Технология динамической оценки воспалительного процесса с помощью активной резонансной радиометрии

Раздел III

РАЗРАБОТКА ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ И ИНСТРУМЕНТАРИЯ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

УДК 616.24-002-07

ТЕХНОЛОГИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА С ПОМОЩЬЮ АКТИВНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ РАДИОМЕТРИИ

И.В. ТЕРЕХОВ*, М.С. ГРОМОВ*, В.И. ПЕТРОСЯН*, С.С. БОНДАРЬ*, М.А. ДЗЮБА*, С.Е. ПОПОВИЧ*, В.В. АРЖНИКОВ**

В исследовании проведен количественный анализ степени влияния медиаторов воспаления на состояние водосодержащих сред органов грудной клетки при внебольничной пневмонии. Показан фазовый характер динамики про- и противовоспалительных цитокинов и их модулирующее влияние на интенсивность излучения водосодержащих сред. Полученные результаты могут быть использованы для оценки течения внебольничной пневмонии.

Ключевые слова: внебольничная пневмония, мониторинг, излучение водных сред, активная радиометрия

Оценка адекватности проводимого лечения большинства заболеваний, сопровождающихся воспалительной реакцией, требует мониторинга выраженности воспаления [1,2]. Использование биохимических маркеров воспаления, зачастую, ограничивается их инерционностью. Учитывая высокую актуальность проблемы совершенствования методов мониторинга воспалительной изменений внутренних органов нами была предпринята попытка использования метода активной резонансной радиометрии с целью изучения информативности радиометрической оценки динамики воспаления.

Метод активной резонансной радиометрии, разработанный отечественными учеными, заключается в зондировании тканей организма низкоинтенсивными радиоволнами на частоте 65 ГГц, сопровождающейся стимуляцией генерации водосодержащими средами радиоизлучения на частоте 1 ГГц [3-5]. Показано, что уровень стимулированного излучения водосодержащих сред, под которым понимается тканевая жидкость и жидкость сосудистого русла, тесно связан с проницаемостью микроциркуляторного русла и интенсивностью транскапиллярного обмена в тканях [6].

Цель исследования — изучение возможности радиометрической оценки динамики воспалительных изменений на модели острого очагового инфильтративно-воспалительного процесса в легких (внебольничной пневмонии).

Материал и метод. В сравнительное нерандомизированное исследование включено 50 больных с ВП нетяжелого течения и 50 здоровых лиц в возрасте 30-50 лет. Диагноз пневмонии устанавливался по клиническим рекомендациям [2]. Всем больным при поступлении производили забор мокроты для бактериологического анализа и определения чувствительности к антибиотикам. В исследование включены лица с верифицированным диагнозом внебольничной пневмонии нетяжелого течения, госпитализированные в первые сутки заболевания без сопутствующей патологии, у которых анализ мокроты выявил пневмококк.

Динамику воспалительной реакции оценивали по характеру изменений концентрации в плазме крови ИЛ-6, ИЛ-4, ИЛ-10, ФНОа, ИНФу, а также С-реактивного белка (СРБ).

Уровень цитокинов и СРБ исследовали трижды: в день поступления, на 5 и 15 день заболевания. Концентрацию цитокинов в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом на анализаторе Anthos 2010 с использованием реактивов производства ЗАО «Вектор-Бест», г. Новосибирск. Количественное определение СРБ вели иммунотурбидиметрическим методом с использованием реактивов DiaSys Diagnostic Systems (Германия).

В ходе исследования одновременно с забором крови с помощью программно-аппаратного комплекса «Аквафон» (ООО «Телемак», г. Саратов) в утренние часы, натощак, в положении сидя регистрировалась интенсивность излучения водосодержащих сред в симметричных точках грудной клетки с I по V межре-берье по средней подмышечной линии.

