Спосіб діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини

1. Спосіб діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини шляхом забору проби біологічної рідини пацієнта, центрифугування проби, утворення забарвленої сполуки електроліту, вибраного з ряду: кальцій, магній, неорганічний фосфор, з використанням відцентрифугованої проби та стандартних наборів реактивів "BIO-LATEST" (Lachema), спектрофотометрії зразка при 340-650 нм, розрахування концентрації (Сел.) електроліту в ммоль/л із урахуванням даних спектрофотометрії за формулою: Сел.=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., де ОПзр. - оптична щільність зразка біологічної рідини, нм, ОПбл. - оптична щільність реагент-бланка, нм, U 2 (19) 1 3 титруванням визначають вміст кальцію, використовуючи реактиви: їдке калі, флоурексон, хлорид калію, трилон Б (EDTA), карбонат кальцію, соляну кислоту. Для визначення вмісту неорганічного фосфору використовують реактиви: дигідрофосфат калію, трихлороцтову кислоту, молібдат натрію, сірчану кислоту, гідразинсульфат. Розраховані концентрації кальцію та неорганічного фосфору порівнюють із нормами та діагностують наявність / відсутність порушення обміну електролітів в організмі пацієнта (Леонтьев В.К., Петрович Ю.А. Биохимические методы исследования в клинической и экспериментальной стоматологии: [методическое пособие]. - Омск. - 1976. - С. 32-33). Недоліком відомого способу діагностики є його складність, трудомісткість, низька точність тестування, обмеженість через відсутність методики визначення концентрації магнію. Відомий, обраний за прототип, спосіб діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини, за яким у пацієнта беруть пробу крові з вени, центрифугують її, виконують спектрофотометричні вимірювання при 340-600нм утворених забарвлених сполук електролітів відцентрифугованої проби з використанням стандартних наборів реактивів "ВIO-LA-TEST" (Lachema, Чехія), розраховують концентрації кальцію, магнію, фосфору. Одержані дані тестування порівнюють із нормальними показниками, в разі відхилення результатів тестування від норми діагностують порушення обміну електролітів в організмі пацієнта (Набор жидких реагентов для фотометрического определения кальция, магния, неорганического фосфора в биологических жидкостях: [наставление]. - Brno: PLIVA-Lachema Diagnostika s.r.o., 2005. - 3 s.). Недоліком відомого способу діагностики є його інвазивність (зайве травмування пацієнта) та недостатня точність. В основу корисної моделі поставлено задачу в способі діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини шляхом вибору нової біологічної рідини для тестування, розробки нової схеми дозування зразка, точний вибір меж нормальної концентрації електролітів для розробленого методу діагностики забезпечити неінвазивність тестування та підвищення точності діагнозу. Спосіб, що заявляється, є безпечним, дешевим, безболісним, зручним для хворого і лікаря, а точність діагностування складає 96,7% (за відомим способом прототипом - 86,7%). Поставлена задача вирішується тим, що у заявленому способі діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини шляхом забору проби біологічної рідини пацієнта, центрифугування проби, утворення забарвленої сполуки електроліту, вибраного з ряду: кальцій, магній, неорганічний фосфор, з використанням відцентрифугованої проби та стандартних наборів реактивів "BIO-LA-TEST" (Lachema), спектрофотометрії зразка при 340-650нм, розрахування концентрації (Сел.) електроліту в ммоль/л із урахуванням даних спектрофотометрії за формулою: Сел.