Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка портативного устройства для мультипараметрического контроля функциональных свойств систем свертывания крови человека

Докладчик: Лифшиц Галина Израилевна

Должность: заведующая лабораторией, д.м.н., проф.

Цель проекта:
Разработка и апробация прототипа аппаратно-программного комплекса, выполненного в формате портативного устройства со сменными картриджами, который позволяет в домашних условиях с небольшого количества крови оценивать в динамике состояние коагуляционной и тромбоцитарной систем гемостаза, а также осуществлять оперативную связь пациента с лечащим врачом и таким образом повышать качество жизни широкого круга пациентов с высоким риском артериальных и венозных тромбозов, проходящих длительное лечение или профилактику.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Ожидаемые результаты, характеристики результатов
1. Будет создана технология определения агрегации тромбоцитов в цельной крови методом импеданса. Созданная технология позволит разработать картридж для определения агрегации тромбоцитов в образцах цельной крови с помощью разрабатываемого АПК.
2. Будет разработан алгоритм мониторинга показателей системы свертываемости крови пациента в рамках программного обеспечения «Система поддержки принятия решений». Созданный алгоритм программного обеспечения позволит в полной мере реализовать полный цикл подбора лекарственной терапии для пациента на основании результатов анализа показателей системы свертываемости крови. Разработанная программа на основе созданного алгоритма позволит оценивать динамику состояния пациента, осуществлять поддержку принятия решений врачом, определять негативную динамику состояния пациента, информировать лечащего врача об экстренных ситуациях.
3. Будет создан экспериментальный образец АПК, состоящий из анализатора, в состав которого будет входить измерительный блок, коммуникационный блок, адаптер для картриджа, картридж для определения МНО, картридж для определения агрегации тромбоцитов и программное обеспечение. Созданный АПК позволит определять параметры свертываемости в цельной крови (МНО и индуцированную агрегацию тромбоцитов) с возможностью дистанционного мониторинга изменения анализируемых показателей. Встроенное программное обеспечение обеспечит получение, обработку, передачу данных с анализатора в АРМ врача для круглосуточного доступа врача к результатам анализа пациента. АПК позволит продемонстрировать разработанный алгоритм и аппаратные решения в действии и подтвердить заявленные технические характеристики, что позволит разработать рекомендации по применению АПК и проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка портативного устройства, предназначенного для мультипараметрического исследования системы свертывания крови и агрегации тромбоцитов. Технический проект».
4. Будут разработаны рекомендации по применению АПК для пациентов с полиморфными вариантами генов ферментов метаболизма лекарств. Разработанные рекомендации по подбору лекарственной терапии с помощью АПК позволят осуществлять полный цикл подбора адекватной терапии пациентам с различным статусом системы метаболизма лекарственных препаратов.
5. Патентное исследование. Выполненное патентное исследование по профильной теме позволит определить патентную чистоту разрабатываемых технологий, решений, алгоритмов для дальнейшего оформления патентных заявок.

3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик и решений
1. Разработка технологии определения агрегации тромбоцитов в цельной крови методом оптической трансмиссии с целью последующего создания прототипа портативного аппаратно-программного комплекса для динамической оценки состояния тромбоцитарной систем гемостаза. Для решения поставленной задачи будут созданы специальные реагенты, позволяющие детектировать агрегацию тромбоцитов в цельной крови без проведения специальной пробоподготовки импедансным методом. Данный подход позволит миниатюризировать габариты анализатора и картриджа, а также получать надежные результаты измерений, сопоставимые с референсными методами (турбидиметрия). Будет создано техническое решение импедансного модуля. Разработанные решения лягут в основу технических решений составных частей АПК.
2. Разработка алгоритма подбора индивидуальной лекарственной терапии, с помощью АПК, пациентов на основании накопленных данных о функционировании систем гемостаза и генетических полиморфизмах в генах ферментах, ответственных за метаболизм лекарств специфической терапии. Для решения поставленной задачи будет проведено генотипирование здоровых доноров и пациентов, принимающих антиагрегантную и/или антитромботическую терапию, с оценкой частот встречаемости полиморфных вариантов генов CYP2C19, ABCB1 и CYP2C9. Далее будут созданы когорты пациентов с различным генетическим статусом по генам метаболизма антиагрегантов и антикоагулянтов. Будет проведен динамический анализ состояния системы гемостаза с использованием разрабатываемого АПК и референсных методов, на основании накопленных данных будут разработаны алгоритмы подбора индивидуальной лекарственной терапии для различных групп пациентов.
3.Создание принципиальных реализации дизайна картриджей для определения МНО и агрегации тромбоцитов. Структура картриджа будет создана таким образом, чтобы осуществлять направленный поток образца крови по элементам картриджа, обеспечивать эффективное взаимодействие со специальными реагентами, которые будут активировать, осуществлять равномерное перемешивание смеси для последующего образования детектируемого сгустка крови в реакционной ячейке.