**ГОУ ВПО Саратовский Военно - медицинский институт МО РФ ФГУ «Госпиталь МСЧ ГУВД по Саратовской области»

Используемый в исследовании прибор состоит из высокочувствительного приемника - модуляционного СВЧ радиометра, настроенного на прием радиоволн в резонансной полосе частот вблизи 1000 МГц чувствительностью « 10-17 Вт и приемно-излучающего модуля, включающего в себя источник стимулирующего низко-интенсивного (плотность потока мощности менее 10 мкВт/см2) КВЧ излучения резонансной частотой биотканей 65 ГГц и приемной СВЧ аппликаторной антенны.

Оценка интенсивности излучения водосодержащих сред производится в условных единицах: за 100 условных единиц принимается уровень излучения дистиллята воды при 370С, что соответствует уровню мощности « 10-14 Вт.

Отличительной особенностью комплекса и метода является использование частот резонансного пропускания биотканями низко-интенсивных радиоволн, на которых радиоволны проникают в объем биоткани, что позволяет регистрировать интегральную мощность стимулированного излучения водной компоненты биоткани с глубины до 15 см. [3].

Статистическая обработка результатов исследования проводилась в программе 8іа1;І8І;іса 6.0. В процессе обработки рассчитывались такие показатели, как выборочная средняя (М) ± среднеквадратичное отклонение (СКО). Нормальность распределения проверялась с использованием критерия Шапиро - Уилкса. В качестве статистического инструмента анализа связей медиаторов воспаления и волновой активности тканей использовался множественный линейный регрессионный анализ.

Результаты. У больных в острую фазу заболевания (1 сутки) в сравнении с контролем, отмечалось повышение в плазме концентрации цитокинов: ИЛ-6 с 28,7±0,5 до 303,1±7,1 нг/л, ФНОа с 12,1±1,6 до 73,2±7,7 нг/л, ИЛ-10 с 28,6±2,7 до 36,3±2,2 нг/л, ИЛ-4 с 3,1±0,32 до 4,9±0,35 нг/л, ИНФу с 11,5 ±2,3 до 85,1 ±7,3 нг/л. Указанные изменения цитокинового профиля сопровождались статистически значимым (р=0,0012) ростом уровня С-реактивного белка (СРБ) с 1,0±0,07 до 95±6,5 мг/л.

Острый период заболевания сопровождался увеличением концентрации провоспалительных медиаторов, и сопровождавшим его увеличением уровня противовоспалительных, причем их баланс был смещен в сторону провоспалительных медиаторов, что определяло увеличение уровня С-РБ и формированием симптомов заболевания. Изменения иммунного статуса ассоциировались с увеличением волновой активности органов грудной полости, что выражалось в подъеме ВА с 95±3 ед. до 133±5 ед. Начало периода разрешения, определяемое по начальным проявлениям разнижением концентрации ИЛ-6 до 60,4± 4,4 нг/л, ИЛ-4 до 4,1±,1,5 нг/л, ИЛ-10 до 25,1±3,3 нг/л, увеличением концентрации в крови ИНФу до 96,1±7,8 нг/л, ФНОа до 130±12,1 нг/л. В целом, баланс про- и противовоспалительных медиаторов воспаления в этот период смещался в сторону противовоспалительных, что сопровождалось снижением концентрации в плазме СРБ до 51,9±5,1 мг/л. В соответствии с динамикой СРБ отмечалось статистически значимое снижение ВА до 121±5 ед., что соответствовало признакам улучшения состояния пациента.

Период реконвалесценции характеризовался дальнейшим снижением концентрации в крови ИЛ-6 до 28,7±4,3 нг/л, ИЛ-4 до 4,9±1,3 нг/л. Отмечалась тенденция к увеличению в крови концентрации ИЛ-10 до 28,1±2,5 нг/л. Кроме этого, ре-гистр2Повалось снижение уровня ФНОа до 16,1±2,8 нг/л. В этот период продолжался рост уровня ИНФу, концентрация которого в плазме к 15 суткам достигала 170±4,8 нг/л. Указанные изменения ассоциировались с дальнейшим снижением уровня С-РБ, который к 15 суткам достигал значений группы контроля (0,67±0,04 мг/л). На фоне улучшения клинико-лабораторных проявлений воспалительного процесса в бронхо-легочной системе, у реконвалесцентов отмечался подъем ВА до 128±5 ед., что

статистически значимо (р=0,02) превышало значения здоровых лиц, однако, не достигало значений ВА, наблюдаемых в острую фазу заболевания.

