МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ
КУЩ ЄВГЕНІЯ ГЕННАДІЇВНА
УДК 612.231:616.34-053.6
Клінічна оцінка аналізу видихуваного газу у підлітків із гастродуоденальною патологією
14.01.10 – педіатрія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Харків - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в ДУ «Інститут охорони здоров’я дітей та підлітків Академії медичних наук України»
Науковий керiвник: доктор медичних наук, професор,
заслужений дiяч науки i технiки УкраїниКоренєв Микола Михайлович,
керівник відділення педіатрії та реабілітації ДУ «Інститут охорони здоров’я дітей та підлітків АМН України», директор інституту.
Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор
Ручко Анатолій Федорович,
Харківський національний медичний університет;
МОЗ України, професор кафедри факультетської педіатрії
доктор медичних наук, професор
Крючко Тетяна Олександрівна,
ВДНЗУ «Українська медична стоматологічна академія»,
завідувач кафедри госпітальної педіатрії та дитячих інфекційних хвороб.
Захист дисертації відбудеться «4» червня 2008 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.609.02 при Харківській медичній академії післядипломної освіти (61176, м. Харків, вул. Корчагінців, 58).
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківської медичної академії післядипломної освіти (61176, м. Харків, вул. Корчагінців, 58).
Автореферат розісланий «3» травня 2008 року
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат медичних наук, доцент В.М. Савво
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми.Патологія верхніх відділів шлунково-кишкового тракту (ШКТ) є однією з найвагоміших у педіатрії та гастроентерології (Коренєв М.М., 2007, Бєлоусов Ю.В., 2007, Лук’янова О.М., Денісова М.Ф. та співав., 2000). Найпоширенішими ураженнями органів ШКТ є хронічні запальні захворювання органів гастродуоденальної зони (ГДЗ) (58-72%), до яких відносяться хронічний гастрит (ХГ), хронічний гастродуоденіт (ХГД), виразкова хвороба (ВХ) шлунка та дуоденальна виразка (ДВ).
Верифікація діагнозу ГДП на даний час неможлива без використання цілого ряду інвазивних методів дослідження – ендоскопії, рН-метрії, гістологічного аналізу біоптату слизової оболонки (СО) шлунка та дванадцятипалої кишки (ДПК) та ін. (Бєлоусов Ю.В., 2007, Пархоменко Л.К., 2004, Казак С.С., 2006). Ці діагностичні підходи мають високу собівартість, трудомісткі та, насамперед, є інвазивними для пацієнта й супроводжуються рядом ризиків (Солодчий В.А., 2006). В сучасній гастроентерології бракує неінвазивних методів діагностики, які були б безпечні для пацієнтів, спрощували існуючий діагностичний алгоритм та надавали додаткову інформацію за рахунок можливості моніторингу та повторного застосування (Передерій В.Г. та співав., 2003). Особливо це стосується педіатричної практики, де потреба в неінвазивних діагностичних методах є найбільшою (Назарова Е.В., 2006; Баранов А.А., 2002).
Проблема аналізу видихуваного газу (ВГ) людини придбала останнім часом особливий інтерес у зв'язку з пошуками нових можливостей у медичній діагностиці (Amann A., 2005, Marczin N., 2002). ВГ людини містить понад 500 летючих органічних і неорганічних компонентів, які відбивають індивідуальний метаболічний профіль людини, а його компоненти змінюються при різних патологічних станах. В сучасній гастроентерології також застосовується ряд дихальних тестів (ДТ), переважно для діагностики хелікобактерної інфекції (ХІ) (Ricci C., 2007; Tummala S., 2007; Hino B., 2004; Кошля В.И., 2005; Корниенко Е.А., 2005; Салтанова С.Д., 2005; Губергриц Н.Б., 2004; Передерій В.Г., 2000). Всі вони мають уреазну природу та визначають бактерію Helicobacterpylori (HP) за рівнем продуктів розщеплення сечовини – аміаку і міченого вуглекислого газу (13 СО2 ) в ВГ досліджуваного (Pathak R., 2004). Слід зауважити, що крім НР в природі існує багато інших бактерій, які також синтезують уреазу, але зазвичай не виживають в агресивній кислій екосистемі шлунка (Brandi G., 2006). Втім, нещодавні дослідження встановили, що у хворих із низькою кислотністю шлункового соку спостерігається посилений ріст уреазопродуцентів нехелікобактерного походження (BrandiG., 2006). СО ротової порожнининита глотки також можуть бути контаміновані умовнопатогенними уреазопродукуючимибактеріями (HoshiK., 2002). Це призводить до появи хибнопозитивних результатів уреазних ДТ (Nurgalieva Z.Z., 2006; Hoshi K., 2002; Brandi G., 2006; Machado R.S., 2006). В зв’язку з цим виникає потреба в розробці нових ДТ для діагностики інфекції HР за неуреазними продуктами її життєдіяльності.
