СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ХЛАМИДИОЗА, ГАРДНЕРЕЛЛЕЗА, ТРИХОМАНИАЗА, УРЕАПЛАЗМОЗА, МИКОПЛАЗМОЗА ПО СОСТАВУ РАВНОВЕСНОЙ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НАД ЦЕРВИКАЛЬНОЙ СЛИЗЬЮ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR CLAMIDIOSIS, GARDNERELLOSIS, TRICHOMONIASIS, UREAPLASMOSIS, MYCOPLASMOSIS BY COMPOSITION OF EQUILIBRIUM GAS PHASE OVER CERVICAL MUCUS

Изобретение относится к медицинским методам диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью и может быть использовано для определения наличия их возбудителей в пробе цервикальной слизи.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, позволяющего определять наличие возбудителей хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по содержанию паров аммиака, аминов и легколетучих кислот, выделяющихся в процессе жизнедеятельности бактерий или вирусов, в равновесной газовой фазе над цервикальной слизью, повысить точность, надежность и чувствительность определения по сравнению с известными экспрессными методами, основанными на определении самих микроорганизмов в выделениях женщины через микроскоп, снизить предел обнаружения и повысить информативность диагностики.
3
Для решения технической задачи изобретения предложен способ диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, характеризующийся тем, что он предусматривает использование детектирующего устройства типа «электронный нос» на основе массива из 8 пьезосенсоров с базовой частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицируют чувствительными покрытиями к различным классам органических соединений, таких как амины, аммиак, легколетучие кислоты. Для этого на электроды наносят пленки из ацетоновых растворов бромкрезолового синего, метилового красного, тритона Х-100, толуольных растворов полиэтиленгликоля 2000, полиэтиленгликоля адипината, дициклогексана-18-краун-6 и пчелиного воска и хлороформной суспензии многослойных углеродных нанотрубок; с общей массой каждого покрытия после удаления растворителя 4-10 мкг, подготовленное детектирующее устройство подключают к компьютеру и управляют программой, регистрирующей в режиме реального времени сигналы массива пьезосенсоров в виде хроночастотограмм, параметры которых используют для дальнейшей обработки; при обследовании пациенток с помощью детектирующего устройства типа «электронный нос» на наличие хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза определяют суммарное содержание аммиака, аминов и легколетучих карбоновых кислот в равновесной газовой фазе над цервикальной слизью пациентки, для чего вкалывают в ячейку детектирующего устройства 1 см равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, с помощью программы регистрируют сигналы массива пьезосенсоров в виде хроночастотограмм и рассчитывают параметры сорбции аммиака, аминов и легколетучих кислот, которые формируют в специальную базу данных и обрабатывают хемометрическими методами с описанием результата: «здоров» или «болен» с конкретизацией заболевания: «хламидиоз», «кандидоз», «гарднереллез», «трихоманиаз», «уреаплазмоз», «микоплазмоз» или их сочетание, причем присутствие патогенных микроорганизмов в пробе цервикальной слизи условно принимается равным +1, их отсутствие кодируется (-1) (референтные значения).
Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности, простоты и надежности определения хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, интенсификации процесса и увеличении производительности анализа, снижении длительности проведения анализа по сравнению с известными методами, повышении информативности диагностики по параметрам хроночастотограмм сорбции паров аммиака, аминов и легколетучих кислот на чувствительных слоях массива пьезосенсоров при разных способах обработки за счет непрерывной регистрации сигналов массива разнородных пьезосенсоров во время анализа с последующей обработкой по различным алгоритмам.
Способ диагностики ИППП по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью осуществляется следующим образом.
Для диагностики ИППП по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью используют детектирующее устройство типа «электронный нос» на основе массива из 8 пьезосенсоров с базовой частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицируют чувствительными покрытиями к различным классам органических соединений, таких как амины, аммиак, легколетучие кислоты, для этого на электроды наносят пленки из ацетоновых растворов бромкрезолового синего, метилового красного, тритона Х-100, толуольных растворов полиэтиленгликоля 2000, полиэтиленгликоля адипината, дициклогексана-18-краун-6 и пчелиного воска и хлороформной суспензии многослойных углеродных нанотрубок с общей массой покрытия после удаления растворителя 4-10 мкг, обеспечивающее высокую чувствительность и специфичность. Избыток растворителя удаляют в сушильном шкафу в течение 15-20 мин при температуре 40°С.
