Система лабораторной клинической диагностики инфекций torch-группы
Полезная модель относится к области медицины, а именно к клинической лабораторной диагностике инфекций TORCH-группы и может быть использована для оснащения клинических диагностических лабораторий. Система клинической лабораторной диагностики инфекций TORCH-группы содержит четыре функциональных модуля: преаналитический модуль (пре-АМ), аналитический модуль (АМ), постаналитический модуль (пост-АМ) и вспомогательный модуль (ВМ), причем все указанные модули объединены посредством линий связи, а сама система выполнена с возможностью видеоцифровой регистрации результатов на всех этапах лабораторных исследований, проводимых в аналитическом модуле. При этом пре-АМ обеспечивает получение анамнеза и отбор проб биоматериала; АМ обеспечивает выявление специфических антител возбудителей инфекции TORCH-группы в отобранных пробах биоматериалов, анализ проб с целью качественного/количественного определения одного или одновременно нескольких возбудителей TORCH-группы и регистрацию результатов иммунохимических реакций; пост-АМ обеспечивает сбор, хранение, обработку и автоматизированную передачу результатов анализа, а также постановку окончательного диагноза; а ВМ обеспечивает разработку, производство, испытание, регистрацию и поставку реагентов и технических средств, используемых в преаналитическом, аналитическом и постаналитическом модулях, а также методическое сопровождение клинико-диагностических процессов, осуществляемых в указанных модулях. Полезная модель обеспечивает повышение производительности, аналитической надежности и достоверности клинико-лабораторной диагностики инфекций TORCH-группы при снижении стоимости и сложности анализа. 3 илл., 2 табл.
Полезная модель относится к медицине, в частности, к лабораторной клинической диагностике инфекций TORCH-группы (токсоплазмоза, краснухи, цитомегаловируса, герпеса 1 и 2 типов, а также некоторых других инфекционных заболеваний передающихся половым путем - сифилиса, хламидиоза, листериоза, гепатита B и C и др.) посредством иммунохимического анализа.
Важной особенностью заболеваний группы ТОКСН является частота их ассоциаций: каждое из этих заболеваний реже встречается в одиночку, нередко обнаруживаются смешанные инфекции, вызванные двумя-тремя возбудителями и даже более. В клинике чаще всего наблюдают соединение цитомегаловирусной, хламидийной инфекций и токсоплазмоза в разных вариантах или же случаи, когда к одной из названных инфекций присоединяется еще какой-либо возбудитель вирусной или бактериальной природы. Именно поэтому, наибольшим преимуществом в клинико-лабораторной диагностике инфекций TORCH-группы будут обладать комплексные (комбинированные, мультиплексные) методы, реагенты и технические средства, позволяющие проводить комплексное (одновременное и/или последовательное) обнаружение всех возбудителей этой группы с высокой аналитической надежностью и специфичностью.
В современной клинико-лабораторной практике широко применяются самые разнообразные диагностические тест-наборы, реагенты и технические средства, основанные на принципах иммунохимического анализа (см. патент РФ 
2298795, 2004 г; иммуноферментный набор «ИммуноКомб»; наборы для выявления антител к инфекциям TORCH-группы фирмы 
Euroimmun и Mikrogen (Германия); иммунохимические системы Unicel DXI 800 Access (Beckman Coulter, США); аппаратно-программный комплекс «Эксперт-Лаб»).
Наиболее близким техническим решением является интегрированный модуль оценки здоровья семьи, описанный в патенте РФ 2125829, содержащий блок исследуемого контингента (БИК); акушерско-гинекологический блок (АГБ); блок лабораторной диагностики (БЛД); педиатрический блок (ПБ); стоматологический блок (СБ); компьютерный банк данных (КБД); блок анализа (БА); блок принятия решений (БПР); иммунореабилитационный блок (ИРБ); учебно-методический блок (УМБ). Все блоки функционально объединены. Модуль предназначен для профилактики, диагностики (в частности, инфекций TORCH-группы), лечения и иммунореабилитации контингентов беременная женщина - плод, роженица - плод, родильница - новорожденный, кормящая мать - грудной ребенок, женщина-мать - ребенок 0-15 лет и может быть использован как структура оценки здоровья семьи.
