Недостатки традиционных методов диагностики
Традиционная система диагностики дыхательной системы включает в себя измерение вентиляции легких , диффузии газов и кровотока , а также , отчасти , заполняемости легких . К сожалению эти диагностические методы не позволяют определять такие важные параметры патологических изменений в дыхательных путях , как эозинофильное воспаление , содержание маркеров активности поражения ткани легких и наличие опухолевых клеток . Инвазивные методы , например , бронхоскопия или стимуляция мокроты , причиняют пациенту сильное неудобство и используются только при специфических показаниях . Например , главная причина бронхиальной астмы , то есть бронхиальное эозинофильное воспаление , не может быть определена традиционными методами . Этот факт следует принимать во внимание , так как наиболее важной основой для эффективного лечения бронхиальной астмы является противовоспалительная терапия . Традиционные инвазивные диагностические методы вызывают изменение состава веществ , присутствующих в дыхательных путях . Воспалительные изменения в эпителиальной ткани дыхательных путей вызывают жалобы у пациентов ; однако , на ранних стадиях заболевания очень часто эти симптомы очень часто не имеют функциональной или морфологической корреляции с определяемыми показателями . Как и при большинстве органических расстройств , структурные изменения в легких предваряются изменением тканевых биохимических процессов . Следовательно , ключом к решению проблемы ранней детекции является упрощение биохимического описания состояния органической системы . Измерение биохимических изменений в дыхательной системе , таким образом , подходит для ранней диагностики и профилактики воспалительных заболеваний дыхательной системы . В конденсате выдыхаемого воздуха и бронхоальвеолярной жидкости определялись негазообразные вещества , которые могли бы быть маркерами воспалительного процесса . Помимо эйкозаноидов , нитритов , мочевины и перекисей присутствует ряд белков и их производных . Методы совершенствования Обычно конденсат выдыхаемого воздуха собирают во время регулярного дыхания , поэтому состав бронхиальной и альвеолярной жидкостей остается неизменным . Основываясь на нынешнем состоянии исследований , мы предполагаем , что биологические молекулы попадают в дыхательный конденсат из бронхиального и альвеолярного аэрозолей , формирующихся при испарении . Это приводит к частичному дыхательному коллапсу в некоторых альвеолах . Во время следующего вдоха частицы аэрозоля поднимаются над уровнем и уходят из альвеолярной жидкости , так как слипшиеся поверхности разделяются ( Рисунки 1 и 2). Удивительно , но в конденсате выдыхаемого воздуха обнаруживаются высокие концентрации слабо летучих липидов , таких как простагландины и лейкотриены . Во многом это явление обусловлено взаимодействием между слоями липидов , держащихся на поверхности альвеол или бронхов , и циркулирующими молекулами газов . | 
Рисунок 1. Испарение и формирование аэрозоля .
| Анализ конденсата выдыхаемого воздуха можно назвать мгновенной фотографией процессов , происходящих в альвеолах и бронхах . Метод отличается быстротой и большей чувствительностью по сравнению с упоминавшимися выше традиционными диагностическими процедурами . Анализ конденсата выдыхаемого воздуха можно использовать , например , для детекции слабых ранних аллергических реакций после референсного измерения во время специфической провокационной пробы ( Рисунок 3). | 
Рисунок 2. Гипотетический механизм формирования аэрозоля во время расширения коллапсированных альвеол при вдохе ( По Brand).
