CC BY
6=
Научные статьи
УДК: 616. 216. 1-002-006. 5-073. 7
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДЖОУЛЬМЕТРИИ
В ДИАГНОСТИКЕ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ
ПОЛИПОЗНОГО РИНОСИНУСИТА
С. Ю. Калашникова, С. В. Сергеев, С. М. Геращенко
USAGE OF THE METHOD OF JOULEMETRIA IN THE DIAGNOSTICS
OF DIFFERENT FORMS OF POLYPOSIS RHINOSINUSITIS
S. Yu. Kalashnikova, S. V. Sergeev, S. M. . Gerachenko
Медицинский институт Пензенского государственного университета
(Зав. курсом ЛОР-болезней каф. стоматологии—проф. С. В. Сергеев,
зав. каф. медицинские аппараты и оборудование—проф. С. И. Геращенко)
Основой дифференцированного подхода в лечении полипозных риносинуситов является оценка архитектоники полости носа, состава микрофлоры слизистой оболочки и гистологической структуры полипов. Совместно с сотрудниками МИ ПГУ нами разработан и внедрен в практику метод джоульметрии, а также диагностический датчик для измерения параметров биологических сред. С использованием данного датчика была выполнена серия исследований свойств полипозной ткани больным в условиях ЛОР-отделения ПОКБ. В результате исследований определена корреляция между электрохимическими свойствами полипозной ткани и ее гистологической структурой. Достоинством методики является возможность определения типа полипов полости носа неинвазивным способом, что дает возможность использовать ее в амбулаторных условиях и оптимизировать алгоритм лечения пациентов.
Ключевые слова: полипозный риносинусит, джоульметрия, гистологическая структура, диагностический датчик.
Библиография: 8 источников.
The base of the differentiated approach of treatment of polyposis rhinosinusitis is the assessment of the anatomy of nasal cavity, its microflora and histological polyposis structure. Together with the collegues of Penza State University Medical Institute the method of joulemetria and diagnosticsbiophysical sensor were develop and implemented. A series of research of the structure of polyposis tissue to the patients in Otolaryngology Department in Penza Regional Clinical Hospital was fulfilled. During the research correlation between the electrochemical properties of poliposis tissue and its histological structure was defined. The main advantage of this method is the opportunity of defining polyps type of nasal cavity by noninvasive method and its gives the opportunity of using it in the outpatient setting and it helps to optimize the way of treatment.
Key words: polyposis rhinosinusitis, joulemetria, histological structure, diagnostic sensor.
Bibliography: 8 sources.
Проблема дифференцированного подхода к лечению полипозных риносинуситов на сегодняшний день является одной из актуальных проблем практической ринологии. [2, 4, 8]
Полипозный риносинусит - полиэтиологичное заболевание, характеризующееся появлением патологических образований, возвышающихся над поверхностью слизистой оболочки околоносовых пазух и полости носа. С гистологической точки зрения полипы носа и пазух представляют собой «раздутые» участки слизистой оболочки, которые представлены в четырех основных гистологических вариантах.
В зависимости от патогенеза полипообразования, Г. З. Пискуновым, С. В. Рязанцевым было выделено пять основных форм полипоза полости носа. [3, 6]
Неоднородность полипоза в патогенетическом и гистологическом аспектах требует различной тактики лечения различных групп пациентов, что было доказано Г. З. Пискуновым и соавт. в их исследовании. Опираясь на их выводы, можно сказать, что основой дифференциро-
ванного подхода в лечении полипозных риносинуситов на сегодняшний день является оценка архитектоники полости носа, состава микрофлоры слизистой оболочки и гистологической структуры полипов. И если два первых момента не составляют трудности даже в амбулаторных условиях, то для определения гистологии полипозной ткани требуется удаление полипа (взятие биопсии). На наш взгляд, основополагающим моментом все же является гистологическая структура полипозной ткани, поскольку совокупность данных анамнеза, клинических проявлений, риноскопической картины не всегда является достаточной для определения дальнейшей тактики. Как иллюстрацию выше сказанному предлагаем следующий пример.
На основе классификации Г. З. Пискунова нами был проведен ретроспективный анализ историй болезни, амбулаторных карт пациентов с полипозным поражением полости носа и околоносовых пазух.
По нашим данным, число пациентов, прооперированных на околоносовых пазухах в условиях ЛОР-отделения ПОКБ за период 2005-2008 гг. возросло в 1,6 раз. Особое внимание обращает на себя рост числа полипозных процессов за исследуемый период в возрастной группе до 20 лет (в 1,8 раз).
