Способ ранней диагностики послеродового эндометрита у молочных коров

Изобретение относится к медицине, а именно к ветеринарии, ветеринарному акушерству, и может быть использовано для ранней диагностики послеродового эндометрита у молочных коров. Осуществляют отбор 5-10 мл шеечно-вагинальной слизи у коровы, помещение ее в стерильную пробирку, перенос к прибору «электронный нос-диагност» с массивом сенсоров «Bio» для анализа биопроб, прогрев его и проверку стабильности сенсоров в течение 5-10 мин согласно паспорту, отбор ватной палочкой слизи не менее 0,5 мл для жидкой и 0,1 г для густой пробы, перенос палочки на чашку Петри и измерение летучих соединений сенсорами в течение 60-80 с, прерывание измерения и расчет 6 параметров качественного состава летучих соединений пробы путем деления максимальных сигналов сенсоров при измерении попарно dƒ_i/dƒ_j и фиксировании числа положительных попаданий в границы с меткой «воспаление». Положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13], где индексы соответствуют номеру сенсоров в массиве, а dƒ₁ - dƒ₈ – отклики всех сенсоров, Гц. При числах положительных попаданий в границы: от 0 до 2-х параметров в «воспаление» диагностируют норму, от 3-х до 4-х параметров «воспаления» диагностируют начальную/маловыраженную стадию эндометрита. Более 4-х положительных параметров «воспаления» диагностируют эндометрит. Способ обеспечивает возможность экспрессной, простой и объективной ранней диагностики послеродового эндометрита у коров с установлением группы риска по развитию эндометрита за счет анализа слизи с применением газовых сенсоров в устройстве «электронный нос-диагност». 2 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ ранней диагностики послеродового эндометрита у молочных коров, включающий отбор 5-10 мл шеечно-вагинальной слизи у коровы, помещение ее в стерильную пробирку, перенос к прибору «электронный нос-диагност» с массивом сенсоров «Bio» для анализа биопроб, прогрев его и проверку стабильности сенсоров в течение 5-10 мин согласно паспорту, отбор ватной палочкой слизи не менее 0,5 мл для жидкой и 0,1 г для густой пробы, перенос палочки на чашку Петри и измерение летучих соединений сенсорами в течение 60-80 с, прерывание измерения и расчет 6 параметров качественного состава летучих соединений пробы путем деления максимальных сигналов сенсоров при измерении попарно dƒ_i/dƒ_j и фиксировании числа положительных попаданий в границы с меткой «воспаление», при этом положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13], где индексы соответствуют номеру сенсоров в массиве, а dƒ₁ - dƒ₈ – отклики всех сенсоров, Гц; и при числах положительных попаданий в границы: от 0 до 2-х параметров в «воспаление» диагностируют норму; от 3-х до 4-х параметров «воспаления» диагностируют начальную/маловыраженную стадию эндометрита; более 4-х положительных параметров «воспаления» диагностируют эндометрит.

Изобретение относится к области ветеринарии, в частности к ветеринарному акушерству.

Послеродовой эндометрит - воспаление преимущественно слизистой оболочки матки. В зависимости от характера воспаления послеродовой эндометрит подразделяется на катаральный, гнойно-катаральный и фибринозный. Считается, что основной формой проявления послеродового эндометрита у коров является гнойно-катаральный эндометрит. Клинические признаки заболевания проявляются на 6-7 или 8-10 дни после родов. В первом случае эндометрит развивается, как правило, на фоне задержания последа или острой субинволюции матки. Из половых органов животного при его лежании, натуживании или массаже через прямую кишку выделяется в большом количестве гнойно-слизистый, гнойный или серозно-гнойный экссудат жидкой консистенции, серо-бурого или желто-бурого цвета. Послеродовой эндометрит регистрируется у 20-57% отелившихся коров [Нежданов А.Г., Мисайлов В.Д., Шахов А.Г. Болезни органов размножения у коров и проблемы их диагностики, терапии и профилактики // Актуальные проблемы болезней органов размножения и молочной железы у животных. Матер. Международ, научно-практ.конф., посвященной 35-летию ВНИВИПиТ. Воронеж, 2005. - С. 8-11].

Отсутствие в условиях производства квалифицированной и своевременной диагностики заболеваний репродуктивных органов коров и соответственно их адекватного лечения порождает широкое распространение этих патологий среди маточного поголовья хозяйств, и, как следствие увеличение доли болезней репродуктивных органов в общей заболеваемости скота И.В. Гордеева, 2005).