Однако недостатками данного интегрированного модуля являются:
1. Наличие большого количества блоков, не относящихся к лабораторной клинической диагностике инфекций TORCH-группы, что усложняет конструкцию модуля и увеличивает время прохождения диагностики пациента и стоимость анализа.
2. Отсутствие проведения иммунохимических реакций (ИФА, РИФ, ИБ, ИЧ, РМП, РПГА, КРК), оптического детектирования иммунохимических реакций, видеоцифровой регистрации и обработки сигнала.
3. Отсутствие одновременного обнаружения в биоматериале нескольких аналитов, ответственных за протекание одного или нескольких инфекций TORCH-группы;
4. Отсутствие программного обеспечения для качественной и количественной интерпретации результатов иммунохимических реакций, их хранения, обработки и передачи на расстояние, а также управления процессом.
Целью настоящей полезной модели является создание системы клинико-лабораторной диагностики инфекций TORCH-группы (токсоплазмоза, краснухи, цитомегаловируса, герпеса 1 и 2 типов).
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности системы клинико-лабораторной диагностики, аналитической надежности и достоверности клинико-лабораторной диагностики инфекций TORCH-группы, объективизации результатов проведенной диагностики, внесения корректировки в диагностический процесс режиме реального времени
Заявленная система лабораторной клинической диагностики инфекций TORCH-группы включает:
А) Аналитический модуль (АМ), состоящий из блоков:
- блок проведения скрининга (выявление специфических антител возбудителей инфекции TORCH-группы) в отобранных пробах биоматериалов;
- блок аналитического подтверждения класса антител с одновременным, параллельным или последовательным использованием нескольких вариантов иммунохимического метода анализа;
- блок программного обеспечения видеоцифровой регистрации иммунохимических реакций, хранения, количественной и качественной интерпретации аналитической информации, ее передачи на расстояние, мониторинга процесса диагностики, связи с периферией (консультации) по монтажу, эксплуатации, пуско-наладке оборудования, поставке реагентов, управления процессами;
Б) Преаналитический модуль (пре-АМ), состоящий из блоков:
- блок формирования обследуемого на инфекции TORCH-группы контингента;
- блок анкетирования пациента (анамнеза);
- блок отбора проб биоматериала;
В) Постаналитический модуль (пост-АМ), обеспечивающий сбор, хранение, обработку и автоматизированную передачу качественных и количественных результатов анализа, а также постановку на основании лабораторных данных и анамнеза окончательного диагноза и принятие соответствующих решений;
Г) Вспомогательный модуль (ВМ), обеспечивающий клинико-диагностические процессы и состоящий из блоков:
- блок разработки реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования);
- блок производства реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования);
- блок испытания реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования);
- блок регистрации реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования);
- блок поставки реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования);
- блок методического сопровождения;
- блок обучения и маркетинга;
- блок по поставкам и связям с региональными КДЛ и/или международными потребителями.
Все модули и блоки объединены посредством линий связи, а также имеют линии связи с потребителями услуг (лечебно-профилактическими учреждениями (ЛПУ) и с потребителями медицинских товаров и изделий (клинико-диагностическими лабораториями).
Сущность заявленной полезной модели поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - общая схема взаимодействия разработанных четырех модулей системы (аналитического - АМ, преаналитического - пре-АМ, постаналитического - пост-АМ, вспомогательного - ВМ) и их блочного состава.
Фиг. 2 - схема реализация работы предложенной системы с использованием тест-систем «ЭКОлаб», приборов «Диагем-TORCH» и «Эксперт-Лаб-TORCH».
Фиг. 3 - состав и схема взаимодействия модулей и блоков предлагаемой полезной модели,
Расшифровка сокращений используемых на фигурах 1-3.
Скрининг - выявление наличия антител к антигенам возбудителей;
ПО - программное обеспечение;
Диагностика - компьютерная обработка информации об исследованных аналитах и передача лабораторных анализов для постановки окончательного диагноза;
ВЦР - видеоцифровая регистрация.