Анализ динамики показателей, характеризующих иммунные реакции (цитокинов, С-РБ, прокальцитонина) и состояние водосодержащих сред указывает на сложный характер связи, имеющийся между ними. Результаты исследования показывают, что в течение заболевания отмечается монотонное снижение концентрации СРБ и ИЛ-6, остальные цитокины демонстрируют немонотонный (фазовый) характер динамики с периодами подъема и снижения концентрации (ИЛ-10, ИНФу, ФНОа).

С целью разработки математической модели для анализа ключевых аспектов влияния маркеров воспаления на уровень ВА, был проведен линейный регрессионный анализ. Полученная регрессионная модель характеризовалась множественным коэффициентом корреляции: 0,8; коэффициентом детерминации: 0,632. Значение Б-критерия значимости модели составило 81,3 (р<0,001). Анализ остатков модели свидетельствует об отсутствии существенной корреляции между ними (значение коэффициента Дурбина - Ватсона: 1,59; коэффициент корреляции: 0,19). Значения регрессионных коэффициентов уравнения для включенных переменных представлены в табл.1.

Таблица 1

Влияние медиаторов воспаления на ВА при пневмонии

процессе которого была сопоставлена степень влияния каждого включенного в модель цитокина на величину ВА раздельно в острую фазу и период разрешения ВП (табл.2).

-о- ИЛ-6 -а- ИЛ-10 ФНО —> ВА

Рис. Динамика исследуемых показателей

Таблица 2

Влияние медиаторов воспаления на ВА в зависимости от фазы заболевания

Цитокины (факторы модели) В Степень влияния фактора на ВА, % Вклад в информативность модели, % Уровень Значимости коэффициента

ИЛ-6 0,42 20,4 35,7 0,00002

ИЛ-10 0,35 10,0 17,5 0,0007

ФНОа -0,15 -11,6 20,3 0,002

ИНФу 0,35 15,1 26,5 0,00001

Цитокины (факторы модели) Острая фаза Разрешение

Степень влияния фактора на ВА, % Вклад в информативность модели, % Степень влияния фактора на ВА, % Вклад в информативность модели, %

ИЛ-6 31,4 31,4 0,008 0,008

ИЛ-10 -48,2 48,2 44,9 45,3

ФНОа 21,4 21,4 19,4 19,6

ИНФу -1,0 1,0 34,6 - 34,9

В целом полученная регрессионная модель адекватна экспериментальным наблюдениям, достаточно информативна и характеризуется высокой статистической значимостью. Анализ частных корреляций включенных в модель переменных (факторов) и ВА свидетельствует об умеренной положительной связи ВА с концентрацией ИНФу - г=0,43 (р<0,001), и слабой отрицательной, но статистически значимой связи ВА с концентрацией остальных цитокинов: ИЛ-6 г=-0,3 (р<0,001); ИЛ-10 г=-0,24 (р<0,001), ФНОа г=-0,22 (р<0,001). Таким образом, рассматриваемая модель влияния медиаторов воспаления на волновую активность тканей, описывает более 63% всей изменчивости показателей ВА у больных с внебольничной пневмонией в течение заболевания. Доля необъясненной дисперсии (изменчивости) ВА составляет 37%. Учитывая слабую корреляцию включенных переменных с ВА, и большую необъясненную дисперсию, а так же принимая во внимание фазовый характер изменения всех изучаемых показателей в динамике заболевания, можно сделать предположение, о том, что сравнительно низкая информативность линейной модели объясняется реверсивным характером проявляющихся в исследовании зависимостей, т.е. разным по силе характером связи исследуемых показателей в разные фазы заболевания, что и приводит к частичной компенсации эффектов, усреднению их влияния на ВА.