Известен способ цитологической диагностики послеродовой патологии у коров. Сущность метода заключается в микроскопическом исследовании клеток эпителия (поверхностных, парабазальных, базальных). При превалирующем количестве поверхностных клеток (49-60%) диагностируется нормальное течение послеродового периода, при преобладании парабазальных эпителиальных клеток диагностируется осложненное его течение [RU 2304773 С2, G01N 33/48, А61В 10/00, A01K 67/02, 20.08.2007 Бюл. №23].

Недостатком данного способа является использование в более поздние сроки, высокая стоимость реактивов, требует определенных затрат времени, высокой квалификации специалистов и недостаточно технологичны в условиях производства.

Известен способ прогнозирования послеродовых заболеваний у коров путем измерения величины артериального давления в области хвостовой артерии с использованием медицинского тонометра на 220-275 дни беременности двукратно. При выявлении среднего систолического артериального давления более 120 мм.рт.ст. и диастолического более 80 мм рт.ст.прогнозируют развитие осложнений послеродового периода [RU 2380903 C1, A01K 67/02, 10.02.2010 Бюл. №4].

Недостатком данного способа является трудоемкость в его исполнении, связанная с фиксацией животных, а также невысокая точность - 72,7%.

Известен способ прогнозирования послеродовых заболеваний у коров путем определения за 15 дней до отела в крови содержания положительных нейтрофилов в стимулированном НСТ-тесте и концентрации плацентарной щелочной фосфатазы с последующим расчетом коэффициента, определенным соотношением содержания положительных нейтрофилов и концентрации плацентарной щелочной фосфатазы [RU 2740531 C1, G01N 33/48, 15.01.2021, Бюл. №2].

Недостатком данного способа является отсутствие в условиях производства квалифицированных кадров, лабораторного оборудования, а также затраты времени.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является способ прогнозирования послеродовых эндометритов у коров на основании наличия слизистой пробки через 24-48 часов после родов [RU 2019135 C1, А61В 10/00, опубл. 15.09.1994].

Однако данный способ является недостаточно диагностически информативным. При наличии слизистой пробки воспалительные заболевания развиваются у значительной части новотельных коров.

Цель изобретения - разработка экспрессного, информативного способа ранней диагностики и прогнозирования послеродового эндометрита у коров путем анализа шеечно-вагинальной слизи с применением газовых сенсоров в устройстве «электронный нос-диагност».

Для решения технической задачи предложен способ ранней диагностики развития эндометрита у коров, включающий отбор 5-10 мл шеечно-вагинальной слизи у коровы, помещение ее в стерильную пробирку, перенос к прибору «электронный нос-диагност» с массивом сенсоров «Bio» для анализа биопроб, прогрев его и проверку стабильности сенсоров в течение 5-10 мин. согласно паспорту, отбор ватной палочкой слизи не менее 0,5 мл для жидкой и 0,1 г для густой пробы, перенос палочки на чашку Петри и измерение летучих соединений сенсорами в течение 60-80 сек, прерывание измерения и расчет 6 параметров качественного состава летучих соединений пробы путем деления максимальных сигналов сенсоров при измерении попарно dƒ_i/dƒ_j и фиксировании числа положительных попаданий в границы с меткой «воспаление», при этом положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13], где индексы соответствуют номеру сенсоров в массиве, а dƒ₁–_{dƒ8– отклики всех сенсоров, Гц; и при числах положительных попаданий в границы: от 0 до 2-х параметров в «воспаление» диагностируют норму; от 3-х до 4-х параметров «воспаления» диагностируют начальную/мало выраженную стадию эндометрита; более 4-х положительных параметров «воспаления» диагностируют эндометрит.}

Изобретение позволяет определять группы риска развития эндометрита у коров путем анализа слизи с применением газовых сенсоров в устройстве «электронный нос-диагност».

Для пояснения способа приведены фото отобранных проб слизи в пробирках с ватными тампонами (фиг. 1) и фото процесса измерения летучих молекул над тампоном устройством «электронный нос-диагност» (фиг. 2)

Способ ранней диагностики развития эндометрита у коров осуществляется следующим образом.