3
Пьезосенсоры помещают в массив, закрывают ячейку детектирования, подключают к компьютеру, включают программу, регистрирующую сигналы пьезосенсоров (изменение частоты колебаний пьезосенсора, ΔF, Гц) в режиме реального времени в виде хроночастотограмм. Хроночастотограммы позволяют проследить ход сорбции газов, полноту регенерации системы, готовность к следующему измерению. На их основе рассчитывают необходимые параметры. Стерильным шприцем отбирают 1 см равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, вкалывают в ячейку детектирования и фиксируют в течение 1 мин сигналы всех пьезосенсоров для оценки состава равновесной газовой фазы над цервикальной слизью. Включают компрессор для очистки ячейки детектирования и пьезосенсоров на 1-2 мин. С помощью программы рассчитывают необходимые параметры хроночастотограмм для идентификации и оценки значимости откликов сенсоров и соответственно концентрации паров органических веществ в равновесной газовой фазе над цервикальной слизью, которые формируют в специальную базу данных и обрабатывают с описанием результата: «здоров» или «болен» с конкретизацией заболевания: «хламидиоз», «кандидоз», «гарднереллез», «трихоманиаз», «уреаплазмоз», «микоплазмоз» или их сочетание, причем присутствие патогенных микроорганизмов в пробе цервикальной слизи условно принимается равным +1, их отсутствие кодируется (-1) (референтные значения).
Продолжительность анализа с учетом подготовки системы составляет 20 мин, время единичного измерения 1-2 мин; число измерений без обновления массива сенсоров >800.
Способ диагностики ИППП по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью поясняется следующим примером.
Пример. Продемонстрируем предлагаемый способ диагностики инфекций, передающихся половым путем, по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью на примере анализа проб цервикальной слизи для пациенток с выраженным единичным заболеванием, сочетанием нескольких заболеваний и после лечения. Полученные данные и выводы подтверждены стандартными методами диагностики в женской консультации.
Для обеспечения правильности результатов необходимо выполнение общих правил подготовки пациенток перед обследованием на наличие инфекций, передаваемых половым путем, другими методами.
Для способа диагностики ИППП по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью используют детектирующее устройство типа «электронный нос» на основе массива из 8 пьезосенсоров с базовой частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицируют чувствительными покрытиями к различным классам органических соединений (аминам, аммиаку, легколетучим кислотам) - на электроды наносят пленки из ацетоновых растворов бромкрезолового синего, метилового красного, тритона Х-100, толуольных растворов полиэтиленгликоля 2000, полиэтиленгликоля адипината, дициклогексана-18-краун-6 и пчелиного воска и хлороформной суспензии многослойных углеродных нанотрубок с общей массой покрытия после удаления растворителя 4-10 мкг, обеспечивающие высокую чувствительность, специфичность. Избыток растворителя удаляют в сушильном шкафу в течение 20 мин при температуре 40°С.
i
Пьезосенсоры помещают в массив, закрывают ячейку детектирования, соединенную с компьютером, включают программу, регистрирующую сигнал каждого из 8 пьезосенсоров в массиве (изменение частоты колебаний пьезосенсора, ΔF, Гц) в режиме реального времени в виде хроночастотограмм. Хроночастотограммы позволяют проследить ход сорбции газов, зафиксировать особенности взаимодействия и уже на стадии измерения получить информацию о наличии аминов, аммиака и легколетучих кислот в равновесной газовой фазе над цервикальной слизью. Хроночастотограммы позволяют проследить полноту регенерацию системы, готовность к следующему измерению. На их основании в программе затем рассчитываются необходимые параметры для дальнейшей обработки.
3
Стерильным шприцем отбирают 1 см равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, вкалывают в ячейку детектирования и фиксируют в течение 60 с сигналы всех восьми пьезосенсоров для оценки состава равновесной газовой фазы над цервикальной слизью. Включают компрессор для очистки ячейки детектирования и пьезосенсоров на 2 мин.
С помощью программы рассчитывают необходимые параметры сорбции аммиака, аминов и легколетучих кислот для дальнейшей обработки. Присутствие патогенных микроорганизмов в пробе цервикальной слизи условно принимается равным +1, их отсутствие кодируется (-1) (референтные значения).
Так, в пробе пациентки 1 фиксируется присутствие легколетучих кислот (табл.1 - пациент 7), что может свидетельствовать о пролеченности какого-либо из гинекологических заболеваний или нормальной микрофлоре. Более точные результаты можно получить по данным после обработки. Так, прогнозируемое значение для всех заболеваний для пациентки 1 равно - 0,927±0,08, что свидетельствует об отсутствии ИППП в пробе цервикальной слизи (табл.1 - пациент 7). Таким образом, при сравнении референтных значений и прогнозирующих значений для пробы пациентки не обнаружено определяемых патогенных микроорганизмов.
В пробе пациентки 2 установлено присутствие аммиака и легколетучих кислот (табл.1 - пациент 2), прогнозируемое значение для пациентки 2 в графе заболевания «Кандидоз» равно 0,824±0,273, что близко к референтному значению этого заболевания (равно 1). Для других заболеваний результаты прогнозирующих значений близки к -1, что соответствует отсутствию заболеваний. По табл.1 для пациентки 2 поставлен диагноз «кандидоз».