Для подробного анализа характера зависимости между включенными в регрессионную модель цитокинами (факторами) и волновой активностью тканей, был проведен графический анализ динамики концентрации выделенных в процессе регрессионного анализа цитокинов и ВА. Предварительно производилась стандартизация значений анализируемых показателей путем вычитания из исходных данных среднего значения и деления полученных величин на стандартное отклонение, чем достигался единый масштаб представления результатов. Результаты графического анализа представлены на рис.

Графический анализ соотношения концентрации выбранных цитокинов указывает на согласованный характер изменений ИЛ-6, ИЛ-10 и ВА в острую фазу заболевания. Период разрешения характеризовался установлением конкордантности изменений величины ВА, ИНФу и ИЛ-10. Сложный характер изменений исследуемых показателей определяет необходимость анализа зависимостей между изучаемыми показателями с учетом фазы патологического процесса. Учитывая фазовый характер связи концентрации цитокинов с ВА был проведен регрессионный анализ зависимости величины ВА и концентрации цитокинов в

Анализ результатов математического моделирования показывает, что в различные периоды заболевания имеет место различный характер и степень влияния уровня цитокинов на ВА тканей. Анализ зависимостей с учетом фазы патологического процесса свидетельствует о повышении информативности такой оценки. Информативность математических моделей, раздельно описывающих влияние концентраций цитокинов на ВА в острую фазу и период разрешения ВП, >90%, против 60% у модели, полученной без учета фазы заболевания. Проведенный анализ полученных моделей говорит о том, что динамика ВА у больных пневмонией определяется динамикой ответа острой фазы.

Результаты исследования зависимостей ВА с уровнем ци-токинов показывают, что острый период заболевания характеризуется преимущественным влиянием на исследуемый параметр провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ФНОа), воздействием которых определяется 52,5% изменчивости ВА в этот период. Несколько меньшее влияние оказывает противовоспалительный цитокин ИЛ-10 - 47,2% что определяет смещение равновесия в системе медиаторов воспаления в сторону провоспалительных факторов (соотношение про/противовоспалительные цитокины «1,1). Полученные результаты говорят о сбалансированном характере иммунного ответа у обследованных. В острый период, как показывают расчеты, активность ИНФу характеризуется минимальным влиянием на волновую активность тканей.

В периоде разрешения инфильтративных изменений наблюдалось существенное перераспределение характера влияния цитокинов на ВА. Влияние провоспалительного цитокина ИЛ-6 в этот период не оказывает существенного эффекта на ВА, кроме этого, на 10% снижается влияние ФНОа. В отличие от острой фазы заболевания, период разрешения характеризуется существенным ростом (с 1% до 34,9%) влияния на ВА ИНФу. Стимуляция клеточно-опосредованных иммунных реакций, происходящая под влиянием ИНФу, сопровождающаяся уменьшением экссудативных проявлений и уменьшения ответа острой фазы сопровождается снижением статистически значимым (р=0,012) снижением ВА. Характер влияния концентрации противовоспалительного цитокина ИЛ-10 остается прежним по своей абсолютной величине, что указывает на выполнение данным цитокином функции «сдерживания» интенсивности воспалительных реакций. На фоне снижения в периоде разрешения концентрации провоспалитель-ных цитокинов, баланс про- и противовоспалительных медиаторов смещается в сторону противовоспалительных (соотношение

про-/противовоспалительные цитокины «0,4), что определяет эволюцию клинико-рентгенологических проявлений заболевания.

Торможение синтеза провоспалительных цитокинов на фоне высоких концентраций в крови ИЛ-10, а так же переключение иммунного ответа к клеточно-опосредованным реакциям, осуществляемое при участии ИНФу приводит к снижению концентрации медиаторов острой фазы воспаления и С-РБ, что в частности, сопровождается уменьшением экссудативных реакций, активацией пролиферации клеточных участников воспаления и стимуляцией регенерации ткани легкого. Результаты исследования говорят о патогенетически обусловленной связи проявлений воспалительного процесса в легких и изменений волновой активности органов грудной полости, определяемой состоянием проницаемости капилляров, что может быть использовано для контроля воспалительных реакций нижних отделов респираторного тракта.