=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., де ОПзр. - оптична щільність зразка біологічної рідини, нм, 47355 нм, 4 ОПбл. - оптична щільність реагент-бланка, нм, ОПст. - оптична щільність стандартного зразка, Сст. - концентрація електроліту в стандартному зразку, ммоль/л, аналізування одержаних даних, діагностування порушення обміну електролітів в організмі пацієнта в разі відхилення результатів тестування від норми, новим є те, що в якості біологічної рідини використовують слину, пробу слини в об'ємі 1,01,5мл збирають натще до чищення зубів після споліскування рота дистильованою водою, концентрацію електроліту визначають у відцентрифугованій цільній надосадовій рідині слини, відбираючи для зразка 0,005-0,02мл її, визначають оптичну щільність надосадової рідини слини, за норму приймають рівень кальцію, що дорівнює 0,922,16моль/л, магнію - 0,35-1,09ммоль/л, фосфору 2,93-6,97ммоль/л. Відмінністю способу, який заявляється, є також те, що при визначенні концентрації магнію в зразку слини в разі перевищення величиною оптичної щільності стандартного зразка значення оптичної щільності зразка слини, за виключенням оптичної щільності реагент-бланка, більше ніж в 4 рази об'єм надосадової рідини слини в зразку збільшують в 5-10 разів, а розраховане за формулою число зменшують в 5-10 разів. Між сукупністю ознак корисної моделі та технічним результатом, якого можна досягти при її реалізації, існує причинно-наслідковий зв'язок. Діагностика за способом, що заявляється, є неінвазивною на відміну від відомого способупрототипу, який передбачає забір крові з вени. Особливо велике значення має цей факт при тестуванні дітей та вагітних жінок. Саме це удосконалення відомого способу було на меті у авторів корисної моделі, що заявляється. Але після виконання масових тестувань, клінічного підбору об'ємів проб та зразків, виявилось, що точність розробленого способу діагностики вища, ніж за відомим способом-прототипом при тестуванні проби крові. Адже відомо, що кров є джерелом живлення всіх органів і систем людини. Наприклад, можлива ситуація, коли при нормальному (нижній межі норми) вмісті кальцію в крові вагітної жінки її кісткова тканина має дефіцит кальцію, бо чимала доля кальцію з крові вагітної поступає в організм плода. Підвищення точності, можливо, пояснюється більшою специфічністю слини до зміни вмісту електролітів в організмі людини, порівняно з кров'ю. Суттєвою ознакою корисної моделі, що заявляється, яка вносить значний вклад в підвищення точності діагностики, є встановлення дослідним шляхом меж для показників нормального вмісту кальцію, магнію, неорганічного фосфору, характерних саме для розробленого способу діагностики: 0,92-2,16ммоль/л, 0,35-1,09ммоль/л, 2,936,97ммоль/л відповідно. А загальноприйнятими нормами вмісту кальцію, магнію, неорганічного фосфору в слині є 1,2-2,4, 0,08-0,53, 2,36,8ммоль/л відповідно (Леонтьев В.К., Петрович Ю.А. Биохимические методы исследования в клинической и экспериментальной стоматологии: [методическое пособие]. - Омск. - 1976. - С. 32-33). 