Передумовою для проведення даного дослідження стало відкриття вітчизняними вченими ефекту газової чутливості органічних сполук – похідних солей 7,7,8,8-тетрацианохінодиметану (TCNQ), які за своєю природою є органічними провідниками. Пілотні випробовування показали відмінності відгуку нових сенсорів у хворих з виразковою хворобою порівняно зі здоровими добровольцями (KamarchukG.V., 2005, 2006). Це зумовило наш інтерес до проведення подальшої роботи в цьому напрямку.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах науково-дослідної роботи Державної Установи «Інститут Охорони здоров’я дітей та підлітків АМН України» – «Розробити спосіб неінвазивної діагностики хронічного гастродуоденіту та виразкової хвороби у підлітків з використанням нових газочутливих сенсорів» (№ державної реєстрації 0106U001171) та підтримана Академією наук Австрії в рамках програми «ErnstMarchgrant».
Мета дослідження. Вдосконалення методів неінвазивної діагностики захворювань травної системи у підлітків на основі вивчення параметрів видихуваного газу за допомогою нових газочутливих сенсорів.
Задачі дослідження:
1. Дати клініко-інструментальну характеристику хронічної гастродуоденальної патології у підлітків, що досліджувалися.
2. Охарактеризувати відгук сенсорів у підлітків із деструктивними та запальними формами хронічних захворювань органів гастродуоденальної зони з урахуванням інфікування Нelicobacterpylori.
3. Дослідити реакцію сенсорів на дію видихуваного газу підлітків із хронічною гастродуоденальною патологією при різному стані кислотоутворюючої функції шлунка.
4. Визначити вплив супутньої патології гепатобіліарної системи та ліпідного обміну на результати дихального тесту у підлітків із хронічними захворюваннями органів гастродуоденальної зони.
Об’єкт дослідження: хронічні гастродуоденальні захворювання.
Предмет дослідження: видихуваний газ підлітків із хронічними гастродуоденальними захворюваннями; клінічні, біохімічні, морфо-функціональні особливості цієї патології.
Методи дослідження: дихальний тест з використанням нових газочутливих сенсорів на основі солей TCNQ; клініко-анамнестичне дослідження; інструментальні методи дослідження – фіброезофагогастродуоденоскопія (ФГДС) з прицільною біопсією СО шлунка та ДПК для дослідження стану СО шлунка та ДПК; базальна внутрішньопорожнинна рН-метрія для дослідження кислотності шлункового соку; ехосонографія органів черевної порожнини та динамічна гепатобілісцинтіграфія для уточнення функціонального стану печінки, жовчного міхура та жовчновивідних шляхів; морфологічне дослідження біоптатів із використанням комплексу гістологічних, гістохімічних, імуногістохімічних методик з визначенням ступеня запалення, активності запального процесу, ступеня мікробної колонизації НР; біохімічні методи – визначення рівнів печінкових трансаміназ, лужної фосфатази, білірубіну та його фракцій в сироватці крові для оцінки функціонального стану печінки; визначення рівнів загального холестерину (ЗХ), холестерину ліпопротеїдів високої щільності (ХСЛПВЩ) та тригліцеридів (ТГ) в сироватці крові для уточнення стану ліпідного спектру крові; імунологічні методи дослідження – визначення специфічних антихелікобактерних антитіл класу IgG в сироватці крові; визначення специфічного фрагменту ДНК НР в калі методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) для визначення інфікування НР.
Наукова новизна отриманих результатів. Уперше встановлено, що криві відгуку сенсорів на основі похідних солей TCNQ мають характерні особливості у підлітків із хронічною гастродуоденальною патологією порівняно із практично здоровими їх однолітками, а тому можуть бути застосовані в якості нового дихального тесту.
