Дипломная (вкр): Исследование геморгамм больных сепсисом

Исследование геморгамм больных сепсисом

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра общей физики и информационных систем

Допустить к защите в ГАК

Заведующий кафедрой

д-р техн. наук, профессор

_______________Н. М. Богатов

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

исследование геморгамм больных сепсисом

Работу выполнил Александрова Анастасия Олеговна

Специальность 200402 - Инженерное дело в медико-биологической практике Научный руководитель

канд. физ.-мат. наук, доцент С. А. Онищук

Нормоконтролёр инженер В.Ф. Савченко

Краснодар 2015

РЕФЕРАТ

Дипломная работа 63 стр., 14 рис., 13 табл., 19 источников

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕМОГРАММ БОЛЬНЫХ СЕПСИСОМ

СЕПСИС, КРОВЬ, ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, КОРРЕЛЯЦИЯ, ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ, КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ, ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ, ROC АНАЛИЗ.

Объектом разработки данной дипломной работы является заболевание сепсис и исследование гемограмм с этим заболеванием.

Исследование химического состава крови и ее анализов широко используется для диагностики заболеваний и контроля над лечением.

Целью работы является изучение динамики процессов в крови, а также установление зависимости показателей газов крови и математически-статистический анализ этих данных.

В результате выполнения дипломной работы в теоретической части нашего исследования, мы изучили основные понятия и определения. Также произведена работа по математически-статистическому анализу гемограмм больного сепсисом, на основе сравнительного статистического анализа корреляции, факторного анализа, кластерного анализа и ROC анализа гематологических показателей.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение

1. Гематология сепсиса

1.1 Форменные элементы крови

1.1.1 Эритроциты

.1.2 Тромбоциты

.1.3 Лейкоциты

1.2 Плазма крови

1.2.1 Белковые компоненты плазмы крови

.2.2 Небелковые компоненты плазмы крови

.2.3 Характеристика отдельных белковых фракций

1.3 Сепсис

1.3.1 Этиология и патогенез

.3.2 Патологическая анатомия

.3.3 Сепсис крови

2. Методы исследования

2.1 Кислород и двуокись углерода (углекислый газ)

.2 Анализ газов крови. Данные пациента

3. Исследование газов крови

3.1 Корреляционный анализ

.2 Факторный анализ

.3 Кластерный анализ

.4 ROC-анализ

Заключение

Список использованных источников

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ПОН        Синдром полиорганной недостаточности

АД           Артериальное давление

СОЭ         Скорость оседания эритроцитов

SIRS         Systemic inflammatory response syndrome (синдром системного воспалительного процесса)

ИЛ           Интерлейкины

Er             Эритроциты

Hb (ctHb) Гемоглобин

pH            Кислотно-щелочной балансHb        Оксигемоглобин Сатурация                          Карбоксигемоглобин    Дезоксигемоглобин     Метгемоглобин

с.НСОЗ    Бикарбонат (щелочь).c  Общ. к-я кислорода в крови, включая раств-ый в плазме.c            Сродство гемоглобина к кислороду

ROC         Receiver Operating Characteristic (функциональные характеристики приемника)

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении десятилетий смертность при их генерализированных формах - тяжелом сепсисе и септическом шоке, устойчиво не снижается, а, напротив, имеет тенденцию к увеличению. Именно высокие показатели летальности превращают сепсис в серьезную медицинскую проблему.

Отсутствие снижения летальности у пациентов с тяжелыми формами госпитальных инфекций в условиях применения современных медицинских технологий предполагает наличие гносеологического тупика. В этой связи, закономерно возникает целый ряд вопросов, который и будет являться предметом изучения данной дипломной работы. Какова динамика гематологических показателей? Что происходит с газами крови при наличии этого заболевания? Сколько факторов можно будет выявить? Будут ли показатели иметь общие тенденции зависимости? Частью работы будет являться изучение показателей, обработка данных при помощи анализов по значениям газов крови больных сепсисом с целью изучения их поведения при протекании этого заболевания и выявления зависимостей.