Пациенты именно этой возрастной категории составили «подгруппу» пациентов с эозинофильной инфильтрацией стромы полипозной ткани без клинических признаков непереносимости НПВС и бронхиальной астмы, отнесенных нами первоначально к числу пациентов с нарушением аэродинамики в полости носа. Учитывая имеющиеся в литературе данные о манифестации «аспириновой триады» с полипоза носа[2, 3], становится очевидным значение именно гистологии полипозной ткани при выборе алгоритма лечения пациентов с полипоз-ным риносинуситом.
На кафедре ПГУ «Медицинские приборы и оборудование» был разработан и внедрен в практику метод джоульметрии. Метод используется для оценки активности внутриполостных воспалительных процессов, воспалительных процессов в лобных и клиновидных пазухах, для контроля формирования костного регенерата, а также для диагностики состояния биологических объектов и реализации тканесохраняющих методик проведения операций с 1994 года[5, 7]. В основу метода джоульметрии положена оценка значений работы, затрачиваемой внешним источником электрической энергии на электрохимические преобразования в межэлектродном пространстве двухэлектродного датчика, размещаемого в исследуемой биожидкости (биоткани).
В настоящее время для описания состояния тканей применяются электрохимические методы исследований. Методика их использования основана на том, что происходящие в тканях и органах патологические процессы (воспаление, новообразования) вызывают изменение их электрохимических свойств. В измерительных системах с датчиками, построенными по принципу «электрод - среда - электрод», внешнее электрическое воздействие вызывает изменение электрохимических свойств среды, заключенной в межэлектродном пространстве. В подобных системах в качестве входного воздействия применяются различные формы тока, в качестве параметра, характеризующего состояние среды, используется межэлектродный потенциал. Установленное соотношение между коммутируемым током и снимаемым потенциалом в динамике является основанием для реализации различных электрохимических методов (воль-тамперметрия, кулонометрия, хронопотенциометрия, полярография и т. д.). Некоторой разновидностью методов является импедансометрия, обеспечивающая описание исследуемой системы в виде передаточной функции. Упрощенно исследуемую систему можно представить в виде элементов линейной эквивалентной схемы замещения датчика.
Биологические ткани и органы с точки зрения исследования электрохимическими методами являются достаточно сложными объектами. Они, как правило, нестационарны, нелинейны, обладают ответной реакцией на внешнее воздействие и гистерезисом. Применение известных электрохимических методов исследований для решения поставленной задачи сопряжено со следующими недостатками:
- сложность и длительность проведения исследований;
- ограниченное количество признаков, описывающих состояние объекта;
- плохая воспроизводимость результатов от эксперимента к эксперименту.
Научные статьи
Предварительные результаты джоульметрических исследований подтверждают работоспособность метода. В качестве информативного признака в нем используются значения работы, совершаемой током при переводе исследуемого объекта из одного состояния в другое. Значения работы связаны с концентрацией ионов исследуемого объекта. Изменение ионообменных процессов в клетках патологически измененных тканей приводит к изменению джоульметри-ческих показаний. Физически этот параметр определяется путем интегрирования во времени произведения коммутируемого тока на значение межэлектродного потенциала и представляется в виде кванта энергии.
Квантовый джоульметрический метод позволяет формировать многопараметрическое признаковое пространство хорошо воспроизводимых, некоррелированных признаков, учитывает ответную реакцию организма и параметры гистерезиса исследуемой системы. Метод прост в использовании, не требует существенных временных затрат, что позволяет реализовать томографические системы, работающие в реальном масштабе времени.
Квант джоуля легко преобразуется в различные единицы измерений. В его долях могут быть выражены практически все электрохимические параметры, характеризующие биологические объекты. Метод дает возможность преобразовывать многомерное признаковое пространство, описываемое квантом джоуля в п-ой степени, в п-векторное одномерное пространство, что позволяет на практике упростить процедуру обращения многомерных матриц и, как следствие, существенно сократить время вычислительных процедур и обучения нейросетевого классификатора.
Учитывая достаточно широкое применение метода, существует большое количество датчиков, использующихся в различных сферах медицинской практики. Большинство из них являются травматичными, что ведет за собой некоторые негативные моменты: болезненные ощущения пациента, опасность инфицирования, а также погрешности в результатах измерения за счет дополнительных процессов электролиза, поляризации, происходящих вследствие отека, гиперемии травмированных тканей.
