.С., Скворцова Ю.А., Тарлыков В.А., 2000).
Известен способ диагностики определения деформируемости эритроцитов (Патент RU 2719221) при котором оценивают деформобильность эритроцитов. Для этого суспензию эритроцитов помещают в прибор, где создается напряжение сдвига 190-210 дин/см. Через 20 с в суспензию вводят 1,0 мл 0,5%-ного раствора глютаральдегида. Еще через 10 с вращение цилиндра прекращают. Эритроциты помешают в поле зрения светового микроскопа и с помощью цифровой камеры получают изображение. Его обрабатывают с применением алгоритмов компьютерного зрения. При этом эритроциты, вытянутые в сдвиговом потоке, моделируют как эллипс. Для оценки деформируемости каждого эритроцита рассчитывают коэффициент деформируемости , коэффициент удлинения. Для изображения в целом рассчитывают среднее значение коэффициента деформируемости, дисперсию, коэффициент асимметрии, распределение эритроцитов по деформируемости, деформируемость эритроцитов в %, количество максимально удлиненных клеток в %. В данном методе работоспособность способа проверена в экспериментах с образцами крови здорового человека и больного в острый период ожоговой болезни. Всего 2 обследуемых.
Известен способ оценки деформируемости эритроцитов путем лазерной эктоцитометрии (Патент RU 2441235), который заключается в нагружении и вытягивании эритроцитов в потоке вязкой жидкости, помещенной в зазор ротационного вискозиметра типа «конус-плоскость». Степень удлинения клеток регистрируется при помощи лазерного луча, направленного перпендикулярно сдвигу жидкости, проходящего через прозрачную часть «конус» ротационного устройства. Использования этого метода позволяет получить быстро и удобно индекс деформации эритроцитов. Однако способ не позволяет визуализировать и анализировать форму клеток и тем самым оценивать ее изменения при деформации эритроцитов.
Известен способ местного лечения бактериального вагиноза (Патент RU 2236851) Контроль лечения осуществлялся на основании деформируемости эритроцитов.  Для этого осуществляют предварительную санацию влагалища антисептическим раствором, а затем вводят 3,5% гель хитозан-аскорбат, содержащий метронидазол в дозе 2 мг в 1 мл, в объеме 20 мл 1 раз в 2 дня. Способ обеспечивает подавление анаэробной микрофлоры, нормализацию функционального эпителия слизистой оболочки влагалища и при этом не оказывает заметного влияния на жизнеспособность лактобацилл и, как следствие, обеспечивает стойкий лечебный эффект. Контроль лечения оценивали по показателю деформируемости эритроцитов (ПДЭ) - позволяющему оценить состояние мембранных структур клетки при инфекционно-воспалительных процессах. Тест использовали с прогностической целью у женщин фертильного возраста при БВ. Показатель деформируемости эритроцитов оценивали общепринятым методом по Дорманди в модификации Ю.И. Гринштеина (Гринштеин Ю.М., Калинина И.А., Витман П.В. Деформируемость эритроцитов у больных с острой и хронической почечной недостаточностью // Терапевт. Арх. - 1986. - №12, с.91-93).
Известен способ оценки деформируемости клеток крови и устройство для его реализации (Патент RU 2441235), который может быть использован для оценки изменений состояний мембран эритроцитов. Устройство, реализующее данный способ, включает основание и платформу, к которой прикреплена проточная микрокамера, а к ней посредством патрубка присоединен резервуар, содержащий суспензионную жидкость. Нагружение и вытягивание клеток происходит путем создания ламинарного потока суспензионной жидкости в проточной микрокамере. Изобретения является более бюджетным, чем его аналоги, однако имеет низкую производительность и невысокую точность.
Наиболее близким является способ оценки деформируемости эритроцитов (Патент RU 2629594) — это лазерная дифрактометрия эритроцитов в сдвиговом потоке (эктацитометрия). Этот метод основан на наблюдении и анализе дифракционных картин, возникающих при рассеянии лазерного пучка на суспензии эритроцитов, деформированных в сдвиговом протоке силами вязкого трения. Существуют приборы для таких измерений. Это лазерные эктацитометры ЛОРКА (Голландия) Реоскан (Корея), ЛАДЭ (Реомедлаб, Россия). Однако пока эти приборы недоступны для широкой клинической практики. Актуальна проблема стандартизации этих приборов, повышения надежности и точности измерений.