5 Для доведення ефективності способу діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини, що заявляється, були проведені клінічні дослідження. Під спостереженням знаходилися 30 волонтерів - практично здорових чоловіків (12) та жінок (18) у віці 24-47 років. Кожному з 30 піддослідних провели діагностування на наявність чи 47355 6 відсутність порушення обміну електролітів в організмі як за відомим способом-прототипом, так і за способом діагностики, що заявляється. На вміст електролітів були протестовані і кров, і слина піддослідних. Результати обох досліджень занесені в таблицю 1. Таблиця 1 Порівняння результатів тестування 30 волонтерів на вміст електролітів за відомим способом прототипом (в крові) та способом, що заявляється (в слині) В крові, ммоль/л* № неорганічний дослі- кальцій, N=2,0магній, N=0,7фосфор, N=0,84ду 2,75 1,0 1,45 1 2,35 0,91 0,80 2 2,41 0,87 0,85 3 2,52 0,98 0,87 4 2,37 0,92 0,94 5 2,60 1,20 0,96 6 2,55 0,94 0,82 7 2,49 0,96 0,79 8 2,41 0,89 0,76 9 2,30 0,89 0,74 10 2,38 0,95 0,81 11 2,53 1,12 0,93 12 2,47 1,09 0,97 13 2,43 1,02 0,89 14 2,39 1,10 0,92 15 2,32 1,10 0,85 16 2,35 0,95 0,84 17 2,42 0,91 0,82 18 2,45 1,15 0,87 19 2,57 1,22 0,94 20 2,51 1,19 0,91 21 2,48 1,07 0,88 22 2,30 1,00 0,83 23 2,34 0,94 0,77 24 2,27 0,93 0,75 25 2,36 0,95 0,79 26 2,39 0,97 0,83 27 2,44 1,16 0,92 28 2,55 1,05 0,86 29 2,38 0,94 0,81 30 2,43 0,99 0,82 В слині, ммоль/л** неорганічний кальцій, магній, фосфор, N=2,93N=0,92-2,16 N=0,35-1,09 6,97 1,26 3,80 0,35 1,28 3,27 0,49 1,90 3,79 0,37 1,94 4,03 0,48 1,30 3,51 0,38 1,74 3,27 0,39 1,78 5,09 0,36 1,84 3,81 0,50 2,10 3,88 0,37 1,45 4,15 0,44 1,38 3,99 0,41 2,11 3,90 0,36 1,87 3,24 0,35 1,35 4,45 0,40 2,14 3,15 0,39 1,78 3,42 0,47 1,30 4,39 0,35 2,13 3,63 0,38 1,64 5,84 0,47 1,65 3,77 0,35 1,66 2,98 0,37 1,29 3,40 0,43 1,69 4,14 0,35 1,98 2,99 0,37 1,56 4,07 0,35 1,79 4,36 0,37 1,97 3,37 0,38 1,84 2,93 0,36 1,41 3,18 0,39 1,32 3,30 0,41 Примітки: * - норми для крові див.: В.М. Лифшиц, В.И. Сидельникова. Биохимические анализы в клинике: [справочник]. - М.: МИА, 2001. - 302 с. ** - норми для слини встановлені авторами корисної моделі дослідним шляхом Як видно з таблиці 1, величини показників вмісту електролітів як у крові, так і в слині здорових волонтерів перебувають в межах відповідних норм. Для порівняння точності діагностики за заявленим та відомим способами провели діагностику 30 жінкам, що перебували у віці 48-58 років (таблиця 2). 7 47355 8 Таблиця 2 Порушення вмісту кальцію, магнію, неорганічного фосфору у крові та слині жінок (n=30) Спосіб діагностики прототип (кров) заявлений спосіб (слина) контроль кальцій відхилення норма від норми Число тестованих пацієнток магній неорган. відхилення відхилення норма від норми від норми фосфор норма Точність діагнозу, (%) 10 20 10 20 10 20 26 (86,7) 15 15 15 15 15 15 29 (96,7) 14 16 14 16 14 16 30 (100) Для контролю правильності діагностики за заявленим та відомим способами піддослідну групу перевірили на наявність остеопенії за «золотим стандартом» - методом біенергетичної рентгенівської абсорбціометри на апараті LUNAR 8548 13x1L виробництва General Electric Medical System (напруга перемінних імпульсів рентгенівських променів 70 та 140кВ, еквівалентна доза опромінення для всього тіла 0,02мрем, тривалість дослідження 15-30хв.). Остеопенію різних ступенів з порушенням вмісту кальцію, магнію, неорганічного фосфору виявили у 14 жінок із 30. Контрольна перевірка показала, що точність способу діагностики, який заявляється, не нижча за точність відомого способу, а навіть перевищує його на 10%. Спосіб діагностики порушення обміну електролітів в організмі людини, що заявляється, виконують таким чином. Зранку натще до чищення зубів після споліскування рота дистильованою водою пацієнт збирає в одноразову пробірку пробу слини в об'ємі 1,0-1,5мл. Пробу слини центрифугують з використанням лабораторної центрифуги марки «ОПн-ЗУ4.2» (СРСР) 5хв. при 3000об./хв. Для визначення