Виявлено відмінності результатів дихального тесту у підлітків із ХГДП, інфікованих НР, порівняно із НР-негативними хворими. Цей ефект має переважно неуреазне походження. Причому, у хворих із хелікобактерною інфекцією довжина часу релаксації t2 відрізняється при різному стані СО шлунка та ДПК (деструктивні чи запальні зміни), а у неінфікованих хворих значення t2 не залежать від форми ГДП.
В роботі вперше запропонована ідея визначення хелікобактерної інфекції за неуреазними продуктами її життєдіяльності, яка реалізована за допомогою сенсорного підходу.
Встановлено, що параметр відгуку сенсорів Max1 /Max2 (співвідношення амплітуд експозиційного Max1 до релаксаційного Max2 максимумів) змінюється при різному стані базальної інтрагастральної кислотності у підлітків із ГДП. Цей результат є основою для розробки нового методу визначення рівня кислотоутворюючої функції шлунка за продуктами дихання підлітків.
Продемонстровано, що нові сенсори є перспективними високотехнологічними пристроями, які можуть бути використані для розробки нових методів неінвазивної діагностики на основі аналізу видихуваного газу людини.
Практичне значення одержаних результатів. Уперше в клінічній практиці застосовані нові газочутливі сенсори в якості нового дихального тесту у підлітків із ГДП. Показані ефективність, переваги та перспективність використання сенсорного аналізу видихуваного газу людини в клінічній педіатрії та гастроентерології.
Розроблені та адаптовані до педіатричної практики методологічні та методичні підходи до реєстрації та аналізу сигналу відгуку сенсорів на дію ВГ людини.
Розроблено новий ДТ, який дозволяє уникнути хибнопозитивних результатів уреазних методів визначення НР, може використовуватися для неінвазивного визначення кислотності шлункового соку, а тому є перспективним методом обстеження пацієнтів із диспепсичними скаргами для відбору хворих, які потребують поглибленого інструментального обстеження.
Впровадження результатів дослідження в практику. Основні результати проведених досліджень впроваджені в роботу клініки та поліклініки ДУ «ІОЗДП АМНУ», в педагогічну діяльність кафедри педіатрії, акушерства та гінекології факультету фундаментальної медицини Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна.
Особистий внесок автора в одержання наукових результатів. Дисертаційна робота виконана в період навчання автора в очній аспірантурі (2004-2007 рр.). Автором самостійно обґрунтовано актуальність та необхідність проведення дослідження, його мету, завдання, відібрано і проаналізовано наукову літературу з досліджуваної проблеми. Автором розроблена карта первинної документації, проведено відбір та здійснено клініко-анамнестичне обстеження тематичних хворих. Відпрацьовано методику ДТ у підлітків та проведено ДТ усім дослідженим. Автором особисто виконано статистичну обробку результатів, проаналізовано отримані дані, написано та оформлено всі розділи дисертації, сформульовано основні положення, висновки, розроблено практичні рекомендації, підготовлено до друку наукові праці.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися і обговорювалися на міжнародних конференціях: «Аналіз видихуваного газу для медичної діагностики» (м. Дорнбірн, Австрія, 2004), «Аналіз видихуваного газу для медичної діагностики та терапевтичного моніторингу» (м. Інсбрук, Австрія, 2005), «Аналіз видихуваного газу людини в фізіології та медицині” (м. Прага, Чехія, 2006), «Сенсорна електроніка та мікросистемні технології» (м. Одеса, Україна, 2006), на Ш конгресі педіатрів України «Сучасні проблеми клінічної педіатрії» (м. Київ, Україна, 2006), на 4-й національній виставці «Індустрія охорони здоров’я – 2007» (м. Київ, Україна, 2007), на науково-практичних конференціях: «Езофагогастро-РН-моніторинг та ізотопні дихальні тести в сучасній гастроентерології» (м. Вінниця, Україна, 2006), «Внутрішні хвороби: нові аспекти» (м. Харків, Україна, 2007), «Нові методи діагностики та лікування в практиці охорони здоров’я» (м. Харків, Україна, 2007), «Щорічні терапевтичні читання: роль медичної науки в рішенні проблем внутрішніх хвороб» (м. Харків, Україна, 2007), «Дитяча гастроентерологія: можливості та перспективи» (м. Харків, Україна, 2007).
Публікації. Основні положення дисертації викладені у 21 публікації, серед яких 3 статті – у фахових журналах ВАК України, 4 – у закордонних виданнях, 12 – у тезах конференцій і наукових збірниках, отримано 2 патенти України.