ИФА - иммуноферментный анализ
РИФ - реакция иммунофлюоресценции
ИБ - иммуноблотинг
РПМ - реакция микропреципитации
РПГА - реакция пассивной агглютинации,
КРК - реакция преципитации
ИЧ - иммуночип
Иммунохимические методы анализа, используемые в блоке аналитического подтверждения представлены на фиг. 2: ИФА, РИФ, ИБ, ИЧ, РПМ, РПГА, КРК - перспективные иммунохимические методы анализа иммуноглобулинов, проводимые посредством соответствующего технического обеспечения с использованием стандартного или разработанного для исследования TORCH-инфекций оборудования «Диагем-TORCH» и АПК «Эксперт-Лаб-TORCH».
Основные технические и эксплуатационные характеристики приборов «Эксперт-Лаб-TORCH» и «Диагем-TORCH»:
1) Аппаратно-программный комплекс АПК «Эксперт-Лаб-TORCH».
Многофункциональная регистрирующая система на основе компьютера и сканера высокого разрешения в сочетании с программным обеспечением позволяет проводить с помощью одного устройства объективизацию, интерпретацию и документирование результатов различных иммунохимических исследований. Специализирован для обнаружения специфических антител инфекций TORCH-группы с использованием 6 вариантов иммунохимического метода анализа: ИФА, ИБ, РМП, РПГА, ИЧ, и RPR. Предназначен для количественной автоматической регистрации результатов иммуноферментных анализов, проводимых в 96-луночных плоскодонных планшетах или стрипах. Изображение лунок планшета вводится в компьютер со сканирующего блока или в виде файлов, записанных ранее. В режиме ИФА_анализа позволяет выдать результаты реакции в каждой лунке планшета в виде значений оптической плотности или единиц концентрации (при наличии калибраторов). Результаты анализа распечатываются на принтере и/или сохраняются в памяти компьютера. Прибор регистрирует результаты всех типов ИФА анализов: - измерение оптической плотности; - измерение концентрации аналитов по калибровочным кривым; - измерения в пороговом режиме («cut-off»).
Для регистрации результатов какого-либо теста необходимо установить планшет после проведенной реакции в сканер, затем открыть соответствующую тесту программу, выбрать нужную методику анализа и нажать кнопку ввода изображения. Сканер получит и передаст изображение объекта в компьютер. После ввода изображения программа обеспечит его количественную обработку и интерпретацию результата, согласно существующим стандартам. Программное обеспечение адаптировано к тестам и наборам производимым ЗАО «ЭКОлаб».
2) Биочип-анализатор «Диагем-TORCH».
Предназначен для проведения иммунохимических клинических лабораторных исследований: определение маркеров инфекционных заболеваний (инфекций TORCH-группы) в биологических образцах (цельная кровь, плазма, сыворотка, образцы крови, высушенной на фильтровальной бумаге.
Принцип анализа: твердофазный мультиплексный микроанализ (иммуночипы) в формате 96-луночного планшета. Выявление маркеров с помощью специфических биотинилированных реагентов и универсального проявляющего реагента стрептавидина, маркированного фосфоресцентным метчиком. Регистрация сигнала фосфоресценции при сканировании дна лунок микропланшета.
Технические характеристики:
1. Время сканирования 96 луночного микропланшета, мин. - 18;
2. Пространственное разрешение, мм - 0,05;
3. Режим временного разрешения фосфоресценции:
3.1 Время задержки, 10-6 с - 20-400;
3.2 Время регистрации строба эмиссии, 10-6 с - 40-1000;
4. Длина волны возбуждения, нм - 375;
5. Длина волны регистрации, нм - 615, 645, 665;
6. Чувствительность, молекул метчика/мкм - 1.
Дополнительные опции:
1. Регистрация люминесценции ионов европия в объеме пробы в режиме временного разрешения:
1.1 Время сканирования 96-луночного планшета, мин. - 2;
1.2 Время задержки, 10 -6 с - 400;
1.3 Время регистрации строба эмиссии, 10-6 с - 400;
1.4 Длина волны возбуждения, нм - 365;
1.5 Длина волны регистрации, нм - 615;
1.6 Чувствительность, молекул метчика/мкм 2 - 1-3;
2. Регистрация флуоресценции в объеме пробы:
2.1 Время сканирования 96-луночного микропланшета, мин. - 2;
2.2 Длина волны возбуждения, нм - 365;
2.3 Длины волн регистрации, нм - 435, 480.
