IRIS Infračervený izotopový analyzátor

Transkript

1 IRIS Infračervený izotopový analyzátor pro dechové testy pomocí izotopu 13 C v gastroenterologii, hepatologii a výživě - neinvazívní - neradioaktivní - na místě, ad hoc - citlivý, specifický - rychlý a jednoduchý

2 Stabilní izotop 13 C jako diagnostický nástroj Stabilní izotopy ( 13 C, 15 N, 18 O ) jsou bezpečným nástrojem v neinvazivní diagnostice. Vyskytují se volně v přírodě a podílejí se na stavbě našeho těla. Protože nejsou radioaktivní, lze je bez rizika použít u každého, včetně dětí a těhotných žen. Pomocí poměru izotopů 13 C/ 12 C v CO 2 ve vydechovaném vzduchu lze po podání substrátů značených 13 C zjistit a kvantifikovat funkci orgánů, oxidaci substrátu, metabolické funkce či dysfunkce, bakteriální kolonizaci i přerůstání baktérií. Oxid uhličitý, konečný produkt mnoha metabolických procesů, je rychle resorbován a vydýchán. U metabolizovaného substrátu 13 C je 13 CO 2 exhalovaný v dechu měřítkem rychlosti a efektivnosti procesu metabolismu, resp. kapacity orgánových funkcí nebo intenzity bakteriální kolonizace. Svou rychlou reakcí je izotop 13 C ideální pro použití v kinetických studiích. Jiné stabilní izotopy ( 15 N, 18 O nebo deuterium) se též vyskytují volně v přírodě a jsou proto k dispozici pro neinvazivní diagnózu. Na rozdíl od 13 C se však vylučují v moči a dávají svůj signál pouze kumulovaně. Infračervený izotopový analyzátor založený na využití izotopu 13 C Analyzátor IRIS slouží k rutinnímu stanovení obohacení dechu o izotop 13 C. Tento analytický postup dává rychlé a přesné odpovědi na diagnostické otázky, pokud se podá odpovídající substrát přirozeně či uměle značený izotopem 13 C. V gastroenterologii a výživě se tyto neinvazívní dechové testy založené na využití izotopu 13 C využívají k detekci bakteriální kolonizace a přerůstání bakterií, k měření funkce orgánů, vyhodnocení trávení a absorpce uhlovodíků, lipidů a proteinů a ke stanovení oxidační kapacity jater.

3 Možné použití dechových testů:

4 Dechový test s použitím izotopu 13 C v praxi C Triglycerid (2-oktanoyl-1,3-distearoylglycerol) pro dechový test k detekci nedostatečné funkce exokrinního pankreatu a k monitorování substituční enzymové terapie C Škrob pro dechový test k detekci chronické pankreatitidy. Absorpce škrobu je narušena při nedostatečné funkci exokrinního pankreatu C Methacetin/aminopyrin pro dechový test k monitorování demetylační a oxidační funkce hepatocytů. Pro monitorování jaterních onemocnění a stavu po transplantaci jater C Kyselina glykocholová pro dechový test ke zkoumání enterohepatického oběhu žlučových kyselin. Indikuje nadměrný růst bakterií v lačníku nebo ztrátu žlučových kyselin v důsledku poruchy ileální funkce C Triolein/hiolein pro dechový test ke sledování lipolytické aktivity slinivky břišní a k detekci malabsorpce tuku. Může rovněž sloužit namísto analýzy stolice C Leucin pro dechový test ke zkoumání funkce metabolismu aminokyselin, kinetiky a tvorby proteinů C Laktóza (sacharóza) pro dechový test ke zjištění deficience laktózy nebo sacharózy, souhlasí-li výsledky s H 2 dechovým testem. Při odlišném výsledku H 2 testu svědčí o bakteriální kolonizaci tenkého střeva nebo celiakii C Urea pro dechový test ke zjištění infekce Helicobacter pylori a ke kontrole úspěšnosti terapie při eradikaci C Kyselina octová pro dechový test ke stanovení žaludeční motility u tekutých a polotekutých materiálů C Kyselina oktanová pro dechový test k měření žaludeční motility u pevných látek, např. pro úpravu terapie při diabetes mellitus.