Несомненным достоинством дипломной работы является ее практическая направленность, так как основные рассматриваемые задачи могут использоваться как дополнение к рекомендации по алгоритмам диагностики, профилактики и комплексной терапии.

Задачи дипломной работы сводятся к изучению понятий и методов, которые понадобятся для рассмотрения наиболее важных и необходимых вопросов, а также для осуществления дальнейших исследований, построения зависимостей показателей газов крови и их анализов.

1. Гематология сепсиса

1.1    Форменные элементы крови

Эритроциты, или красные кровяные диски, впервые обнаружил в крови лягушки Мальпиги. В крови человека эритроциты имеют преимущественно форму двояковогнутого диска. Поверхность диска в 1,7 раза больше, чем поверхность тела такого же объема, но сферической формы; при этом диск умеренно изменяется без растяжения мембраны клетки. Несомненно, форма двояковогнутого диска, увеличивая поверхность эритроцита, обеспечивает транспорт большего количества различных веществ. Кроме того, такая форма позволяет эритроцитам закрепляться в фибриновой сети при образовании тромба. Но главное преимущество заключается в том, что форма двояковогнутого диска обеспечивает прохождение эритроцита через капилляры. При этом эритроцит перекручивается в узкой средней части, его содержимое из более широкого конца перетекает к центру, благодаря чему эритроцит свободно входит в узкий капилляр. Форма эритроцитов здоровых людей весьма вариабельна - от двояковогнутой линзы до тутовой ягоды.

Эритроцит окружен плазматической мембраной, структура которой мало отличается от таковой других клеток. Наряду с тем, что мембрана эритроцита проницаема для катионов Na+ и К+, она особенно хорошо пропускает О2, СО2, Сl- и HCO3-. Цитоскелет в виде проходящих через клетку трубочек и микрофиламентов в эритроците отсутствует, что придает ему эластичность и деформируемость - столь необходимые свойства при прохождении через узкие капилляры.

Размеры эритроцита весьма изменчивы, но в большинстве случаев их диаметр равен 7,5-8,3 мкм, толщина - 2,1 мкм.

В норме число эритроцитов у мужчин равно 4-5*1012/л, или 4 000 000 - 5 000 000 в 1 мкл. У женщин число эритроцитов меньше и, как правило, не превышает 4,5*1012/л. При беременности число эритроцитов может снижаться до 3,5-1012/л и даже до 3,0*1012 /л, и это многие исследователи считают нормой.

Основной функцией эритроцитов является перенос углекислого газа и кислорода. Также они выполняют защитную функцию - эритроциты доставляют необходимые питательные вещества в клетки организма, переносят антитела и связывают токсины, поддерживают кислотно-основное равновесие в крови человека. Эритроциты живут в среднем около 4 месяцев; на смену старым приходят ретикулоциты - молодые эритроциты в крови. Норма их содержания составляет около 0,3-1,2% общего количества эритроцитов. Старые эритроциты уничтожаются в селезенке. Эритроциты в крови (норма) зависят от пола и возраста человека. Приведем данные по норме их содержания:

•Женщины - (3,7-4,7) х 10*12 г/л;

•Мужчины - (4,0-5,5) х 10*12 г/л;

•Новорожденные - (3,9-5,5) х 10*12 г/л;

•Дети 2-месячного возраста - (2,7-4,9) х 10*12 г/л;

•Дети в возрасте от 6 до 12 лет - (4,0-5,2) х 10*12 г/л.

Изменения уровня эритроцитов в крови может свидетельствовать об изменении состояния человека и о процессах, происходящих в его организме.

Любое изменение в уровне содержания эритроцитов в крови является признаком каких-либо изменений в организме, потому необходимо регулярно проводить исследования крови и выявлять начинающиеся заболевания. При различных заболеваниях количество эритроцитов может уменьшаться. Подобное состояние носит название «эритропения» и часто сопутствует малокровию или анемии. Увеличение числа эритроцитов обозначается как «эритроцитоз».