Разработчик: ЗАО «Иммуноскан».
Работа заявленной системы складывается из совокупности клинических и лабораторных исследований, их материального и организационного обеспечения.
Лабораторные исследования инициируются направлением врача-клинициста, к которому обратился соответствующий пациент. При этом преаналитический модуль (пре-АМ) обеспечивает регистрацию направления в амбулаторной карте или истории болезни пациента, и в соответствии с ним отбор пробы крови для получения из нее сыворотки (плазмы) или сухих пятен крови, которые затем исследуются в лаборатории. Лабораторное исследование полученных в преаналитическом модуле (пре-АМ) образцов обеспечивается аналитическим модулем (АМ), где после отбора, поставки, регистрации и подготовки пробы биоматериала к аналитическому испытанию, осуществляется выбранный иммунохимический метод определения искомого аналита (наличия и содержания антител класса G или M к соответствующим антигенам искомых возбудителей). На основании полученных в аналитическом модуле (АМ) лабораторных данных и полученного в преаналитическом модуле (пре-АМ) анамнеза постаналитический модуль (пост-АМ) обеспечивает постановку окончательного диагноза и принятие соответствующих решений. Вспомогательный модуль (ВМ) обеспечивает разработку, производство, испытание, регистрацию и поставку реагентов (тест-наборов) и технических средств (аналитического, программного и вспомогательного оборудования), используемых в вышеуказанных преаналитическом, аналитическом и постаналитическом модулях, а также методическое сопровождение клинико-диагностических процессов, осуществляемых в вышеуказанных модулях.
Как видно из представленной на фиг. 2 схемы, врач-лаборант может использовать любой из семи разработанных иммунохимических методов анализа (ИЧ, РИФ, ИФА, ИБ, РПГА, РМП, КРК), параллельные или последовательные их комбинации. Перечень разработанных иммунохимических реагентов (тест-наборов) приведен в Табл. 1.
Исследования, как правило, начинаются со скрининговых методов, причем в качестве диагностических средств используются наборы реагентов на основе мультитестовых ИЧ для определения lgG и lgM антител (Примеры 1, 2).
При отрицательной реакции соответствующего мультитестового ИЧ на наличие lgG и lgM антител, пациент подвергается повторному обследованию с использованием мультитестового ИЧ через 2 недели; при отрицательном результате повторного обследования пациент считается интактным относительно инфекций группы TORCH.
При положительной реакции мультитестовых ИЧ образец исследуется далее с использованием монотестовых ИЧ для подтверждения результатов скринингового исследования.
При положительной реакции монотестового ИЧ на токсоплазмоз, или краснуху, или ЦМВ, или ВПГ целью дальнейших исследований становится определение класса выделенных антител - IgM или IgG с использованием ИФА или РИФ.
При этом выявление IgM-антител является снованием для выдачи заключения об остротекущей инфекции (первичной инфекции, или реинфекции, или обострении хронического процесса); выявление только IgG-антител требует последующего определения их авидности и динамики содержания (интервал взятия проб крови - 2 недели). Наличие во всех пробах высокоавидных IgG-антител при постоянном их содержании позволяет говорить о перенесенной ранее инфекции или вакцинации, т.е. об отсутствии активно текущего процесса. Выявление низкоавидных IgG-антител и (или) не менее чем двукратное увеличение содержания IgG-антител в крови является свидетельством активно развивающегося инфекционного процесса.
При невозможности однозначной интерпретации результатов, получаемых в ИФА и/или РИФ, проводится дополнительное исследование с помощью ИБ, результаты которого используются, в этом случае, для окончательного лабораторного подтверждения и последующего диагноза.
Пример 1 (поясняется схемой приведенной на фиг. 4.)
Женщина 25 лет, планирующая беременность; обращение в женскую консультацию.
В анамнезе нет указаний на краснуху, токсоплазмоз, ЦМВИ, сифилис, а также на лихорадочные состояния неопределенного происхождения. Есть указания на перенесенный ранее Herpes labialis.