Техническим результатом является определение на ранних стадиях степени венозной недостаточности, исходя из степени деформируемости эритроцитов
Способ определения степени венозной недостаточности от деформируемости эритроцитов включает определение индекса деформируемости эритроцитов периферической крови с помощью лазерной дифрактометрии, далее при значении индекса деформируемости эритроцитов от 0,12 до 0,23 включительно диагностируют первую степень хронической венозной недостаточности, при значении индекса деформируемости эритроцитов от 0,24 до 0,36 включительно диагностируют вторую степень хронической венозной недостаточности, при значении индекса деформируемости эритроцитов свыше 0,37 включительно диагностируют третью степень хронической венозной недостаточности
Пример 1.
Пациент К. Мужчина 68 лет. Жалобы на наличие варикозно расширенных вен, наличие телеангиоэктазий, боли, периодические отёки на ногах., больше справа. Взята периферическая кровь из вены. Определен индекс деформируемости эритроцитов – 0,22, что позволило диагностировать первую степень хронической венозной недостаточности. Данный диагноз в дальнейшем подтвердился другими лабораторно-инструментальными исследованиями
Пример 2.
Пациент Л. Женщина 48 лет. Жалобы на наличие варикозно расширенных вен на ногах, отёки, боли, наличие пигментации, индурации тканей на левой голени. Взята периферическая кровь из вены. Определен индекс деформируемости эритроцитов – 0,34, что позволило диагностировать вторую степень хронической венозной недостаточности. Данный диагноз в дальнейшем подтвердился другими лабораторно-инструментальными исследованиями.
Пример 3.
Пациент С. Мужчина 47 лет. Жалобы на наличие варикозно расширенных вен на ногах, ярко гиперемированное и болезненное уплотнение по ходу большой подкожной вены на правой голени, отёки. Взята периферическая кровь из вены. Определен индекс деформируемости эритроцитов – 0,40, что позволило диагностировать третью степень хронической венозной недостаточности. Данный диагноз в дальнейшем подтвердился другими лабораторно-инструментальными исследованиями
Для изобретения способа было проведена научная работа. Исследовали периферическую кровь 182 пациентов, страдающих хроническим заболеванием вен нижних конечностей с клинической формой С2-С6. Контролем послужили исследования деформируемости эритроцитов периферической крови 103 практически здоровых пациентов, не имеющих клинических симптомов и нарушений венозного оттока по данным ультразвукового исследования вен нижних конечностей. Исследование проб крови проводили на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Института биологии г. Тюмени совместно с клиникой кафедры общей хирургии ГБОУ ВО Тюменского ГМУ. Деформируемость эритроцитов определяли с помощью лазерной дифрактометрии, используя устройство для оценки деформабильности эритроцитов (патент РФ №2236009, А.В. Белкин, 1996 г.). Ультразвуковое исследование вен нижних конечностей проводили на ультразвуковом сканере ClearVue 550 (Philips, Нидерланды) с конвексным датчиком 2-5 МГц, линейный датчик 4-13 МГц).
Проведённые исследования показали, что с нарастанием степени нарушения венозного оттока (т.е. с увеличением степени хронической венозной недостаточности), увеличивается индекс деформабильности эритроцитов. Так, первую группу составили пациенты, индекс деформабильности у которых определён в диапазоне от 0,12-0,23 (±0,02). Это пациенты, имеющие клинические признаки I степени хронической венозной недостаточности: ощущение тяжести в голенях в вечернее время и появление локальной отечности в области лодыжек, которые исчезают утром. Визуально отмечается наличие телеангиэктазий на поверхности кожных покровов нижних конечностей. По УЗДГ вен нижних конечностей выявлено расширение и клапанная недостаточность одного-двух стволов в бассейне большой или малой подкожных вен и единичные несостоятельные перфоратные вены голени. Во вторую группу вошли пациенты со II – ой степенью ХВН, индекс деформабильности составил от 0,24 -0,36 (±0,02). В клинической картине у пациентов присутствуют жалобы на распирающую боль и отеки на нижних конечностях, которые носят постоянный характер и усиливаются после физической нагрузки. Внешними признаками является появление участков гиперпигментации и липодерматосклероза на поверхности кожных покровов. Над участками расширенных вен отмечается истончение кожи и локальный зуд. По ультразвуковому исследованию вен нижних конечностей выявлено расширение и клапанная недостаточность двух и более стволов в бассейне большой подкожной вены (БПВ) и/или малой подкожной вены (МПВ) + несостоятельные перфоратные вены голени в количестве более двух. Пациенты III группы ХВН, имеющие вышеперечисленные симптомы II группы, и страдающие от возникших трофических изменений кожных покровов в виде изъязвлений и сопутствующих осложнений – тромбофлебит, кровотечение из язв, тромбоз. В этой группе нами выявлены существенные изменения в клинико-биохимических анализах, повышение показателей малой коагулограммы (фибриногена, МНО, ПТИ, АЧТВ). У данных пациентов индекс деформабильности определён от 0,37-0,42 (±0,02). Отдельно следует выделить пациентов, у которых по данным ультразвукового исследования вен выявлен острый и/или подострый тромбоз глубоких вен нижних конечностей (подострый тромбоз подколенной вены, острый тромбоз несостоятельной перфорантной вены, заднебольшеберцовой, мышечных вен голени). Индекс деформабильности методом лазерной дифрактометрии у таких пациентов составил выше 0,42 (±0,02).