|
Рисунок 3. Патогенез аллергической бронхиальной астмы
Контаминация полости рта и грудной клетки Во время регулярного циклического дыхания в конденсат практически не попадают вещества из верхних дыхательных путей . Это явление обусловлено недостаточной для формирования аэрозоля силой ламинарного потока воздуха . По сравнению с нижними дыхательными путями поверхность верхних путей так мала , что возможно пренебречь испарением из полости рта и грудной клетки . Исключение составляют летучие вещества , концентрации которых в верхних дыхательных путях значительно выше . NO против конденсата выдыхаемого воздуха NO представляет собой очень нестабильную молекулу . NO обнаруживается в высокой концентрации повсюду в окружающей среде . Измерение концентрации NO в выдыхаемом воздухе характеризуется склонностью к ошибочным результатам ; для обеспечения достаточной точности приходится прибегать к специальному дыхательному упражнению , не говоря уже о необходимости иметь прецизионное дорогое оборудование для детекции . К настоящему моменту метод анализа конденсата выдыхаемого воздух позволяет определять около 200 веществ . Среди них выделяют различные маркеры воспалительного процесса , например , нитротирозин , стабильный продукт реакции с участием NO, высокие концентрации которого могут наблюдаться в конденсате выдыхаемого воздуха . Первые результаты показывают великолепную корреляцию с результатами измерения NO в выдыхаемом воздухе . Определение содержания множества прочих медиаторов , например , эйкозаноидов и H2O2, предоставляет исследователю большой объем информации по характеру протекающего воспаления и , возможно , даже позволит определить тип воспаления . Метод ECoScreen – это мощная базовая система для неинвазивного сбора негазообразных веществ в выдыхаемом воздухе ( аэрозоли , пары вод Метод основывается на так называемом принципе противотока ( Рисунок 4). Вещества охлаждаются до приблизительно - 10 ° С . Для получения образца конденсата объемом примерно 2 мл требуется от до 15 минут . Образец в основном содержит продукты метаболизма из дыхательны путей и других органов , которые попадают в легкие через кровь . Выдыхаемые вещества , попадающие в окружающую среду через воздух , кишечник или кожу также можно идентифицировать . Анализ конденсата выдыхаемого воздуха Зачастую распространенные традиционные тестовые системы недостаточно чувствительны или требуют специальной калибровки . Нестабильные биомолекулы , например , H2O2 или лейкотриены , могут распасться . Адгезия с поверхностью снижает измеренную концентрацию в зависимости от типа используемого материала и объема образца жидкости . Следовательно , необходимо использовать аналитические методы , поддающиеся проверке . Наилучшим методом для контроля ( референс - метод ) является жидкостная хроматография с масс - спектрометрической детекцией . Эт метод позволяет точно определить содержание большинства веществ конденсате . | 
Рис. 4 Принцип противотока
|
Метод уже может быть использован в качестве стандартного для решения следующих задач : - Анализ статуса воспалительного процесса в нижних дыхательных путях .
- Высокочувствительная детекция эффектов дыхания при провокационных или экспозиционных пробах .
- Мониторинг противовоспалительной терапии .
- Идентификация маркеров опухолей .
Если измерения производятся во время проведения терапии заболеваний дыхательной системы , включающей в себя препараты , влияющие на синтез или действие лейкотриенов , методом выбора является измерение содержания лейкотриена B4 или лейкотриена CDE4. Более того , измерение содержания лейкотриенов рекомендуется в качестве метода определения неспецифических воспалительных процессов дыхательной системы в случае поражения раздражающими веществами , аллергенами или инфекцией . В определенных случаях может быть полезной идентификация специфических медиаторов воспаления (ECP/EPX, интерлейкины , TNFa и т . д .) Следующие шаги Наиболее важной задачей для исследований в области анализа конденсата выдыхаемого воздуха является стандартизация метода . В контексте этого представляется успешным определение коэффициентов концентраций молекул , чьи механизмы формирования являются идентичными . Полученные данные позволяют предположить , что коэффициенты концентраций