Главная их функция - транспорт газов: перенос О2 и СО2. Он возможен благодаря большому содержанию гемоглобина и высокой активности фермента карбоангидразы.

Зрелые эритроциты не имеют ядер, рибосом, митохондрий, лизосом. Поэтому обмен эритроцитов имеет ряд особенностей. В зрелых эритроцитах не идут реакции биосинтеза белков. Образование энергии - только путем гликолиза, субстрат - только глюкоза. В эритроцитах существуют механизмы предохранения гемоглобина от окисления. Активно протекает ГМФ-путь распада глюкозы, дающий НАДФ.H2.

1.1.2 Тромбоциты

Тромбоциты - форменные элементы крови, участвующие в обеспечении гемостаза. Это мелкие безъядерные клетки, овальной или округлой формы; их диаметр 2-4 мкм. Образуются тромбоциты в костном мозге из мегакариоцитов. В спокойном состоянии (в кровотоке) тромбоциты имеют дисковидную форму. При активации они приобретают сферическую форму и образуют специальные выросты (псевдоподии). С помощью подобных выростов кровяные пластинки могут соединяться друг с другом (агрегировать) и прилипать к поврежденной сосудистой стенке (способность к адгезии).

Тромбоциты обладают свойством выбрасывать при стимуляции содержимое своих гранул, в которых содержатся факторы свертывания, фермент пероксидаза, серотонин, ионы кальция - Са2*, аденозиндифосфат (АДФ), фактор Виллебранда, тромбоцитарный фибриноген, фактор роста тромбоцитов. Некоторые факторы свертывания, антикоагулянты и другие вещества тромбоциты могут переносить на своей поверхности. Свойства тромбоцитов, взаимодействующих с компонентами стенок сосудов, позволяют образовывать временный сгусток и обеспечивать остановку кровотечения в мелких сосудах (тромбоцитарно-сосудистый гемостаз).

Главная функция тромбоцитов - участие в процессе свёртывания крови (гемостазе) - важной защитной реакции организма, предотвращающей большую кровопотерю при ранении сосудов. Оно характеризуется следующими процессами: адгезия, агрегация, секреция, ретракция, спазм мелких сосудов и вязкий метаморфоз, образование белого тромбоцитарного тромба в сосудах микроциркуляции с диаметром до 100 нм. Другая функция тромбоцитов ангиотрофическая - питание эндотелия кровеносных сосудов. Относительно недавно установлено также, что тромбоциты играют важнейшую роль в заживлении и регенерации поврежденных тканей, освобождая из себя в раневые ткани факторы роста, которые стимулируют деление и рост поврежденных клеток.

К важнейшим факторам роста относятся тромбоцитарный фактор роста (PDGF), трансформирующий фактор роста (TGF-β), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор роста эпителия (EGF), фактор роста фибробластов (FGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF).

Тромбоциты входят в число показателей острой фазы воспаления; при сепсисе, опухолях, кровотечениях, легком дефиците железа может возникать вторичный тромбоцитоз.

Временное повышение количества тромбоцитов можно наблюдать после интенсивной физической нагрузки. Небольшое физиологическое снижение уровня тромбоцитов отмечается у женщин во время менструации. Умеренное снижение количества тромбоцитов может иногда наблюдаться у практически здоровых беременных женщин. Клинические признаки снижения количества тромбоцитов - тромбоцитопении (повышенная склонность к внутрикожным кровоизлияниям, кровоточивость десен, меноррагии и т.п.) - обычно имеют место только в том случае, когда количество тромбоцитов снижается ниже 50х103 клеток/мкл. Патологическое снижение количества тромбоцитов происходит вследствие их недостаточного образования при ряде заболеваний системы крови, а также при повышенном потреблении или разрушении тромбоцитов (аутоиммунные процессы). После массивных кровотечений с последующими внутривенными вливаниями плазмозаменителей количество тромбоцитов может снизиться до 20-25% от исходной величины вследствие разведения.