концентрації кожного з електролітів проводять окреме дослідження. Використовуючи відцентрифуговану надосадову рідину, відбирають для зразка 0,005-0,02мл її: для визначення кальцію - 0,01мл, магнію - 0,02мл, неорганічного фосфору - 0,005мл. Зразок вносять в кювету та добавляють реагент із набору рідких реагентів для фотометричного визначення електролітів в біологічних рідинах марки "BIO-LA-TEST" (Lachema, Чехія). В кюветі іони кальцію утворюють із Арсеназо III кольоровий комплекс при нейтральному рН, іони магнію із калмагітом - в присутності 2-метил2-аміно-1-пропанолу та EDTA, а фосфат-іони із молібдатом амонію - в сірчаній кислоті. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації електроліту в зразку. Ще в дві кювети вносять розчини з набору "BIO-LA-TEST": в одну реагент-бланк або «холосту пробу» (містить тільки використовуваний реагент), в другу - стандартний зразок (містить калібратор: розчин з точно відомою концентрацією електроліту). Заповнені 3 кювети ставлять у вимірювальний блок спектрофотометра «StatFax 1904 Plus» (Awareness Technology Inc, США) та вимірюють оптичну щільність розчинів при довжині хвилі 340-650нм. Концентрацію кальцію вимірюють при 650нм, магнію - 520нм, неорганічного фосфо ру - 340нм. Із урахуванням виміряних показників оптичної щільності розраховують концентрацію (Сел.) електроліту в ммоль/л за формулою: Сел.=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., де ОПзр. - оптична щільність зразка біологічної рідини, нм, ОПбл. - оптична щільність реагент-бланка, нм, ОПст. - оптична щільність стандартного зразка, нм, Сст. - концентрація електроліту в стандартному зразку, ммоль/л. Одержану величину концентрації електроліту (Сел.) аналізують, порівнюючи її з клінічно встановленою авторами нормою. В разі, коли визначений рівень кальцію не відповідає значенню 0,922,16моль/л, магнію - 0,35-1,09ммоль/л, а фосфору - 2,93-6,97ммоль/л, то діагностують порушення обміну електролітів в організмі пацієнта. При дуже низькій концентрації магнію в слині, тобто, якщо величина оптичної щільності стандартного зразка перевищує значення оптичної щільності зразка слини, за виключенням оптичної щільності реагент-бланка, більше ніж в 4 рази, об'єм надосадової рідини слини в зразку збільшують в 5 (до 0,1мл) або 10 (до 0,2мл) разів, а розраховане за формулою число зменшують в 5 або 10 разів відповідно. Приклади реалізації способу, що заявляється. Приклад 1. Волонтер К. 28 років, шахтар, здоровий, погодився на діагностування порушення обміну електролітів. При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація кальцію склала 2,41ммоль/л (N=2,0-2,75ммоль/л). Порушення обміну кальцію в організмі волонтера К. відсутнє. Діагностику порушення обміну кальцію у волонтера К. по слині проводили за способом, що заявляється. Зранку натще до чищення зубів після споліскування рота дистильованою водою пацієнт зібрав в одноразову пробірку пробу слини в об'ємі 1,0мл. Пробу слини відцентрифугували на центрифузі «ОПн-ЗУ4.2» впродовж 5 хвилин при 3000об./хв. Для зразка відібрали 0,01мл надосадової рідини. Зразок внесли в кювету та добавили 1мл реагенту Арсеназо III з буфером із набору рідких реагентів "BIO-LA-TEST". При цьому в кюветі іони кальцію з реагентом утворили кольоровий комплекс. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації кальцію в зразку. Ще в одну 9 кювету внесли реагент-бланк: 1мл реагента та 0,01мл бідистильованої води, в другу - стандартний зразок: (1мл реагента та 0,01мл калібратора розчину з точно відомою концентрацією кальцію: Сст.