Направляется на обследование для выявления скрытого течения указанных инфекций.
Отбор проб крови амбулаторно.
Пробы проходят скрининг с использованием мультитестовых ИЧ на IgM- и IgG-антитела. Исследование дает отрицательный результат. Через две недели его повторяют. Результат также отрицательный.
Заключение: пациентка здорова, противопоказаний для беременности нет, при наступлении беременности необходимо регулярное повторение проведенного обследования.
Пример 2 (поясняется схемой приведенной на фиг. 5)
Женщина 25 лет, планирующая беременность; обращение в женскую консультацию.
В анамнезе нет определенных указаний на краснуху, токсоплазмоз, ЦМВИ, сифилис. Есть указания на лихорадочные состояния неопределенного происхождения и на перенесенный ранее Herpes labialis.
Направляется на обследование для выявления скрытого течения указанных инфекций.
Отбор проб крови амбулаторно.
Пробы проходят скрининг с использованием мультитестовых ИЧ. Результат исследования на IgM-антитела отрицательный, на IgG-антитела положительный.
Проводятся дополнительные скрининговые исследования с монотестовыми ИЧ на IgG-антитела. Получен положительный результат на IgG-антитела к вирусу краснухи, Toxoplasma gondii, ЦМВ и ВПГ-1.
Пациентка обследуется повторно через 2 недели - методом ИФА исследуются пробы, взятые при первичном и повторном обследовании, для определения динамики авидности и содержания IgG-антител к указанным возбудителям. В обеих пробах определены высокоавидные антитела, их содержание за 2 недели не изменилось.
Заключение: пациентка в прошлом перенесла краснуху, токсоплазмоз, ЦМВИ, инфицирование ВПГ-1; в настоящее время активных инфекционных процессов нет, противопоказаний для беременности нет, при наступлении беременности необходим регулярный контроль на появление IgM-антител к Toxoplasma gondii, ЦМВ, и ВПГ (обоих типов) с использованием соответствующих монотестовых ИЧ.
Особенностью предлагаемой системы является использование на всех этапах лабораторных исследований - от скрининга с помощью ИЧ или РМП до подтверждающих исследований с помощью ИФА, РИФ и ИБ - видеоцифровой регистрации результатов, т.е. документирование каждого проведенного исследования электронной версией фактической картины реакции, полученной в нем, а также ее обработки и ее интерпретации. Как технические средства указанной регистрации, используется аналитическое оборудование Эксперт-Лаб-TORCH, «Диагем-TORCH» и адаптированное для соответствующих диагностических наборов программное обеспечение (фиг. 1 и 2). Благодаря этому система достоверно и объективно регистрирует результаты лабораторных исследований, что обеспечивает их корректную интерпретацию в диагностической практике.
Лабораторное исследование завершается передачей полученной информации (электронных документов с результатами всех проведенных исследований) в соответствующее медицинское учреждение для постановки окончательного диагноза. Электронные документы образуют банк данных, информация из которого может быть при необходимости передана в любое иное медицинское учреждение для консультаций, повторного анализа данных, полученных при обследовании конкретных пациентов, получения и анализа сводной информации по наблюдаемым контингентам населения.