весьма независимы от индивидуальных дыхательных движений . Коротко… ( Заключение ) Так как для измерения данным методом требуется только регулярное дыхание , получаемый образец не будет зависеть от собственно метода отбора проб . Другие методы , например , форсированное дыхание , бронхо - легочный лаваж или стимуляция отделения мокроты , действительно влияют на состав исследуемого образца . Новый метод предоставляет исследователю множество новых параметров , которые расширяют спектр традиционного анализа функции легких . Истинное значение этих параметров в диагностике функции легких пока не полностью ясно . В будущем , с развитием техники биосенсоров для определенных параметров метод может представлять особенный интерес для врачей частной практики . Параметры конденсата выдыхаемого воздуха | Вещество | Результат | Нитротирозин | 2 – 25 нг / мл | Изопростан | 5 – 60 пг / мл | Лейкотриен В 4 | <15 – 7520 пг / мл | Лейкотриен CDE4 | <1 – 284 пг / мл | Простагландин Е 2 | <5 - > 1000 пг / мл | н2о 2 | <0,005 – 1,25 мкМ / л | ЕРХ | <1 – 80,5 нг / мл | Тромбоксан В 2 | <0,7 – 12,2 пг / мл | Интерлейкин 8 | <16 – 931 пг / мл | ЕСР | <1 . 70,8 пг / мл | Нитрит | <0,1 – 26,5 мкМ / л | Хлорид | 0,2 – 14 мкг / мл | Общий белок | 0,8 – 51,4 мкг / мл | Мочевина | 0,6 – 43,5 мкг / мл | Амилаза | <0,1 % мокрота |
Технические характеристики системы ECoScreen: | Общие габариты : | ( высота х ширина х глубина ): | 38 х 55 х 23 см | Масса : | 37,6 кг | Напряжение сети : | 220 / 240 В | Мощность | 460 Вт | Предохранитель в цепи питания : | 16 А | Условия эксплуатации : | 0 – 70 % Влажность | Условия хранения : | -40 ° С - +40 ° С | Категория защиты I, тип B в соответствии с IEC 601-1, VDE 0750, часть 1 соответственно |
Инновации для ECoScreen Перевод с английского Определение объема Jurgen Smith Результаты некоторых исследований [1, 2] показывают , что при заданном профиле потока и градиенте температуры объем конденсата выдыхаемого воздуха , собранного с помощью системы ECoScreen, прямо пропорционален дыхательному объему , проходящему на выдохе через систему охлаждения . Новый датчик объема регистрирует параметры вентиляции легких и выводит их на цифровой дисплей в очевидном структурированном порядке . Датчик позволяет прервать исследование как только будет накоплен достаточный объем конденсата ; таким образом система рассчитывает только эквивалент дыхательного объема для требуемого количества конденсата . Далее следует отметить , что процедура отбора проб очень быстрая и позволяет существенно сэкономить время . Помимо общего объема , система позволяет определять дыхательный объем , пиковый поток или частоту дыхания , что представляется особенно полезным для научных исследований . Обновление параметров на дисплее осуществляется синхронно с дыханием . Для общего объема на дисплей может быть выведено суммарное значение ; остальные параметры будут рассчитываться и выводиться на дисплей как гибкие средние значения . Датчик объема калибруется с помощью калибровочных насосов с рабочими объемами от одного до трех литров .
Конденсат выдыхаемого воздуха в пределах замкнутого дыхательного контура Gunther Becher Специальный адаптер позволяет Вам собирать конденсат выдыхаемого воздуха в замкнутом дыхательном контуре . Патентованная система обеспечивает возможность съема пробирки с образцом без потери давления во время дыхания . Увлажнение выдыхаемого воздуха , приводящее к существенному разбавлению конденсата ( отсутствие стандартизации ) все еще представляет собой сложную проблему . Следовательно , представляется целесообразным приостановить увлажнение во время сбора пробы конденсата . Необходимо сконцентрироваться на расчете концентраций в разбавленном конденсате ( в настоящий момент опыт таких расчетов отсутствует ). Стандартизация и лабораторные службы по анализу Gunther Becher К настоящему моменту стандартизация , необходимая для анализа конденсата выдыхаемого воздуха отсутствует . Следовательно , трудно сравнивать результаты анализа в разных лабораториях . Лаборатория FILT с учетом многолетнего опыта в анализе конденсата выдыхаемого воздуха может быть признана арбитражной лабораторией . Вы можете получить подробную информацию по хранению и анализу образцов по адресу http://www.filt.de.
|  |