Отбор проб шеечно-вагинальной слизи от коровы не менее 5-10 мл осуществляется в стерильную полимерную пробирку с наполнителем (фиг. 1). Пробирку закрывают и переносят к прибору, который может быть расположен в любом месте хозяйства, кроме мест содержания животных. Для исследования материала применяют пробирки (зонд-тампон с хлопковым наконечником) и детектирующее устройство типа «электронный нос-диагност» [Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема. RU 2764964 C1, G01N 27/12, 24.01.2022 Бюл. №3]. Прибор оснащен массивом сенсоров с торговым наименованием «Bio©» (ООО «Сенсорика-Новые технологии». Россия), прогревают его в течение 5-10 мин и проверяют стабильность сенсоров согласно паспорту (Kuchmenko, Т.А. Portable electronic nose system for fast gynecological-conditions diagnosis in consulting room: A case study / T.A. Kuchmenko et. al // Sensors and Actuators: B. Chemical Chemical 358 (2022) 131538: (1-12). Отбирают ватной палочкой не менее 0,5 мл жидкой слизи и 0,1 г густой, переносят палочку со слизью на чашку Петри и измеряют летучие соединения сенсорами в течение 60-80 с (фиг.1, 2). После истечения указанного времени прерывают его и переносят прибор на подставку. При этом в программном обеспечении прибора фиксируют отклики всех сенсоров (dƒ_1-8, Гц), рассчитывают шесть параметров, которые отражают качественный состав летучих соединений пробы. Для этого делят максимальные сигналы сенсоров попарно dƒ_i/dƒ_j, где i и j - номера сенсоров в массиве (они постоянны и регламентированы производителем). Полученные значения сопоставляют с референтными границами, которые получены при обучении прибора по пробам от здоровых, больных, пролеченных животных. Эти границы наиболее тесно связаны с химическими веществами, которые содержит слизь при воспалении и развитии эндометрита, а также при разной степени выраженности, и регистрируют группу животных с диагнозом «воспаление». Фиксируют число положительных попаданий в границы с меткой «воспаление». Далее принимают решение о состоянии репродуктивного здоровья животного в соответствии с числом положительных попаданий измеренного и рекомендованного значений в группе «воспаление». Животное считается здоровым (норма), если 0-2 параметра для измеренной пробы положительны; у животного начальная/мало выраженная стадия эндометрита, если положительными являются от 3 до 4 параметров воспаления; у животного эндометрит, если более 4х положительных параметров совпадают с границами воспаления. Положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13].

Способ демонстрируется следующими примерами.

Пример 1. В ходе клинико-акушерского осмотра у здоровых коров (заключение ветеринарного врача по результатам исследований - см. табл. 1, столбец 10) под инвентарными номерами 4918, 4648, 1.1354, 151.1.9, 1, 14181, O1, 15228, 2172 отобраны пробы слизи объемом не менее 5-10 мл. Пробы помещали в стерильные полимерные пробирки с наполнителем (фиг. 1). Пробирки закрывали и переносили к прибору «электронный нос-диагност». Прибор оснащен массивом сенсоров с торговым наименованием «Bio©», его предварительно готовили к измерению, прогревая в течение 5-10 мин. и проверяя стабильность сенсоров согласно паспорту. Отбирали ватной палочкой не менее 0,5 мл жидкой слизи и 0,1 г густой, переносили палочку со слизью на чашку Петри и измеряли летучие соединения сенсорами в течение 60-80 сек (фиг. 1, 2). После истечения указанного времени прерывали его и переносили прибор на подставку, при этом сенсоры восстанавливались в течение 120-140 сек. Пробы измеряли поочередно. При этом в программном обеспечении прибора фиксировали отклики всех сенсоров в массиве (dƒ_1-8, Гц). Рассчитывали шесть параметров, которые отражают качественный состав летучих соединений пробы. Для этого делили максимальные сигналы сенсоров попарно dƒ_i/dƒ_j, где i и j номера сенсоров в массиве (они постоянны и регламентированы производителем). Полученные значения (табл. 1) сопоставляли с референтными границами, которые получены ранее при обучении прибора по пробам от здоровых, больных, животных после лечения. Эти границы наиболее тесно связаны с химическими веществами, которые содержит слизь при воспалении и развитии эндометрита, а также при разной степени выраженности воспаления и отделяют группу животных с диагнозом «воспаление» от здоровых. Фиксировали число положительных попаданий в границы с меткой «воспаление» (табл. 1, столбец 11). Далее принимали решение о состоянии клинико-акушерского статуса животного в соответствие с числом положительных попаданий измеренного и рекомендованного значений в группе «воспаление». Животное считается здоровым (норма), если 0-2 параметра для измеренной пробы положительные. Положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13].

Из 9 проб с выводом ветеринарного специалиста совпадают 8 результатов тестирования. Проба 15119 на момент измерения относилась к группе здоровых животных, но через 2 недели были зафиксированы признаки развития послеродового эндометрита (табл. 1, проверочная выборка). Это значит, что на момент исследования у животного состояние было уже отличным от нормы.