| Таблица 1. | |||||
| Перечень разработанных тест-систем (диагностических наборов для обнаружения инфекций TORCH-группы) входящих в состав системы лабораторной клинической диагностики инфекций TORCH-группы | |||||
| п/п | Метод | Возбудитель | Аналит | Рег. удостоверения | Дата |
| 1 | ИФА | Токсо | IgM | ФСР 2011/12068 | 30.09.2011 |
| 2 | ИФА | Токсо | IgG | ФСР 2011/12071 | 30.09.2011 |
| 3 | ИФА | Краснуха | IgM | ФСР 2012/13239 | 20.03.2012 |
| 4 | ИФА | Краснуха | IgG | ФСР 2010/08229 | 07.07.2010 |
| 5 | ИФА | ЦМВ | IgM | ФСР 2007/01444 | 17.12.2007 |
| 6 | ИФА | ЦМВ | IgG | ФСР 2008/03911 | 29.12.2008 |
| 7 | ИФА | ВПГ-1,2 | IgM | ФСР 2007/01443 | 17.12.2007 |
| 8 | ИФА | ВПГ-1 | IgG | ФСР 2011/11321 | 15.01.2011 |
| 9 | ИФА | ВПГ-2 | IgG | ФСР 2009/06108 | 25.11 2010 |
| 10 | ИФА | антиТоксо | IgG-авидность | ФСР 2011/12217 | 03.11.2011 |
| 11 | ИФА | антиКраснуха | IgG-авидность | ФСР 2011/12217 | 03.11.2011 |
| 12 | ИФА | антиЦМВ | IgG-авидность | ФСР 2011/12217 | 03.11.2011 |
| 13 | ИФА | антиВПГ-1,2 | IgG-авидность | ФСР 2011/12214 | 03.11.2011 |
| 14 | РИФ | Токсо Флюороген | IgG | испытания |  |
| 15 | РИФ | ЦМВ-Флюороген | IgG | разработка | |
| 16 | РИФ | ВПГ-1 Флюороген | IgG | испытания | |
| 17 | РИФ | ВПГ-2 Флюороген | IgG | разработка | |
| 18 | ИБ | Блот-Токсо | IgG | разработка | |
| 19 | ИБ | Блот-Краснуха | IgG | разработка | |
| 20 | ИБ | Блот-ЦМВ | IgG | разработка | |
| 21 | ИБ | Блот-ВПГ-1,2 | IgG | разработка | |
| 22 | ИФА | антиПаллидум-о | IgM, IgG | ФСР 2009/05560 | 20.08.2009 |
| 23 | ИФА | антиПаллидум | IgG | ФСР 2009/03536 | 29.10.2008 |
| 24 | ИФА | антиПаллидум | IgM | ФСР 2010/05926 | 01.03.2010 |
| 25 | РИФ | антиПалл-Флюор | IgM | РЗН 2013/247 | 28.02.2013 |
| 26 | РИФ | антиПалл-Флюор | IgG | РЗН 2013/247 | 28.02.2013 |
| 27 | ИБ | Лайн-Блот-Сифилис | антитела | ФСР 2010/06925 | 01.03.2010 |
| 28 | РПГА | Сифилис-РПГА - тест | антитела | ФСР 2010/06926 | 07.07.2010 |
| 29 | РМП | Сифилис-VDRL - тест | антитела | ФСР 2012/13075 | 10.02.2012 |
| 30 | RPR | Сифилис-RPR - тест | антитела | ФСР 2007/00406 | 16.01.2007 |
| 31 | ИЧ | Токсо | lgC, lgM | испытания | |
| 32 | ИЧ | Краснуха | lgG, lgM | испытания | |
| 33 | ИЧ | ЦМВ | lgC, lgM | испытания | |
| 34 | ИЧ | ВПГ-1 и 2 | lgC, lgM | разработка | |
| 35 | ИЧ | Сифилис | lgG, lgM | испытания | |
| 36 | ИЧ | TORCH-5 | IgG | разработка | |
| 37 | ИЧ | TORCH-5 | IgM | разработка | |
Система лабораторной клинической диагностики инфекций TORCH-группы, отличающаяся тем, что состоит из четырех модулей:
- преаналитического модуля, обеспечивающего получение анамнеза и отбор проб биоматериала;
- аналитического модуля, обеспечивающего выявление специфических антител возбудителей инфекции TORCH-группы в отобранных пробах биоматериалов, анализ проб с целью качественного/количественного определения одного или одновременно нескольких возбудителей TORCH-группы и регистрацию результатов иммунохимических реакций;
- постаналитического модуля, обеспечивающего сбор, хранение, обработку и автоматизированную передачу результатов анализа, а также постановку окончательного диагноза;
- вспомогательного модуля, обеспечивающего разработку, производство, испытание, регистрацию и поставку реагентов и технических средств, используемых в преаналитическом, аналитическом и постаналитическом модулях, а также методическое сопровождение клинико-диагностических процессов, осуществляемых в указанных модулях, причем все указанные модули объединены посредством линий связи, а сама система выполнена с возможностью видеоцифровой регистрации результатов на всех этапах лабораторных исследований, проводимых в аналитическом модуле.