Литература
1. Варикозная болезнь нижних конечностей: Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов / А.В. Алекберзаде, Е.М. Липницкий. – М.: Изд-во ФГБОУ ВО Первый Московский государственный университет имени И.М. Сеченова. – 2017. – 25 с.
2. Способ измерения параметров распределения эритроцитов по деформируемости / Никитин С.Ю., Устинов В.Д., Приезжев А.В., Луговцов А.Е. Заявитель и патентообладатель МГУ им. М.В. Ломоносова – № 2014125899/15; заявл. 26.06.2014; опубл. 27.05.2016 Бюл. № 15 – 15 с.
3. Kikuchi, Y. Variation in red blood cell deformabilitty and possible consequences for oxygen transport to tissue / Y. Kikuchi, Q. W. Da, T. Fujino // Microvasc. Res. 2017. Vol. 47. № 2. P. 222 – 231.
4. Зинчук, В. В. Деформируемость эритроцитов: физиологические аспекты / В. В. Зинчук // Успехи физиологических наук. 2016. Т. 32, № 3. С. 66 – 78.
5.  Parthasarathi, K. Capillary recruitment in response to tissue hypoxia and its dependence on red blood cell deformability / K. Parthasarathi, H. H. Lipowsky // Am. J. Physiol. 2016 . Vol. 277. № 6. Pt 2. P. H2145-2157.
6. Иванов, К. П. Успехи и спорные вопросы в изучении микроциркуляции / К. П. Иванов // Российский физиологический журнал им. И. М.Сеченова. 2017. № 6. С. 1 – 17.
7. Зверко, В. Л. Патогенетическое значение деформируемости эритроцитов в механизмах развития гестоза / В. Л. Зверко, В. С. Ракуть, В. В. Зинчук // Медицинские новости. 1 2016. № 7. С. 51 – 52.
8.  Механика кровообращения / К. Каро [и др.]. М.: Мир, 2018. 624 с.
9. Гущин, А. Г. Оценка комплекса гемореологических параметров при эритроцитозе / А. Г. Гущин, А. В. Муравьев, И. К. Шаечкина // Физиология человека. 2016. Т. 26. № 2. С. 111 – 114.
10. Blood hyperviscosity syndromes / G. Crepaldi [et al.] // Ric. Clin. Lab.-1 2017. Р. 89 – 104.
11. Dricssen G.K., Halest C.W., Heidmann H, et al. Effect of reduced red cell deformability on tlow velocity // Pflugers Arch. - 1980. - Vol.388, №1. - P.75-78.
12. Бессмельцев С.С., Скворцова Ю.А., Тармыков В.А. Исследование жидкости мембраны эритроцитов у больных с множественной миеломой на фоне терапии, включающей лечебный плазмаферез // Эфферентная терапия. - 2000 - т.2, №1. - С.36-41.
13. Иваницкий Г.Р., Куниский А.С.Исследование микроструктуры объектов методами когерентной оптики // М.: Энергия, 1981, - 168 с.
14. Гринштейн Ю.И., Калинина И.А., Витман Т.В. Деформируемость эритроцитов у больных острой и хронической почечной недостаточностью // Терапевт, арх. - 1986. - №12. - С.91-93.
15. http://doc.knigi-x.ru/22meditsina/72825-1-klinicheskie-rekomendacii-diagnostike-lecheniyu-hronicheskih-zabolevaniy-ven-nacionalnie-k.php].
https://vestnik.utmn.ru/nature/vypuski-arhiv/lifesciences/2014/114711/