Норма тромбоцитов в крови:

•У взрослых: 180 - 320 */л

•У беременных: 150 - 380 */л

•У новорожденных: 100 - 420*/л

•У детей старше 1 года:        180 - 320*/л

кровь белковый сепсис газ

1.1.3 Лейкоциты

Лейкоциты (от греч. λευκως - белый и κύτος - клетка, белые кровяные клетки) - неоднородная группа различных по внешнему виду и функциям клеток крови человека или животных, выделенная по признаку отсутствия самостоятельной окраски и наличия ядра.

Главная функция лейкоцитов - защита. Они играют главную роль в специфической и неспецифической защите организма от внешних и внутренних патогенных агентов, а также в реализации типичных патологических процессов. Все виды лейкоцитов способны к активному движению и могут переходить через стенку капилляров и проникать в ткани, где они поглощают и переваривают чужеродные частицы. Этот процесс называется фагоцитоз, а клетки, его осуществляющие, - фагоцитами. Если чужеродных тел проникло в организм очень много, то фагоциты, поглощая их, сильно увеличиваются в размерах и в конце концов разрушаются. При этом освобождаются вещества, вызывающие местную воспалительную реакцию, которая сопровождается отеком, повышением температуры и покраснением пораженного участка. Вещества, вызывающие реакцию воспаления, привлекают новые лейкоциты к месту внедрения чужеродных тел. Уничтожая чужеродные тела и поврежденные клетки, лейкоциты гибнут в больших количествах. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов.

Поскольку число лейкоцитов в крови отражает состояние защитных сил организма, этот показатель интересует врачей всех специальностей. Его определение входит в минимум исследований, которые назначают всем пациентам в стационаре или поликлинике. У здорового человека число лейкоцитов в крови непостоянно. После тяжелой физической работы, приема горячей ванны, у женщин в период беременности, в процессе родов и перед началом менструации оно увеличивается. Это же происходит после приема пищи. Поэтому, чтобы результаты анализа были объективными, его нужно сдавать натощак, утром, не завтракать, можно выпить только стакан воды.

В норме содержание лейкоцитов в 1 л крови взрослого человека составляет от 4,0-9,0xл. У детей оно выше: в возрасте одного месяца - 9,2-13,8x/л, от 1 до 3 лет - 6-17x/л, в возрасте от 4 до 10 лет - 6,1-11,4x/л.

Лейкоциты различаются по происхождению, функциям и внешнему виду. Некоторые из лейкоцитов способны захватывать и переваривать чужеродные микроорганизмы (фагоцитоз), а другие могут вырабатывать антитела. По морфологическим признакам лейкоциты традиционно делят на две группы: - зернистые лейкоциты, или гранулоциты - клетки имеющие крупные сегментированные ядра и обнаруживающие специфическую зернистость цитоплазмы; в зависимости от способности воспринимать красители они подразделяются на нейтрофильные, эозинофильные и базофильные. - незернистые лейкоциты, или агранулоциты - клетки, не имеющие специфической зернистости и содержащие простое несегментированное ядро, к ним относятся лимфоциты и моноциты. Ядра зрелых нейтрофильных гранулоцитов имеют перетяжки - сегменты, поэтому их называют сегментоядерными. В незрелых клетках выявляются удлиненные палочковидные ядра - это нейтрофильные палочкоядерные гранулоциты. Еще более «молодые» нейтрофильные гранулоциты носят название «метамиелоциты» («юные»). Больше всего в крови зрелых сегментоядерных нейтрофильных гранулоцитов, меньше - палочкоядерных, юные формы встречаются редко. По соотношению числа зрелых и незрелых форм можно судить об интенсивности кроветворения. При потере крови для ее восполнения организм начинает продуцировать большое количество клеток. Поскольку они не успевают созреть в костном мозге, в крови появляется много незрелых форм. Сходные процессы происходят при гнойных заболеваниях (аппендицит, перитонит), сепсисе, когда организм старается выработать больше клеток-защитников. При лейкозах лейкоциты начинают размножаться бесконтрольно, поэтому в крови тоже появляется много незрелых форм.