=2,5ммоль/л). Заповнені 3 кювети поставили у вимірювальний блок спектрофотометра «StatFax 1904 Plus» та виміряли при 650нм оптичну щільність розчинів: ОПзр.=0,602нм, ОПбл.=0,122нм, ОПст.=0,754нм. Концентрацію кальцію в слині розрахували за формулою: ССа=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.ОПбл.)×Сст., підставивши одержані дані та значення Сст., розрахували ССа=(0,602нм-0,122нм)/(0,754нм0,122нм)×2,5ммоль/л=1,90ммоль/л, що відповідає нормі (N=0,92-2,16ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, порушення обміну кальцію в організмі волонтера К. відсутнє. Приклад 2. Вагітна жінка В., 22 років, вагітність перша, строк гестації відповідає 24-25 тижням, пред'являла на прийомі в акушера-гінеколога скарги на біль в спині, кровоточивість ясен. Їй було запропоноване визначення концентрації кальцію в крові (відомий спосіб) та в слині (спосіб діагностики, що заявляється). При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація кальцію склала 2,68ммоль/л (N=2,0-2,75ммоль/л), тобто, порушення обміну кальцію в організмі вагітної В. відсутнє. Діагностику порушення обміну кальцію вагітній В. по слині проводили за способом, що заявляється, у відповідності до маніпуляцій за прикладом 1. Виміряли оптичну щільність розчинів: ОПзр.=0,405нм, ОПбл.=0,151нм, ОПст.=0,845нм. Концентрацію кальцію в слині розраховували за формулою: ССа=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., підставивши дані вимірювань: ССа=(0,405нм0,151нм)/(0,845нм0,151нм)×2,5ммоль/л=0,91ммоль/л, що нижче за норму (N=0,92-2,16ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, діагностовано порушення обміну кальцію в організмі вагітної В. Лікаракушер їй призначив прийом препарату кальцію для вагітних. Приклад 3. Волонтер С. 24 років, шахтар, здоровий, погодився на діагностування порушення обміну електролітів. При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація магнію склала 0,79ммоль/л (N=0,7-1,0ммоль/л), тобто, порушення обміну магнію в організмі волонтера С. відсутнє. Діагностику порушення обміну магнію у волонтера С. по слині проводили за способом, що заявляється, у відповідності до маніпуляцій за прикладом 1. Відмінності від методики за прикладом 1 полягали в тому, що відібрали 1,5мл слини та 0,02мл надосадової рідини. В якості реагента в кювету добавили калмагіт, 2-метил-2-аміно-1пропанол та EDTA із набору рідких реагентів "BIOLA-TEST". Концентрація магнію в стандартному зразку склала Сст.=0,824ммоль/л). Виміряли при 520нм оптичну щільність розчинів: ОПзр.=0,249нм, Опбл.=0,132нм, ОПст.=0,392нм. Концентрацію магнію в слині розрахували за формулою: CMg=(ОПзр.ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., підставивши одержані дані та значення Сст., CMg=(0,249-0,132)/(0,3920,132)×0,824=0,37ммоль/л, що відповідає нормі 47355 10 (N=0,35-1,09ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, порушення обміну магнію в організмі волонтера С. відсутнє. Приклад 4. Вагітна жінка Ю., 26 років, вагітність друга, строк гестації відповідає 26-27 тижням, скаржилась на головний біль та запаморочення, швидку втомлюваність, випадіння волосся, ламкість нігтів. Їй було запропоновано визначення концентрації магнію в крові (відомий спосіб) та в слині (спосіб діагностики, що заявляється). При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація магнію склала 0,8ммоль/л (N=0,71,0ммоль/л), тобто, порушення обміну магнію в організмі вагітної Ю. відсутнє. Діагностику порушення обміну магнію вагітній Ю. по слині проводили за способом, що заявляється, у відповідності до маніпуляцій за прикладами 1 та 3. При попередньому вимірюванні були отримані наступні дані: ОПзр.