5 Analyzátor IRIS Přístroj využívající stabilního izotopu 13 C pro neinvazivní diagnostiku Infračervený izotopový analyzátor měří koncentrace 13 CO 2 a 12 CO 2 z dechového vzorku a uvádí jejich poměr do vztahu ke standardu stabilního izotopu PDB- 13 C. Reprodukovatelnost je lepší než 0.3 delta promile pro široký rozsah poměru stabilních izotopů 13 C/ 12 C a pro široký rozsah koncentrací CO 2 v dechu. Měření se provádí na dechových vzorcích z vaků. Před analýzou není nutné separovat vodu nebo izolovat kysličník uhličitý z dechového vzorku. Autosampler IRIS může provádět analýzu až 16 vzorků v jednom cyklu, přičemž analýza jednoho vzorku trvá 2 minuty. Technické i programové vybavení umožňuje časté, automatizované odebírání vzorků z inkubátorů, respiračních přístrojů nebo procesních linek. Software IRIS je založen na operačním systému Windows a poskytuje databázi ke stanovení a provádění dechových testů, k ukládání dat pacientů a ke sběru výsledků testů u jednotlivých pacientů. U dechového testu analyzátor kontroluje výměnu a měření vzorku, získává a vyhodnocuje data a poskytuje standardizované grafy zachycující rychlost metabolismu, kumulovaného metabolismu a protokolů týkajících se pacientů. Tyto grafy jsou snadno interpretovatelné díky uloženým normálním mezím křivek. Specifikace analyzátoru IRIS Kvalita stanovení poměru izotopů Vnitřní reprodukovatelnost < = 0.3 delta promile pro stanovení poměru izotopů 13 C/ 12 C u dechových vzorků. Stabilita (vnější reprodukovatelnost) < = 0.3 delta promile na 8 dechových vzorků ze stejného dechu. Doba potřebná ke změření jednoho vzorku: 2 minuty. Rozsah koncentrací CO 2 : 0.5 až 5.0 objemových %.

6 Minimální velikost dechového vzorku: 300 ml STP. * * * IRIS Technické údaje Rozměry: šířka 510 mm, hloubka 500 mm, výška 280 mm Navíc prostor pro počítač a tiskárnu. Hmotnost: 25 kg plus počítač a tiskárna Požadavky na zdroj: 115 nebo 230 V, 500 W Rozhraní datového systému: RS 232 Vzorkové rozhraní: hadička 1/8 pro kontinuální odběr vzorků Prostředí: akceptovatelná teplota C a vlhkost až do 70 %. IRIS nejlépe validovaný systém dechového testu v diagnostice Helicobacter pylori založený na využití močoviny značené izotopem 13 C IRIS systém dechového testu založený na využití izotopu 13 C s veškerým softwarovým vybavením nutným ke standardizovanému vyhodnocení pacientovy fyziologické produkce CO 2, rychlosti metabolismu a kumulované dávky.

