RU2198402C2

RU2198402C2 - Method for diagnostics of diabetes mellitus

Info

Publication number: RU2198402C2
Application number: RU2001106597/14A
Authority: RU
Inventors: А.В. Каргаполов; Е.Ю. Лунина; И.С. Петрухин
Original assignee: ГУ Тверская государственная медицинская академия
Priority date: 2001-03-11
Filing date: 2001-03-11
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: medicine, endocrinology. SUBSTANCE: method for diagnostics of diabetes mellitus includes patient's testing with the help of infrared radiation, moreover, patient's blood serum is tested and penetration coefficient for IR-radiation is determined and at its lower values being below 45.4% ranged 3085-2732 cm^-1 one should diagnose diabetes mellitus. The method is quicker in implementation, more accurate and requires lower time expenses. EFFECT: higher efficiency of diagnostics. 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно - к эндокринологии. The invention relates to medicine, namely to endocrinology.

Сахарный диабет (СД) является важной медико-социальной проблемой в связи с высокой, постоянно растущей распространенностью заболевания среди всех слоев населения, а также с развитием осложнений, представляющих основную угрозу жизни больных диабетом (слепота, почечная недостаточность, диабетическая гангрена конечностей, инфаркт миокарда, инсульт и др.). Если СД типа 1 характеризуется острым началом и выраженными клиническими симптомами и его диагностика не представляет трудностей, то при СД типа 2, доля которого среди всех больных СД составляет 80-90%, клинические признаки (полиурия, полидипсия, полифагия, снижение массы тела, зуд и утомляемость) выявляются лишь в небольшом количестве случаев. Поэтому около 9-12 лет отделяют истинное начало диабета от его диагностики (M.I. Harris, R. Klein, T.A. Welborn, et al. Onset of NIDDM occurs at least 4-5 yr. before clinical diagnosis// Diabetes Care, 1992, 15, p.815-819). В то же время у 10-15% больных СД типа 2 специфические осложнения выявляются уже при первичной диагностике заболевания. Таким образом, в большинстве случаев СД - случайная находка при рутинном контрольном обследовании или при обследовании по поводу предстоящей операции. Diabetes mellitus (DM) is an important medical and social problem due to the high, constantly growing prevalence of the disease among all segments of the population, as well as the development of complications that pose a major threat to the lives of diabetes patients (blindness, renal failure, diabetic limb gangrene, myocardial infarction, stroke, etc.). If type 1 diabetes is characterized by acute onset and severe clinical symptoms and its diagnosis is not difficult, then type 2 diabetes, the proportion of which among all patients with diabetes is 80-90%, clinical signs (polyuria, polydipsia, polyphagia, weight loss, itching and fatigue) are detected only in a small number of cases. Therefore, about 9-12 years separate the true onset of diabetes from its diagnosis (MI Harris, R. Klein, TA Welborn, et al. Onset of NIDDM occurs at least 4-5 yr. Before clinical diagnosis // Diabetes Care, 1992, 15, p. 815-819). At the same time, in 10-15% of patients with type 2 diabetes, specific complications are detected already during the initial diagnosis of the disease. Thus, in most cases, diabetes is an accidental finding during a routine follow-up examination or during an examination regarding an upcoming operation.

Известны способы диагностики СД, основанные на исследовании содержания глюкозы в крови натощак (Завадский П.С. Сравнительная оценка методов определения глюкозы в крови и их применения в эпидемиологических исследованиях сахарного диабета// Проблемы эндокринологии, 1978, 4, с.108-119; Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Новая классификация, критерии диагностики и компенсации сахарного диабета// Эндокринология, 2000, 5, с.204-209), недостатком которых является определение только одного химического компонента крови. Known methods for the diagnosis of diabetes based on the study of fasting blood glucose (Zavadsky P.S. Comparative evaluation of methods for determining blood glucose and their use in epidemiological studies of diabetes mellitus // Problems of Endocrinology, 1978, 4, p.108-119; Balabolkin M.I., Klebanova E.M., Kreminskaya V.M. New classification, criteria for the diagnosis and compensation of diabetes mellitus // Endocrinology, 2000, 5, p.204-209), the disadvantage of which is the determination of only one chemical component of the blood.