=0,119нм, ОПбл.=0,091нм, ОПст.=0,351нм. Попередній розрахунок співвідношення ОПзр. та ОПст. за виключенням оптичної щільності реагент-бланка показав: (ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)=(0,119-0,091)/(0,3510,091)=0,028/0,26=1:9,3, тобто, перевищення більше ніж в 4 рази. Тому об'єм надосадової рідини в зразку збільшили в 5 разів: з 0,02 до 0,1мл. Повторні результати фотометрування: ОПзр.=0,229нм, ОПбл.=0,091нм, ОПст.=0,351нм. Повторний розрахунок співвідношення ОПзр. й ОПст. за виключенням оптичної щільності реаген-бланка: (0,229-0,091)/(0,351-0,091)=1:1,9, тобто, перевищення допустиме. Далі концентрацію магнію в слині розраховували, зауваживши п'ятикратне збільшення об'єму зразка рідини: (0,2290,091)/(0,351-0,091)/5×0,824=0,30ммоль/л, що нижче за норму (N=0,35-1,09ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, встановлено порушення обміну магнію в організмі вагітної Ю. Лікар-акушер їй призначив прийом препарату магнію для вагітних. Приклад 5. Волонтер З. 32 років, шахтар, здоровий, погодився на діагностування порушення обміну електролітів. При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація фосфору склала 0,98ммоль/л (N=0,84-1,45), тобто, порушення обміну магнію в організмі волонтера З. відсутнє. Діагностику порушення обміну неорганічного фосфору у волонтера З. по слині проводили за способом, що заявляється, у відповідності до маніпуляцій за прикладом 1, але для зразка відібрали 0,005мл надосадової рідини. В якості реагента в кювету добавили молібдат амонію та сірчану кислоту із набору реагентів "BIO-LA-TEST". Концентрація фосфору в стандартному зразку Сст.=1,62ммоль/л. Виміряли при 340нм оптичну щільність розчинів: ОПзр.=0,411нм, ОПбл.=0,104нм, ОПст.=0,224нм. Концентрацію фосфору в слині розрахували за формулою: СР=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.ОПбл.)×Сст., підставивши одержані дані та значення Сст., СР=(0,411-0,104)/(0,2240,104)×1,62=4,14ммоль/л, що в межах норми (N=2,93-6,97ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, порушення обміну фосфору в організмі волонтера З. відсутнє. 11 47355 Приклад 6. Вагітна жінка Л., 39 років, вагітність четверта, строк гестації 25-26 тижнів, пологи перші, скаржилась на слабкість, відсутність апетиту, нездужання, біль в ногах. Їй було запропоновано визначення концентрації неорганічного фосфору в крові (відомий спосіб) та в слині (спосіб діагностики, що заявляється). При тестуванні крові за відомим способом-прототипом концентрація фосфору склала 1,38ммоль/л (N=0,84-1,45ммоль/л), тобто, порушення обміну фосфору в організмі вагітної Л. відсутнє. Діагностику порушення обміну неорганічного фосфору вагітній Л. по слині проводили за спосо Комп’ютерна верстка А. Крулевський 12 бом, що заявляється, у відповідності до маніпуляцій за прикладами 1 та 5. Виміряли оптичну щільність розчинів: ОПзр.=0,267нм, ОПбл.=0,115нм, ОПст.=0,235нм. Концентрація фосфору в стандартному зразку склала Сст.=1,62ммоль/л). Концентрацію фосфору в слині розраховували за формулою: СР=(ОПзр.-ОПбл.)/(ОПст.-ОПбл.)×Сст., підставивши дані вимірювань: СР=(0,267-0,115)/(0,2350,115×1,62=2,05ммоль/л, що нижче за норму (N=2,93-6,97ммоль/л). При діагностиці за способом, що заявляється, встановлено порушення обміну фосфору в організмі вагітної Л. Лікаракушер їй призначив відповідну терапію. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601