В пробе пациентки 3 установлено присутствие аммиака и аминов (табл.1 - пациент 3), прогнозируемые значения для пациентки 3 заболеваний «Хламидиоз», «Кандидоз», «Гарднереллез» и «Уреаплазмоз» близки к +1, что соответствует референтным значениям для обнаружения данных заболеваний, для заболевания «Микоплазмоз» и «Трихоманиаз» прогнозируемые значения близки к -1, что свидетельствует об отсутствии заболеваний. По табл.1. для пациентки 3 поставлен диагноз сочетания заболеваний «Хламидиоз», «Кандидоз», «Гарднереллез» и «Уреаплазмоз».
Для оценки чувствительности и селективности способа проводилось исследование более чем 90 пациенток, из них для обучения были выбраны результаты анализа для 28 пациенток, для остальных 64-х пациенток были поставлены диагнозы по результатам испытаний с использованием математической модели, которые затем сопоставлялись с результатами традиционных методов диагностики (ИФА, ПЦР, микроскопия мазка) (табл.2). По этим данным рассчитывались чувствительность и специфичность метода.
Продолжительность анализа с учетом подготовки системы составляет 20 мин, время единичного измерения 1-2 мин; число измерений без обновления массива сенсоров >800. Возможна диагностика хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью, правильность диагностики подтверждается стандартными клиническими методами.
Способ осуществим.
Сравнительная характеристика способа диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью с другими используемыми в медицине способами представлена в таблице 3.
Как следует из примера, табл.1-3, предлагаемый способ диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью эффективен для диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза, позволяет повысить точность, надежность и простоту диагностики, снизить материальные и временные затраты на анализ.
Изменение массы покрытия на электродах пьезосенсора, природы сорбентов, алгоритмов обработки аналитической информации ухудшает метрологические характеристики способа, способствует возрастанию доли ошибочных выводов.
Предлагаемый способ диагностики по составу равновесной газовой фазы над цервикальной слизью позволяет:
- диагностировать уреаплазмоз, микоплазмоз, которые невозможно определить рутинными медицинскими методами анализа, с высокой чувствительностью и надежностью;
- интенсифицировать процесс диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза;
- снизить материальные и временные затраты на проведение анализа;
- повысить простоту способа диагностики хламидиоза, гарднереллеза, трихоманиаза, уреаплазмоза, микоплазмоза;
- детектировать присутствие нескольких патогенных микроорганизмов в цервикальной слизи;
- повысить информативность диагностики по параметрам сорбции паров аммиака, аминов и легколетучих кислот на чувствительных слоях массива пьезосенсоров за счет специальных алгоритмов обработки данных.
Таблица 2
Заболевание
Количество диагнозов
Предлагаемый способ
Традиционные методы анализа
Обучающая выборка
Анализируемая выборка
«Условно здорова»
12
31
46
«Кандидоз»
6
20
24
«Гарднереллез»
2
7
9
«Хламидиоз»
2
3
5
«Трихоманиаз»
2
2
4
«Уреаплазмоз»
3
12
14
«Микоплазмоз»
2
2
4
Таблица 3
Параметры сравнения
Известные методы
Заявляемый
ПЦР-диагностика
Мазок на флору
С использованием пьезосенсоров
По ДНК патогенного микроорганизма
По микроскопическому анализу выделений из уретры, цервикального канала, влагалища
По составу равновесной газовой фазе над цервикальной слизью
Время на проведение 1 анализа
60-80 мин
20-30 мин
20 мин
Стоимость 1 анализа, руб.
210
100
200
Производительность, шт./час
1
2-3
9-10
Возможности
Определение 1 вида патогенных микроорганизмов за 1 цикл
Определение кандид и трихоманад
Определение кандид, хламидий, трихоманад, уроплазм, микоплазм, гарднерелл
Информативность
Присутствие ДНК патогенного микроорганизма (в т.ч. в антителах)
Присутствие самих микроорганизмов, в том числе мертвых
Присутствие продуктов жизнедеятельности патогенных микрооорганизмов
Чувствительность определения ИППП, %
95
40-90
90-95
Специфичность определения ИППП, %
85
70-90
90
Требования к рабочему месту и персоналу
Необходим фильтр высокой степени биологической очистки и высококвалифицированный персонал
Необходим квалифицированный персонал
Необходим квалифицированный персонал и отсутствие сильнопахнущих дезсредств в кабинете
Недостатки
Для определения нескольких патогенных микроорганизмов необходимо для каждого повторять ПНР
Невозможность определения некоторых патогенных микроорганизмов
На результаты анализа влияет наличие лейкоцитоза