Известен также способ исследования биологических жидкостей по показателям инфракрасного спектра, позволяющий регистрировать особенности структурирования водного компонента и, таким образом, оценивать биологическую жидкость, например кровь, как систему в целом (патент Российской Федерации 2137126, 29.03.1999). There is also a known method for the study of biological fluids according to the infrared spectrum, which allows you to register the features of the structuring of the aqueous component and, thus, evaluate the biological fluid, such as blood, as a system as a whole (patent of the Russian Federation 2137126, 03/29/1999).

Прототипом заявляемого способа авторы предлагают способ экспресс-диагностики скрытых форм СД, основанный на регистрации инфракрасного излучения в совокупности акупунктурных точек, расположенных на боковой поверхности живота, на кистях рук и на стопах (патент Российской Федерации 2108741, 20.04.1998). The prototype of the proposed method, the authors propose a method for rapid diagnosis of hidden forms of diabetes, based on the registration of infrared radiation in the aggregate of acupuncture points located on the lateral surface of the abdomen, on the hands and feet (patent of the Russian Federation 2108741, 04/20/1998).

Способ осуществляют следующим образом. После адаптации пациента в течение 10-15 мин проводят тепловизионное исследование кожи в области акупунктурных точек передней стенки живота, кистей рук и стоп с прицельным сканированием и регистрацией измененного (повышенного или пониженного) инфракрасного излучения. При выявлении повышения инфракрасного свечения на 0,5^oС и более в одних точках и снижения инфракрасного свечения на 0,5^oС и более в других - судят о наличии СД, в том числе и скрытых его форм. Среднее время обследования одного больного - 20 мин.The method is as follows. After the patient’s adaptation, a thermal imaging study of the skin in the area of the acupuncture points of the anterior abdominal wall, hands and feet with targeted scanning and registration of altered (high or low) infrared radiation is performed for 10-15 minutes. If an increase in infrared glow by 0.5 ^° C or more at one point and a decrease in infrared glow by 0.5 ^° C or more in others is detected, the presence of diabetes, including its hidden forms, is judged. The average examination time for one patient is 20 minutes.

Недостатками способа являются необходимость знания методики рефлексодиагностики и топографии акупунктурных точек, а также трудоемкость (требуется исследовать инфракрасное излучение в 12 биологически активных точках - по 6 точек справа и слева) и длительный промежуток времени (20 минут). The disadvantages of the method are the need to know the methods of reflexology and topography of acupuncture points, as well as the complexity (it is required to study infrared radiation at 12 biologically active points - 6 points each on the left and right) and a long period of time (20 minutes).

Авторы предлагают следующий способ диагностики СД: исследование сыворотки крови при помощи инфракрасной спектроскопии (ИКС). Для этого сухой иглой пунктируется вена, производится забор крови в пластиковую пробирку в количестве 3 мл, кровь центрифугируют в течение 5-7 мин при 1500 об/мин для получения сыворотки. Сыворотка в количестве 20 мкл помещается в кювету специального устройства, которое представляет собой одноканальный ИК-спектроанализатор, работающий в диапазоне длин волн ИК-излучения от 3500 до 960 см^-1, разбитом на узкие зоны полосовыми фильтрами, положение и число которых выбрано исходя из особенностей спектра поглощения воды и фундаментальных компонентов биологических жидкостей, в частности крови. Цикл одного измерения по всем зонам не превышает 1 с. Прибор сопряжен с персональной электронно-вычислительной машиной (ПЭВМ) типа PC 386. Выходной информацией прибора является коэффициент пропускания (%) излучения, т.е. отношение светового потока, прошедшего через кювету с исследуемой сывороткой, к световому потоку, прошедшему через кювету с контрольной жидкостью, на выходе чувствительного фотоприемника.The authors propose the following method for the diagnosis of diabetes: a study of blood serum using infrared spectroscopy (IR). To do this, a vein is punctured with a dry needle, blood is drawn into a plastic tube in an amount of 3 ml, the blood is centrifuged for 5-7 minutes at 1500 rpm to obtain serum. Serum in an amount of 20 μl is placed in a cuvette of a special device, which is a single-channel infrared spectrum analyzer operating in the wavelength range of infrared radiation from 3500 to 960 cm ^-1 , divided into narrow zones by band-pass filters, the position and number of which are selected based on the features the absorption spectrum of water and the fundamental components of biological fluids, in particular blood. The cycle of one measurement in all zones does not exceed 1 s. The device is paired with a personal computer (PC) type PC 386. The output information of the device is the transmittance (%) of radiation, i.e. the ratio of the luminous flux passing through the cuvette with the test serum to the luminous flux passing through the cuvette with the control liquid at the output of the sensitive photodetector.