Совместно с кафедрой хирургии МИ ПГУ нами разработан неинвазивный диагностический датчик для измерения параметров биологических сред [1]. Технический результат, достигаемый предлагаемым датчиком, заключается в выполнении активных электродов со сферической поверхностью, контактирующих неинвазивно с исследуемой средой, что снижает травматичность при осуществлении измерений, не вызывает дополнительного электролиза в исследуемой среде, что в свою очередь устраняет накопление неинформативных потенциалов на электродах и тем самым повышает точность измерений.
Рис. Внешний вид джоульметрического прибора для исследования биологических тканей
Примечание: (1- измерительный блок, 2 - пассивный электрод, 3 - исследуемый секционный материал полипозной ткани, 4 - индикаторный электрод).
Цель. Выявить взаимосвязь джоульметрических и морфологических характеристик полипозной ткани.
Пациенты и методы. С использованием данного датчика нами была выполнена серия исследований свойств полипозной ткани in vivo больным с полипозными риносинуситами в ус-
Российская оториноларингология №5 (42) 2009
ловиях ЛОР-отделения ПОКБ. Исследование было проведено 16 пациентам в возрасте от 20 до 63 лет (10 мужчин и 6 женщин) с последующей полипоэтмоидотомией и гистологическим анализом удаленных полипов. Результаты исследования позволили сделать заключение о наличии четкой корреляции между электрохимическими свойствами полипозной ткани и ее гистологической структурой.
У 9 пациентов при проведении джоульметрии были получены результаты 1590-1670 мкДж, что соответствовало отечно-эозинофильной форме полипов по результатам гистологического исследования, причем только 6 пациентов из данной группы страдают бронхиальной астмой (у 5 имеется непереносимость НПВС). У 5 больных показатели джоульметрии полипозной ткани составили 1950-2010 мкДж, при гистологическом исследовании удаленных полипов установлено преобладание лимфогистиоцитарной инфильтрации стромы полипозной ткани, клинически эта группа больных соответствовала полипозно-гнойному процессу в стадии обострения. 2 пациента имели грубые нарушения архитектоники полости носа, показатели джо-ульметрии у них варьировали в пределах 1750-1880 мкДж, гистологически определялось му-коидное набухание стромы.
Выводы:
Достоинством методики является возможность определения типа полипов полости носа неинвазивным способом, что дает возможность использовать ее в амбулаторных условиях и оптимизировать алгоритм лечения пациентов в более короткое время, уже в условиях поликлиники. Это ведет за собой уменьшение числа пациентов с полипозными риносинуситами, нуждающихся в стационарном лечении, а также сокращение сроков пребывания в стационаре для части больных с данной патологией.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заявка 20091135222 Российская Федерация, МПК: А61 В 5/05. Диагностический датчик/ Геращенко С. И., Геращенко С. М., Юткина Е. Г., Калашникова С. Ю.; заявл. 10.04.09.
2. Лопатин А. С. Медикаментозное и хирургическое лечение полипозного риносинусита. Лечение синусита, ассоциированного с бронхиальной астмой. // Рос. ринология - 1999. - №1. - С. 65-68.
3. Пискунов Г. З., Миракян Р. Г. Дифференциальный подход в лечении хронического полипозного риносинуита. // Там же. - 2008 - №2. - С. 4-7.
4. Полипоз околоносовых пазух, проявляющийся как краниофациальный объемный процесс / А. И. Белов [и др.]. // Там же. - 2005. - №4. - С. 4-7.
5. Разработка новых медицинских приборов и систем для экспресс-диагностики состояния биологических объектов и реализации тканесохраняющих методик прведения операций / В. Т. Елистратов [и др.]. // Новые промышленные технологии - 2008. - №5. - С. 15-18.
6. Рязанцев С. В., Марьяновский А. А. Полипозные риносинуиты: этиология, патогенез, клиника и современные методы лечения: метод. рекомендации. - Спб, 2006. - 28 с.
7. Сергеев С. В., Геращенко С. И. Комплексная сравнительная диагностика синуситов. Тр. международного юбилейного симпозиума «Актуальные проблемы науки и образования» (АНПО 2003). - Пенза, 2003, Т. 1. С. 112-113.
8. Эпидемиология полипозных риносинуситов / А. А. Ланцов [и др.]. - СПб,1999. - РИА-АМИ. - 96с.