Таким образом, исследование демонстрирует соответствие волновой активности органов грудной полости и лабораторных проявлений, характеризующих динамику воспалительной реакции у больных с внебольничной пневмонией.

Адекватность радиометрической оценки состояния внутренней среды организма, подтвержденная динамикой соответствующих иммунологических проявлений в течение воспаления позволяет рассматривать активную резонансную радиометрию (транс-резонансную функциональную топографию) в качестве перспективного метода мониторинга воспалительной реакции в процессе лечения.

Выводы. Состояние водосодержащих сред органов грудной полости при пневмонии модулируется воспалительным процессом, степень которого определяется балансом про- и противовоспалительных цитокинов, что позволяет рассматривать уровень стимулированного излучения (волновой активности) органов грудной клетки качестве показателя, интегрально характеризующего состояния внутренней среды при воспалительной патологии нижних дыхательных путей. Для оптимизации контроля динамики патологических изменений в тканях легкого и оценки эффективности терапии наряду с традиционным рентгенологическим и клинико-лабораторным обследованием в амбулаторной практике целесообразно применение активной резонансной радиометрии, как достаточно чувствительного к воспалительным изменениям нижних отделов респираторного трака диагностического метода.

Литература

1. Чучалин, А.Г. Пневмония / А.Г.Чучалин, А.И. Синопальников, Н.Е.Чернеховская. М.: Экономика и информатика. 2002. 280 с.

2. Чучалин А.Г. Внебольничная пневмония у взрослых: практические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике /А.Г. Чучалин,

A.И. Синопальников, Л.С. Страчунский и др. М.: М-Вести, 2006. 76 с.

3. Бецкий О.В. От редактора выпуска / О.В. Бецкий // Биомед. радиоэлектроника. 1998. №1. С. 4.

4. Петросян В.И. Резонансное излучение воды в радиодиапазоне /

B.И. Петросян // Письма в ЖТФ. 2005. Т. 31, Вып. 23. С. 29-33.

5. Терехов И.В. Применение метода ТРФ-топографии в диагностике воспалительных изменений нижних отделов респираторного тракта / И.В.Терехов, М.С. Громов, В.К. Парфенюк и др. // Саратовский научно-мед. ж. 2008. №1(19). С. 79-84.

6. Терехов И.В. Микроциркуляторные нарушения при инфильтра-тивных воспалительных процессах и их мониторинг с помощью ТРФ-топографии / И.В.Терехов, В.И. Петросян, М.С. Громов, В.К. Парфенюк //14 Всерос. симп. с междун. участием «Миллиметровые волны в биологии и медицине». Сб. работ, 2009. С. 50-53.

MONITORING OF INFLAMMATORY CHANGES OF COMMUNITY-

ACQUIRED PNEUMONIA BY MEANS OF ACTIVE RADIOMETRY

I.V.TEREKHOV, M.S.GROMOV, V.I.PETROSYAN, S.S.BONDAR, M.A.DZyUBA, S.E.POPOVICH, V.V.ARZHNIKOV

GOU Saratov Military-Medical Institute of the Russian Federation^ГУ «Hospital MSCH of the Municipal Department of Internal Affairs across the Saratov region»

In the study the quantitative analysis of a degree of influence of mediators of an inflammation on a condition of water-containing environments of organs of thorax is lead at a community-acquired pneumonia. Phase character of dynamics pro-and anti-inflammatory cytokines and their modulating influence on intensity of radiation of water-containing environments is shown. The received results can be used at monitoring of community-acquired pneumonia.