Диагностическим критерием СД при использовании предложенного способа является снижение коэффициента пропускания излучения в диапазоне длин волн 3085-2732 см^-1 ниже диагностического порога 45,4%.The diagnostic criterion for diabetes when using the proposed method is to reduce the transmittance of radiation in the wavelength range of 3085-2732 cm ^-1 below the diagnostic threshold of 45.4%.

Преимуществами способа являются быстрота выполнения исследования и возможность регистрировать нативные свойства всей совокупности различных компонентов сыворотки крови, обеспечивающих биологические функции. Последняя обусловлена способностью метода оценивать особенности структурирования водного компонента биологической жидкости. Таким образом, предложенный способ позволяет оценивать биологическую жидкость как систему в целом, в отличие от других способов диагностики СД, измеряющих количество отдельного компонента крови (глюкозы). The advantages of the method are the speed of the study and the ability to register the native properties of the totality of the various components of the blood serum that provide biological functions. The latter is due to the ability of the method to evaluate the structural features of the aqueous component of a biological fluid. Thus, the proposed method allows to evaluate the biological fluid as a system as a whole, in contrast to other methods for the diagnosis of diabetes, which measure the amount of an individual blood component (glucose).

Клинический пример. Clinical example.

Способом ИКС исследована сыворотка крови 104 больных СД (тип 1 - у 52 больных, тип 2 - у 52 больных; из них мужчин - 35, женщин - 69) в возрасте от 15 до 76 лет. Контрольную группу составили 20 человек, не страдающих сахарным диабетом, сопоставимых с основной группой по возрасту и полу. Using the IR method, the blood serum of 104 patients with diabetes was studied (type 1 in 52 patients, type 2 in 52 patients; of these, 35 were men, 69 were women) aged 15 to 76 years. The control group consisted of 20 people not suffering from diabetes, comparable with the main group by age and gender.

В группе здоровых коэффициент пропускания излучения в диапазоне длин волн 3085-2732 см^-1 в среднем составил 48,4% и колебался в пределах 45,4-51,4%. В группе больных СД средний коэффициент пропускания излучения в указанном диапазоне оказался равным 41,2% и варьировал от 38,8 до 43,6%. Различия в показателях пропускания излучения между двумя группами достоверны (р<0,001). Полученные данные позволили заключить, что при СД отмечаются более низкие показатели пропускания ИК-излучения в диапазоне длин волн 3085-2732 см^-1, чем у здоровых. Таким образом, показатель пропускания ИК-излучения сыворотки крови в этом диапазоне, равный 45,4%, может быть принят за диагностический порог. Снижение коэффициента пропускания ниже указанного порога является признаком СД, что позволяет использовать его для диагностики заболевания.In the healthy group, the transmittance of radiation in the wavelength range of 3085-2732 cm ^-1 averaged 48.4% and ranged from 45.4-51.4%. In the group of patients with diabetes mellitus, the average transmittance of radiation in the indicated range turned out to be 41.2% and varied from 38.8 to 43.6%. The differences in the transmittance of radiation between the two groups are significant (p <0.001). The data obtained allowed us to conclude that with diabetes there are lower transmission rates of infrared radiation in the wavelength range of 3085-2732 cm ^-1 than in healthy ones. Thus, the transmittance of infrared radiation of blood serum in this range, equal to 45.4%, can be taken as a diagnostic threshold. A decrease in transmittance below the specified threshold is a sign of diabetes, which allows it to be used to diagnose the disease.