Способ осуществим.

Пример 2.

В ходе клинического осмотра у здоровых коров (заключение ветеринарного специалиста по результатам исследований - см. табл. 1, столбец 10) под инвентарными номерами 4098, 183500, 18222, 9978, 3420, 522265, 522190, 8926, 64, 2238, 4768 ветеринарным врачом отобраны пробы слизи объемом не менее 5-10 мл. Пробы помещали в стерильные пробирки (фиг. 1). Пробирки закрывали и переносили к прибору «электронный нос-диагност». Прибор оснащен массивом сенсоров с торговым наименованием «Bio©», его предварительно готовили к измерению, прогревая в течение 5-10 мин. и проверяя стабильность сенсоров согласно паспорту. Отбирали ватной палочкой не менее 0,5 мл жидкой слизи и 0,1 г для густой, переносили палочку со слизью на чашку Петри и измеряли летучие соединения сенсорами в течение 60-80 сек (фиг. 2). После истечения указанного времени прерывали его и переносили прибор на подставку, при этом сенсоры восстанавливались в течение 120-140 сек. Пробы измеряли поочередно. При этом в программном обеспечении прибора фиксировали отклики всех сенсоров в массиве (dƒ_1-8, Гц). Рассчитывали шесть параметров, которые отражают качественный состав летучих соединений пробы. Для этого делили максимальные сигналы сенсоров попарно dƒ_i/dƒ_j, где i и j -номера сенсоров в массиве (они постоянны и регламентированы производителем). Полученные значения (табл. 1) сопоставляли с референтными границами, которые получены ранее при обучении прибора по пробам от здоровых, больных, пролеченных животных. Эти границы наиболее тесно связаны с химическими веществами, которые содержит слизь при воспалении и развитии эндометрита, а также при разной степени выраженности воспаления и отделяют группу животных с диагнозом «воспаление» от здоровых. Фиксировали число положительных попаданий в границы с меткой «воспаление» (табл. 1, столбец 11). Далее принимали решение о состоянии гинекологического здоровья животного в соответствие с числом положительных попаданий измеренного и рекомендованного значений в группе «воспаление». Животное считается здоровым (норма), если 0-2 параметра для измеренной пробы положительные. Положительными являются попадания расчетного значения для пробы в интервалы значений параметров «воспаление»: dƒ₁/dƒ₅=[0,84-0,96]; dƒ₂/dƒ₃=[0,60-0,79]; dƒ₃/dƒ₅=[0,60-0,75]; dƒ₃/dƒ₈=[0,24-0,30]; dƒ₆/dƒ₈=[0,10-0,13]; dƒ₇/dƒ₈=[0,080-0,13].

Оценка состояния всех проб совпала с выводом специалиста.

Способ осуществим.

Пример 3.

Проверка способа на отдельной выборке вслепую, с последующим контролем состояния ветеринарным специалистом, показала надежность и правильность результатов (табл. 1 - проверочная выборка), а также большей однозначности в оценке состояния животных.

Из представленных примеров видно, что предлагаемый способ ранней диагностики послеродового эндометрита у коров по составу легко летучих соединений слизи отличается высокой чувствительностью, простотой и надежностью, позволяет существенно упростить и повысить контроль эффективности лечения воспалительного процесса, снизить экономические и временные затраты на клинические и лабораторные исследования, анализ их результатов, сформировать базу данных и составить индивидуальную карту состояния животного по результатам, оценить терапевтическую эффективность и на более ранней стадии установить начало воспалительного процесса.

Уменьшение времени детектирования летучих компонентов над пробами слизи менее 60 сек приводят к появлению ложно-отрицательных результатов; увеличение времени измерения более 80 сек приводит к неоправданному завышению времени анализа и восстановления системы после измерения. Уменьшение объема/массы пробы слизи приводит к повышению частоты ложно-отрицательного прогноза о состоянии животного и переходе из группы «воспаление» в группу норма.

Из 20 проб шеечно-вагинальной слизи (табл. 2) при измерении качественного состава летучих соединений получены следующие результаты:

истинно-положительный результат (ИП) - 11 проб;

ложно-положительный результат (ЛП) - 0 проб;

истинно-отрицательный результат (ИО) - 8 проб;

ложно-отрицательный результат (ЛО) - 1 проба.

Показатель точности метода составил: (ИП+ИО):N×100%=(11+7):20×100=90,0%.

Показатель специфичности метода составил: ИО:(ИО+ЛП)×100%=7:(7+1)×100=87,5%.