Key word: active radiometry, bioenvironment water emission, community-acquired pneumonia, monitoring

УДК 615.47

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ БОЛЬНЫХ ГЕНИТАЛЬНЫМ ГЕРПЕСОМ МЕТОДОМ РЕФЛЕКСОДИАГНОСТИКИ

Н.М. АГАРКОВ, Н.А. КОРЕНЕВСКИЙ, М.И. ЛУКАШОВ*

Рассматриваются вопросы классификации стадий генитального герпеса на основе информации, снимаемой с биологически активных точек, меняющих свои энергетические характеристики при возрастании активности выбранного класса заболеваний. Показывается, что включение методов рефлексотерапии в традиционные схемы лечения позволяет уменьшить продолжительность клинических эпизодов. Ключевые слова: рефлексодиагностика, генитальный герпес

Работами многочисленных отечественных и зарубежных ученых было убедительно доказано, что для решения ряда задач прогнозирования, ранней и дифференциальной диагностики заболеваний, включая различные заболевания кожи, целесообразно использовать энергетические характеристики биологически активных точек [1,4]. Анализ известных атласов меридиан показывает, что биологически активных точек имеющих связи с генитальным герпесом нет. Однако, как показали специально проводимые исследования при заболеваниях кожи, включая воспалительные и инфекционные заболевания определенных стадий, наблюдается определенная энергетическая реакция биологически активных точек (БАТ). Одной из особенностей БАТ является то, что на каждую из них помимо заболеваний кожи «выводится» информация о других заболеваниях, симптомах, синдромах и т.д., которые в литературе называют ситуациями Х, где / - номер ситуации (диагноза, симптома, синдрома) [1,3].

Поскольку на одну БАТ выводится информация о различных ситуациях, то анализ ее энергетического состояния не позволяет сделать вывод о том, что энергетические изменения связаны с исследуемыми заболеваниями кожи. В работах [2,3] показано, что для уточнения искомых диагнозов (ситуаций Хо) необходимо осуществлять одновременный контроль нескольких специально подбираемых БАТ, называемых диагностически значимыми точками ДЗТ. В этих же работах приводится алгоритм поиска минимальных информативных наборов этих точек. Используя информацию, приведенную в современных атласах меридиан из всего множества точек «связанных» с заболеваниями кожи эксперты отобрали 5 точек наиболее соответствующих симптоматике генитального герпеса: П1, УС1, УС7, У01 и Р7. Анализ списков ситуаций по всем отобранным точкам показывает отсутствие их совпадений для точки Р7 со всеми остальными точками. Тогда по рекомендациям [3], и учитывая доступность БАТ для съема информации, в качестве пары ДЗТ выбираем точки Р7 и УС7. В качестве характеристики энергетического состояния БАТ по [3] было выбрано электрическое сопротивление, измеряемое на переменном токе силой 2 мА и частотой 1 кГц.

В ходе оценки информативности выбранной пары точек проводилось измерение их сопротивления на людях: не имеющих герпес вирусной инфекции и людях находящихся в состоянии ремиссии (класс ©о); находящихся на стадии вирусовыделения без клинической симптоматики (класс ©1); имеющих клиническую симптоматику различной длительности (до трех дней -класс ©2 до десяти дней - класс ©3, с непрерывными рецидивами - класс ©4). Статистические расчеты показали, что класс ©о характеризуется средним значением сопротивления точек Р7 и УС7 - 100±15 кОм. С учетом этого был выбран коридор нормы 85,...,115 кОм. Класс ©1 характеризуется значениями сопротивлений в диапазоне 115,...,130 кОм и в классах ©2, ©3 и ©4 сопротивление, как правило, превышает величину 130 кОм. Это позволило значение в 130 кОм выбрать как порог, разграничивающий стадии вирусовыделения и клинической симптоматики. Для оценки соответствия между выбранными экспертами классами состояний и диапазонами сопротивлений БАТ Р7 и УС7 была сформирована контрольная группа из 200 пациентов наблюдавшихся в период ремиссии и обострения. Эти пациенты были разбиты на две подгруппы по 100 человек. В 1-й подгруппе специализированных лечебно-оздоровительных мероприятий не проводилось. Во 2-й подгруппе на стадиях вирусовыделения и клинической симптоматики оказывалась специализированная медицинская помощь. Наблюдения за динамикой перехода пациентов в различные классы состояний и за диапазонами сопротивлений БАТ Р7 и УС7 позволили выделить ряд типовых достаточ-

* Курский государственный технический университет, 305040, г. Курск, ул. 50лет Октября , 94