История болезни 2049 больной М., 66 лет. Пациентка имеет избыточную массу тела (индекс Кетле - 34,0), низкую физическую активность, отягощенную наследственность по СД. Питание нерациональное с избытком насыщенных жиров и простых углеводов. Жалоб не предъявляет. В связи с высоким риском развития СД обследована на предмет выявления заболевания. The medical history of 2049 patient M., 66 years old. The patient has overweight (Quetelet index - 34.0), low physical activity, burdened by heredity for diabetes. Irrational nutrition with an excess of saturated fats and simple carbohydrates. No complaints. Due to the high risk of developing diabetes, it was examined for a disease.

Сыворотка крови исследована способом ИКС по описанной выше методике. Полученные коэффициенты пропускания излучения в целом не отличались от таковых у здоровых, за исключением диапазона длин волн 3085-2732 см^-1, где показатель пропускания был равен 42,3% (ниже 45,4%), что соответствует диагностическому критерию СД.Blood serum was studied by the IR method according to the method described above. The obtained transmittance of radiation as a whole did not differ from those in healthy ones, with the exception of the wavelength range of 3085-2732 cm ^-1 , where the transmittance was 42.3% (below 45.4%), which corresponds to the diagnostic criterion for diabetes mellitus.

Учитывая полученные результаты, проведено рутинное исследование содержания глюкозы в цельной капиллярной крови натощак. Результат - 5,8 ммоль/л - превышал нормальный показатель у здоровых людей, но не соответствовал диагностическим критериям СД, в связи с чем проведено повторное исследование содержания глюкозы в капиллярной крови. Полученный результат (6,0 ммоль/л) также находился в пределах пограничных значений, поэтому проведен пероральный тест толерантности к глюкозе (ПТТГ) с исследованием глюкозы в цельной капиллярной крови по методу, описанному выше. Результаты теста: глюкоза капиллярной крови натощак - 5,7 ммоль/л; глюкоза капиллярной крови через 2 часа после нагрузки глюкозой - 12,0 ммоль/л - подтвердили диагноз СД. Given the results, a routine study of fasting glucose in whole capillary blood was performed. The result - 5.8 mmol / L - exceeded the normal value in healthy people, but did not meet the diagnostic criteria for diabetes, in connection with which a repeated study of the glucose content in capillary blood was carried out. The result obtained (6.0 mmol / L) was also within the boundary values; therefore, an oral glucose tolerance test (PTTG) was conducted with the study of glucose in whole capillary blood according to the method described above. Test results: fasting capillary blood glucose - 5.7 mmol / l; capillary blood glucose 2 hours after glucose loading - 12.0 mmol / l - confirmed the diagnosis of diabetes.

Таким образом, предложенный способ диагностики СД отличается меньшими затратами времени и более высокой точностью по сравнению с уже существующими способами благодаря возможности регистрировать суммарный эффект влияния различных компонентов сыворотки крови на показатели ИК-спектра водного компонента, что позволяет проводить диагностику заболевания в тех случаях, когда обычно используемые методы не дают возможности поставить диагноз. Thus, the proposed method for the diagnosis of diabetes is less time consuming and higher accuracy compared to existing methods due to the ability to record the total effect of various components of blood serum on the IR spectrum of the aqueous component, which allows the diagnosis of the disease in cases where usually the methods used make it impossible to make a diagnosis.

Claims

A method for diagnosing diabetes mellitus, including examining a patient using infrared radiation, characterized in that the blood serum is examined, the transmittance of infrared radiation is determined, and when the transmittance decreases below 45.4% in the range of 3085-2732 cm ^-1, diabetes is diagnosed.