способ для обнаружения и оценки концентрации анаэробных бактерий в биологическом субстрате

Формула изобретения

Способ обнаружения анаэробных бактерий в биологическом субстрате, включающий облучение исследуемого биологического объекта и наблюдение флюоресценции, отличающийся тем, что определяют нормированный индекс флюоресценции K = J_ф/J_B, где J_ф - сигнал флюоресценции, J_B - сигнал зондирующего излучения, по калибровочной кривой оценивают концентрацию анаэробов в биологическом субстрате, видовую принадлежность оценивают по сочетанию длины волны возбуждения и длины волны флюоресценции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, для обнаружения анаэробных бактерий и продуктов их метаболизма, и может быть использовано для диагностики гнойно-воспалительных заболеваний, вызываемых анаэробными бактериями.

Известен способ обнаружения анаэробных бактерий по клиническим признакам таким как, гнилостный запах, черное окрашивание экссудата, и т.д. и т.п. (Раны и раневая инфекция. В.А. Карлов., М.: Медицина, с. 161 - 166, 1990). Недостаток способа в его субъективности.

Известен способ газожидкосной хромотографии (ГЖХ), при котором из образца биологического субстрата, содержащего анаэробные бактерии, в специальных анаэробных условиях выделяют и выращивают чистые культуры анаэробной микрофлоры и далее определяют наличие тех или иных летучих кислот, продуктов метаболизма, характерных для каждой группы анаэробов. Недостатком данного способа является то, что на его проведение требуется 12 - 15 дней, что существенно затрудняет его применение в клинической практике. (Применение ГЖХ в медицине. Питруки Б.Н. М.: Медицина, 1978, с. 600)

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ обнаружения анаэробных бактерий в исследуемом биологическом субстрате, заключающийся в том, что облучают исследуемый биологический объект и наблюдают флюоресценцию. (Патент РФ N 2041952, МКИ⁶ C 12 Q 1/04, G 01 N 33/48 1992).

Недостатками известного способа является то, что отсутствует количественная оценка активности размножения и концентрации анаэробов, которая определяется визуальной, субъективной оценкой, интенсивностью малиново-красного свечения, невозможна видовая оценка анаэробной микрофлоры. Отсутствует возможность исследовать объект на других длинах волн возбуждения и флюоресценции, низкая чувствительность способа вследствие субъективных причин, связанных со светочувствительностью глаза и т.д.

Задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение точности диагностики и расширение диапазона применения, как для различных видов анаэробов и их ассоциаций с аэробами, так и для различных видов биологического субстрата, например гноя, ткани, транссудата и др. при экстра и интракорпоральном их исследовании.

Существенными признаками, необходимыми и достаточными для достижения технического результата, является то, что в способе оценки концентрации анаэробных бактерий в биологическом субстрате облучают исследуемый биологический объект и наблюдают флюоресценцию, определяют нормированный индекс флюоресценции K = J_ф/J_в, где J_ф - сигнал флюоресценции, J_в - сигнал зондирующего излучения, по калибровочной кривой оценивают концентрацию анаэроба в биологическом субстрате, видовую принадлежность оценивают по сочетанию длины волны возбуждения и длины волны флюоресценции, после чего определяют (назначают) специфические медикаментозные и(или) физические средства лечебного воздействия.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении данного изобретения, заключается в том, что предложенный способ позволяет определять не только присутствие анаэробной инфекции в различных биологических субстратах но, и позволяет количественно оценивать концентрацию по нормированному индексу флюоресценции K, отражающему интенсивность флюоресценции, оценивать динамику развития анаэробной инфекции в ране в реальном масштабе времени в процессе реабилитации, а также определять ее вид, что позволит качественно осуществить выбор медикаментозной терапии и тактику лечения.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение от источника белого света 1 (смотри фиг. 1), пропускают через первую систему 2 со сменными фильтрами с полосами пропускания в оптическом диапазоне, например 300 - 350 нм, тем самым вырезают ту часть спектра, которая необходима для возбуждения флюоресценции, далее излучение попадает на исследуемый объект 3, после взаимодействия с ним в спектре сигнала помимо, вырезанной входным фильтром части спектра, будет присутствовать излучение на длине волны флюоресценции, далее излучение, пройдя через светоделительный элемент 4, разделяют на два канала. В первом канале через вторую систему 5 со сменными фильтрами проходит излучение на длине волн зондирования 300 - 350 нм, во втором канале через третью систему 6 со сменными фильтрами проходит излучение на большей длине волны например 500 - 600 нм, то есть на длине волны флюоресценции. Излучение после фильтров 5, 6 соответственно попадает на фотоприемное 7, 8 и усиливающее устройства 9, 10, где преобразуется в электрические сигналы J_в - сигнал зондирующего излучения в первом канале и в J_ф - сигнал флюоресценции во втором канале соответственно. И наконец сигналы J_в, J_ф попадают в блок 11 вычисления и отображения интенсивности флюоресценции, где определяют нормированный ин декс флюоресценции K = J_ф/J_в, по которому при помощи калибровочной кривой фиг. 2 определяют концентрацию анаэробов в биологическом субстрате. По сочетанию длины волны возбуждения и длины волны флюоресценции судят о принадлежности анаэробов к тому или иному виду. Например, зондирующего излучения в диапазоне 300 - 350 нм, а сигнала флюоресценции в диапазоне 500 - 600 нм, судят о наличии анаэробов группы c. diffical.

Предложенный способ может быть использован при диагностике гнойно-воспалительных заболеваний, также в биологии и в других областях науки и техники при изучении явления флюоресценции.

Клиническая апробация.

Больной А поступил в клинику с диагнозом одонтогенная флегмона щечной области, температура - 38, умеренно выраженные явления интоксикации, в области патологического очага выражена гиперемия и отек тканей, размер инфильтрата - 6х8 см. После вскрытия флегмоны - гнойное отделяемое с путридным запахом, что свидетельствовало о наличии анаэробов. В процессе лечения уменьшалось количество гнойного отделяемого и уменьшался путридный запах, то есть уменьшалась концентрация анаэробов, что подтверждается исследованиями новым способом. Ежедневно исследовался образец гноя при помощи предложенного способа при полосе пропускания фильтров 2 и 5 600 - 650 нм, а на фильтре 6 с полосой пропускания большей 650 нм, на фиг. 3 представлена зависимость концентрации анаэробов от времени пребывания больного в клинике в сутках, ниже приведены клинические показатели и оценка наличия анаэробов способом, предложенным в прототипе. Из чего видно, что путридный запах исчезает на 2-е сутки, флюоресценция по прототипу не наблюдается на 3-е сутки, существенное уменьшение концентрации анаэробов наблюдается лишь на 7-е сутки, что соответствует прекращению гноетечения. Клинические испытания предложенного способа показали соответствие клинико-лабораторных показателей с предложенными.

По сравнению с известным способом, обеспечивается наибольшая точность исследования биологической ткани при полной объективности характеристики течения патологического процесса.