4.Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.

В настоящее время измерение параметров свертываемости крови осуществляют, в основном, в условиях клинических лабораторий. Золотым стандартом исследований агрегации тромбоцитов является турбидиметрический метод, основанный на регистрации изменения светопропускания богатой тромбоцитами плазмы после добавления индуктора агрегации. Примерами агрегометров являются двухканальный лазерный анализатор агрегации тромбоцитов, счетчик «230LA» (НПФ Биола, Белоруссия), и чиповый экспресс-анализатор, «VerifyNow» (Accumetrics, США). Наибольший интерес в плане технического прогресса представляет последний прибор, в котором агрегация тромбоцитов определяется в одноразовых картриджах, имеющих реакционные и контрольные ячейки. Каждый чип определяет агрегацию тромбоцитов, инициализированную одним видом индуктора. Таким образом, для определения агрегации тромбоцитов различными индукторами необходимо один образец крови проанализировать на трех видах чипов. Несомненными преимуществами «VerifyNow» по сравнению с Биолой 230LA являются полуавтоматический режим выполнения анализа и возможность использования прибора «на месте» или «прикроватно». Для определения МНО на рынке представлены два аппаратных решения: «Тромбодинамика» (ООО «Гемакор», Россия) и «CoaguCheck» (Roche, Германия). В основе принципа действия прибора «Тромбодинамика» лежит формирование тромба на искусственном аналоге мембраны клеток, содержащей правильно ориентированный тканевой фактор свертывания крови (тромбопластин). Из образца венозной крови пациента предварительно готовят плазму, которую затем вносят в измерительную кювету с двумя каналами. Реакция свертывания крови запускается введением «гребенки», с нанесенной на нее фактором свертывания крови. Рост фибринового сгустка фиксируется в режиме реального времени видеокамерой. Недостатками этого решения являются наличие стадии пробоподготовки образца и неунифицированность получаемых результатов анализа. Более удобным решением для измерения МНО является портативный коагулометр «CoaguCheck» производства «Roche», Германия. Прибор подходит для самостоятельного применения пациентом в домашних условиях, прост в использовании, подходит для образцов капиллярной крови. Однако, высокая стоимость устройства (33 тыс.руб.) и сменных тест-полосок (200 руб./шт.) делает его недоступным для большинства российских пациентов. Все перечисленные устройства используются для определения функциональной активности только одной из систем гемостаза (коагуляционной или тромбоцитарной), что очень неудобно для специализированных медицинских учреждений, которым необходимо анализировать различные параметры свертываемости крови разным пациентам. Полученные результаты анализа поступают врачу с задержкой, что делает невозможным актуальную оценку состояния больного и своевременную коррекцию медикаментозной терапии во избежание возникновения опасных побочных эффектов лекарств. Проведение генетического анализа пациентам при назначении терапии применяется редко. Таким образом, требуются современное, доступное, индивидуальное решение для определения параметров обоих систем свертываемости крови, которое позволит врачу осуществлять дистанционный мониторинг за состоянием пациента с заболеванием сердечно-сосудистой системы, находящимся на медикаментозной антиагрегантной/антикоагулянтной терапии, сопровождать назначение эффективной и безопасной лекарственной терапии и обеспечивать возможность ее своевременной коррекции. Такое решение позволит кардинально повысить эффективность лечения и профилактики осложнений тромботических заболеваний.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Область применения: лабораторная экспресс диагностика, дистанционная медицина.