Обсяг і структура дисертації. Робота викладена на 150 сторінках комп’ютерного тексту і складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження, загальної характеристики хворих, розділу власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків і практичних рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 214 першоджерел (із них 175 латиницею), викладених на 27 сторінках, та 2 додатків. Матеріали роботи проілюстровано 23таблицями і 28рисунками.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Об’єкт та методи дослідження. Проведено комплексне обстеження 116 підлітків у віці 10‑18 років з хронічною ГДП в період загострення (основна група), які перебували на стаціонарному лікуванні у відділенні педіатрії та реабілітації клініки ДУ «Інститут охорони здоров'я дітей та підлітків АМН України». 38 практично здорових однолітків склали групу порівняння.
Верифікація клінічного діагнозу проводилась відповідно до загальноприйнятої класифікації хронічного гастриту (ХГ) – «Сіднейської класифікації» (1990) (Mainguet P., 1993; Caselli M, 1990).
Діагноз встановлювали шляхом ретельного збору скарг та анамнезу з урахуванням результатів об’єктивного та інструментального обстежень. У всіх підлітків вивчали анамнез життя і захворювання, звертали увагу на характер та вираженість основних клінічних проявів хвороби, наявність обтяженої спадковості за хворобами органів травлення.
Всім підліткам виконували фіброезофагогастродуоденоскопію що проводилась гнучким ендоскопом GIF-P3 фірми «OLIMPUS» (Японія) згідно загальноприйнятої методики. Ендоскопічний висновок формулювали відповідно до Мінімальної стандартної термінології ендоскопії травного каналу (1998) (Delvaux M., 2000). 18 хворим виконувалась біопсія СО антрального відділу шлунка з послідуючим морфологічним вивченням мікропрепаратів. Для візуалізації і визначення ступеню колонізації НР біопсійні препарати підлягали інтенсивному забарвленню за методом Романовського-Гімзи та методом овідин-біотин-пероксидазної візуалізації з використанням стандартного набора поліклональних антитіл до антигенів НР фірми NovoGastra (США). Гістологічний діагноз встановлювали відповідно до Сіднейської системи класифікації хронічних гастритів (1990) (Mainguet P., 1993; Caselli M, 1990).
Стан кислотоутворюючої функції шлунка визначали за результатами комп’ютерної внутрішньопорожнинної інтрагастральної рН-метрії (Чорнобровий В.Н., 1999).Діагностика ХІ проводилася методом імуноферментного аналізу рівня антитіл IgG в сироватці крові до антигену cagA НР за допомогою набору реактивів фірми Вектор Бест (Росія) та методом полімеразної ланцюгової реакції для виявлення специфічного фрагменту ДНК НР в калі.
Для діагностики супутньої патології травної системи хворим виконувалась ехосонографія органів черевної порожнини приладом Logic-400 (США) з вивченням функціонального стану жовчного міхура (Поляк Є.З. , 1962), визначали рівні білірубіну та його фракцій, печінкових трансаміназ та лужної фосфатази. 21 хворому було також виконано динамічну гепатобілісцинтіграфію за допомогою сцинтіграфічної гама-камери ГКС-301Т.
Для уточнення стану ліпідного обміну у підлітків основної групи визначали рівні загального холестерину (ЗХ), холестерину ліпопротеїдів високої щільності (ХСЛПВЩ), холестерину ліпопротеїдів низької щільності (ХСЛПНЩ), холестерину ліпопротеїдів дуже низької щільності (ХСЛПДНЩ) та тригліцеридів (ТГ) сироватки крові ферментативним методом на автоаналізаторі «Humareader» фірми «Human» (Німеччина).
Для вивчення параметрів ВГ підліткам основної групи та групи порівняння було проведено ДТ за допомогою нових газочутливих сенсорів на основі похідних TCNQ(Kamarchuk G.V., 2005). Дослідження проводилося на атестованому робочому місті №1 в рамках угод про науково-технічну співпрацю ДУ «ІОЗДП АМН України» з Фізико-технічним інститутом низьких температур (ФТІНТ) ім. Б.І.Вєркіна НАН України (м. Харків) та Національним технічним університетом «Харківський політехнічний інститут» (ХПІ) (м. Харків) (рис. 1).