7 Analyzátor IRIS pro rutinní použití: Nové perspektivy! 1 - Játra Klinické studie a validace u skupin expertů zabývajících se problematikou jater v Erlangenu, Bochumi, Bonnu a Berlíně prokazují, že Dechový test s 13 C methacetinem - změřený a vyhodnocený ve formátu IRIS je platný pro zařazení pacienta do jedné z následujících skupin: Stimulovaný/normální/patologický-necirhózní/Child Pugh A/neboB/nebo C. Práce se skupinami v Bruselu a Erlangenu prokazují, že Dechový test s 13 C aminopyrinem - ve formátu IRIS je platný k podpoře výše uvedené kategorizace se silnou korelací s testem MEGX, protrombinovým časem (%), albuminem (g/dl) a cholesterolem (mg/dl). Má velký význam při prognóze a jako včasný varovný test při nepřijetí transplantátu se schopností sledovat reakci na chirurgický zákrok nebo lékovou terapii, a že Dechový test s 13 C galaktózou - ve formátu IRIS je platná pro vyhodnocení stupně jaterní fibrózy u pacientů s hepatitidou C již v raných stádiích choroby. Centra jaterních transplantací se systém IRIS řadí své pacienty podle prognostických informací získaných pomocí aminopyrinového dechového testu. Začínají rovněž požadovat od klinik, které připravují pacienty na transplantaci jater, data ve formátu IRIS získaná z methacetinového a aminopyrinového dechového testu. 2 - Slinivka břišní lipáza Pomocí standardizovaného vyhodnocení softwarem IRIS se činnost pankreatické luminální lipázy testuje na omezenému pásmu dat normálních jedinců pomocí 13 C triglyceridu (2-oktanoyl-1,3-distearoylglycerol). Dechový test je velmi průkazný pro optimalizaci podávání léků jako náhrada lipázy (velikost a počet pilulek) při očekávaných úsporách 50 až 70 % při celoživotní medikaci. 3 - Aktivita amylázy Kukuřičné výrobky, jako např. kukuřičné vločky nebo kukuřičné sušenky, obsahují přirozený 13 C. 50 až 100 g kukuřičných vloček s trochou nízkotučného mléka jsou přirozeným levným substrátem pro 13 C amylázový test.

8 V Rakousku byla zpracována studie prokazující, že přibližně 80 % pacientů trpících mentálními depresemi má velmi nízkou aktivitu amylázy. Důvody (aktivita metabolitů nebo pouhá akumulace tuku při nízkém využití škrobové energie u pacienta) a závěry se stále ještě zkoumají. 4 - Žaludeční motilita Kyselina n-oktanová značená 13 C pro je velmi vhodná jako náhrada izotopu 99 Tc a radioaktivního snímání žaludeční motility. Pacient se rád vyhne čtyřhodinovému působení scanneru, kliniky se vyhnou problémům s likvidací radioaktivního odpadu. Software IRIS se velmi dobře hodí k vyhodnocení dat z dechového testu pro t lag, t 1/2 a GEC a k převádění dat z dechového testu na scintigrafii. 5 - Žaludeční motilita v intenzivní péči V intenzivní péči by se žaludeční motilita pacientů měla používat při normální výživě nebo při podávání výživy sondou, pokud žaludeční motilita stále ještě funguje. Statisticky stráví tito pacienti pouze polovinu doby na intenzivní péči a septický šok u těchto pacientů bude vyloučen. Oba tyto faktory mají i významný dopad na úsporu nákladů. Dechový test s 13 C kyselinou octovou: 50 mg 13 C kyseliny octové podané v malém množství nápoje nebo s prvními 25 ml výživy podávané nutriční sondou zajistí, že za 15 minut bude k dispozici dechový signál, který ukáže, zda motilita z žaludku do tenkého střeva probíhá či nikoliv. Pro odběr vzorků u pacientů v bezvědomí nebo u velmi malých dětí bylo vyvinuto a validováno zařízení na odběr dechového vzorku s maskou různých velikostí. Zařízení dodává firma Wagner Analysen Technik. 6 - Výdej energie Odborníci na výživu ocení pro měření energetické bilance a přeměny substrátu dechový test 13 C bikarbonátu jako náhradu za nepřímou kalorimetrii. Získání dechových vzorků během krátké doby nahradí těžkopádný proces polohování pacienta pod dechovou helmou po dobu několika hodin. Podařilo se nám najít snadný způsob podávání 13 C značeného bikarbonátu orálně bez ztráty způsobené kyselostí žaludku. Tato metoda stopové látky značené izotopem 13 C nabídne velkou přesnost, jako obvykle s měřením založeným na izotopovém ředění. Vývoj testovacího softwaru a jeho validace stále ještě probíhají.