Проект находится в перспективном тренде дистанционной медицины: применения ИТ-технологий с целью повышения качества и доступности медицинской помощи. Разрабатываемый АПК представляет собой современное межотраслевое решение науки, техники и программирования.Созданный продукт по своим характеристикам превзойдет своих ближайших зарубежных и российских аналогов: «Биола», НПФ «Биола», Белоруссия; «VerifyNow», Accumetrics, США; «CoaguCheck», Roche, Германия; «Тромбодинамика», ООО «Гемакор», Россия, за счет комплексного подхода к оценке сразу нескольких основных показателей состояния системы гемостаза в режиме реального времени, а также учета информации о генетическом статусе пациентов - полиморфизмах в генах, ответственных за метаболизм лекарственных препаратах, с возможностью круглосуточного дистанционного доступа врача с актуальным анализам пациента. На основании результатов анализа, полученного с использованием разрабатываемого прибора, врачебным персоналом будет приниматься решение о корректировке дозы, назначении или отмене лекарственной терапии для профилактики тромбообразований и предотвращения кровотечений у пациентов с различными сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Внедрение результатов проекта позволит сократить время пребывания пациентов в стационаре, снизить количество тяжелых осложнений, приводящих к повторной госпитализации, повысить эффективность лекарственной терапии антикоагулянтами и антитромбическими препаратами. Дистанционность оказываемой медицинской помощи позволит снизить нагрузку на лечебные учреждения, а возможность простого самоконтроля лечения и его эффективности - повысить комплаентность (приверженность) больных лекарственной терапии.Оцениваемое минимальное количество пациентов, ежегодно проходящих терапию антикоагулянтами/антитромбическими препаратами, составляет 500 тыс. (оценку произвели по косвенному показателю: количество производимых операций на сердце и сосудах в год: http://www.gks.ru/bgd/regl/b13_13/IssWWW.exe/Stg/d2/08-09.htm). Оцениваемая ежегодная потребность отечественного здравоохранения в устройствах в разрабатываемых портативных устройствах для мультипараметрического контроля функциональных свойств систем свертывания крови человека составляет от 300 до 700 АПК в год (более точная оценка будет проведена в процессе реализации проекта).
Обеспечение социальноэкономических эффектов от использования продукции должно быть обеспечено следующими факторами:
- выполнение ОКР по разработке технологии производства «Портативное устройство для мультипараметрического контроля функциональных свойств систем свертывания крови человека», дальнейшая организация производства продукта и его сертификация;
- пилотная апробация разработанного продукта на базе профильных медицинских учреждений или отделений, проведение всесторонней оценки его эффективности;
- разработка и принятие методических указаний для ЛПУ по применению разработанного продукта для лечения пациентов с патологиями системы свертываемости крови;
- создание благоприятных нормативных условий для внедрения телемедицинских продуктов в ЛПУ;
- введение в тарифы ОМС медицинских услуг по дистанционному контролю/мониторингу лекарственной терапии антикоагулянтами/антитромбическими препаратами.
Составные части разрабатываемого АПК, как и сам комплекс в целом, обладают потенциалом патентования.

Текущие результаты проекта:
Подготовлен отчёт о патентных исследованиях.
Разработаны технические требования на разработку программного обеспечения (ПО) для разрабатываемого АПК.
Разработана лабораторная методика 1 тестирования специальных реагентов для активации агрегации тромбоцитов.
Проведены испытания специальных реагентов для активации агрегации тромбоцитов по лабораторной методике 1.
Разработана лабораторная методика 2 тестирования специальных реагентов для определения МНО.
Разработаны лабораторные регламенты функционализации картриджа для определения агрегации тромбоцитов с помощью активаторов №1, №2, №3.
Разработаны программные документации на экспериментальные образцы ПО анализатора и автоматическое рабочее место врача (АРМ) врача.
Программа и методики технических испытаний экспериментальных образцов ПО анализатора и АРМ врача.
Проведены технические испытания экспериментальных образцов ПО анализатора и АРМ врача.
Подготовлена и принята в печать статья в журнал «Кардиология» по теме: «Сравнение эмпирического и фамакогенетического подхода в оценке эффективности антикоагулянтной терапии: особенности пациентов Западной Сибири»