Під час ДТ молекули ВГ активно адсорбуються поверхневим шаром плівки TCNQ, змінюючи її електропровідність. Після припинення дії ВГ відбувається повільна десорбція молекул газу та відновлення стану газочутливої плівки в контакті з атмосферою. Цей процес реєструється комп’ютером у вигляді кривої відгуку сенсора, яка є залежністю падіння напруги на сенсорі від часу U(t) (див. рис. 1). У пілотних дослідженнях, які проводилися до початку даної роботі, сигнал відгуку сенсорів реєстрували при нетривалій дії на них ВГ людини (10 - 20 секунд) (Kamarchuk G.V., 2005). В процесі відпрацювання методологічних підходів щодо застосування нових сенсорів з діагностичною метою проведенодослідження їх поведінки при різній тривалості взаємодії з ВГ хворих підлітків (від 30 секунд до 2,5 хвилин). Було встановлено, що при експозиції ≥ 1 хвилини відбувається повне формування області експозиційного максимуму Max1 та досягається фаза стабілізації сигналу відгуку. Така поведінка кривої свідчить про те, що сенсор повністю прореагував із компонентами ВГ. Крім того, в умовах пролонгованої дії ВГ крива релаксації сенсора набувала більш складного вигляду за рахунок появи додаткового максимуму Max2 періоду релаксації, який не спостерігався в умовах короткого впливу ВГ. Крива відгуку сенсора, зареєстрована в умовах пролонгованої експозиції, характеризується такими показниками, як тривалість періодів експозиції (t1 )та релаксації (t2 ), амплітуди експозиційного (Max1 ) й релаксаційного (Max2 ) максимумів та їх співвідношенням Max1 /Max2 (див. рис. 1).
Після відпрацювання методики всім дослідженим ДТ проводили в модифікованому режимі з пролонгованою експозицією (t1 = 1 хв.) з індивідуально можливою для кожного випробуваного обмеженою затримкою подиху і, при необхідності, 1-2 коротким і поверхневим вдихом та видихом через ніс. Цей підхід робить дану діагностичну процедуру для дитини більш комфортною та доступною для застосування в педіатричній практиці.
28 підліткам основної групи було додатково проведено ДТ з навантаженням карбамідом. Вимірювання відгуку сенсора проводили безпосередньо до та через 30 хвилин після прийому розчину 0,5 г карбаміду в 100 мл води.
Статистичне опрацювання даних проводилося на PC Pentium 4 за допомогою прикладного пакета програм MicrosoftExcel і Statgrafics 6.0 для Windows. Використовували стандартні методи статистики (M, m), кореляційний та регресійний аналіз (r). Вірогідність відмінностей визначали по критерію Ст`юдента (t) та Вілкоксона-Манна-Уітні (u) (Гублер Є.В., 1990).
Результати досліджень та їх обговорення. Аналіз клініко-інструментальних даних показав, що перебіг та клінічні прояви хронічної ГДП є типовими для української популяції (Пархоменко Л.К., 2004; Страшок Л.А., 2006), а група хворих є репрезентативною для вивчення у них особливостей параметрів ВГ на основі відгуку нових газочутливих сенсорів.
За результатами ендоскопічного дослідження у 20 (17,2%) підлітків основної групи було діагностовано деструктивні (1 підгрупа), а у 96 (82,8%) - запальні зміни СО шлунка та ДПК (2 підгрупа). У 10 із 20 хворих 1 підгрупи спостерігалися виразкові, а у решти – ерозивні зміни СО. Виразки переважно локалізувалися в ДПК (9 із 10 випадків ВХ) та у одному випадку – в шлунку. Майже у половини хворих із ДВ (4 із 9) виразкові дефекти були оточені ерозіями. У одного хворого перебіг ДВ ускладнився кровотечею. У підлітків 2 підгрупи найчастішими патологічними ознаками були еритематозні зміни СО шлунка та ДПК (60,7%) та лімфоїдна гіперплазія СО переважно шлункової локалізації (23,9%). Гіперпластичні зміни СО зустрічалися з однаковою частотою в 1 та 2 підгрупах (21,0% та 26,0% відповідно, р > 0,05), тоді як ознаки атрофії СО шлунка спостерігалися лише у хворих із запальними формами ГДП (8,3%, р < 0,05).
Гістологічний аналіз біопсійного матеріалу 18 хворих підтвердив стан загострення ХГД в період взяття біоптатів
8-09-2015, 22:16