способ определения присутствия этанола в тканях организма человека

Формула изобретения

Способ определения присутствия этанола в тканях организма человека, отличающийся тем, что производят измерение полного сопротивления на низкой частоте переменного тока тканей организма (импеданс тела) с использованием четырехэлектродной схемы, причем ток создают через указательные пальцы левой и правой руки, а по падению напряжения между средними пальцами левой и правой руки определяют импеданс тела обследуемого, по отклонению которого от нормы судят о наличии этанола в тканях организма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к наркологии и судебной медицине и может найти применение в отраслях промышленности, где осуществляется врачебный контроль за работающими на наличие алкоголя, а также в работе организаций, занимающихся проблемами обеспечения безопасности движения на железнодорожном и автомобильном транспорте.

В судебно-медицинской практике при экспертизе живых лиц используется предварительные качественные пробы на этиловый алкоголь. К ним можно отнести реакцию Рапопорта, реакцию Рапопорта-Архангеловой, реакцию Мохова-Шинкаренко, предварительную пробу на содержание алкоголя по Попову [1,2].

Все названные выше пробы неспецифичны, то есть могут быть положительными при наличии у испытуемых не только алкоголя, но и других веществ.

Необходимо отметить, что при экспертизе живых лиц на присутствие алкоголя чаще всего именно после получения положительного результата той или иной предварительной качественной пробы соответствующий материал направляется для лабораторного качественного и количественного исследования.

Таким образом, постановка предварительных качественных проб по-прежнему является наиболее распространенным методом определения факта приема алкоголя [3].

В то же время недостатками реакций Рапопорта, Рапопорта-Архангеловой, Мохова-Шинкаренко является их инвазивность (необходимость для освидетельствуемого дышать через стеклянную трубку, стерильность которой не гарантируется), использование при постановке реакции легкобьющихся стеклянных пробирок и трубок, едких химических веществ (серная кислота), которые можно использовать для выполнения только одного исследования. При этом наличие алкоголя в тканях организма определяется косвенным путем по его присутствию в выдыхаемом воздухе, что носит качественный характер и оценивается субъективно. Недостатками предварительной реакции по Попову является использование дорогостоящих химических реактивов и посуды, а главное необходимость забора крови у обследуемого, что подвергает его риску парэнтерального заражения.

Таким образом, известные методы определения наличия этанола в тканях организма по существу фиксируют его присутствие в выдыхаемом воздухе или в крови после проведения достаточно длительных лабораторных исследований и не позволяют определить его наличие неинвазивным методом непосредственно в тканях организма исследуемого субъекта.

В предлагаемом способе определения присутствия этанола в тканях организма человека исключены недостатки известных методов определения наличия этанола. Разработанный способ основан на неизвестной ранее и обнаруженной нами зависимости импеданса тела от присутствия в его тканях и крови этанола.

Для определения присутствия этанола в живом организме по предлагаемому нами способу необходимо предварительно в нормальных условиях до приема алкоголя измерить полное сопротивление тела на переменном токе низкой частоты (импеданс) и по результатам изменений полной электропроводности после приема алкоголя можно судить о наличии этанола в крови и тканях или о времени приема этанола. Таким образом, для определения этанола в живом организме необходимо точно зафиксировать отклонение импеданса тела от нормы.

На фиг. 1 представлена электрическая схема для осуществления предлагаемого способа определения присутствия этанола в тканях организма человека.

На фиг. 2 - схема расположения токовых и потенциальных электродов для измерения полного сопротивления (импеданса) тканей организма.

1 - основание из изоляционного материала,

2 и 3 - токовые электроды,

4 и 5 - потенциальные электроды.

Известно, что точные измерения полного сопротивления тела на низких частотах переменного тока (импеданса) осложняется рядом технических причин:

1) погрешностями, возникающими вследствие поляризационных явлений на электродах,

2) зависимостью результатов измерений от силы прижима электродов,

3) разбросом результатов измерений, обусловленных неконтролируемыми изменениями места наложения электродов.

Для исключения возможных погрешностей измерения импеданса тела использована четырехэлектродная схема с применением приборов промышленного изготовления.

В качестве источника переменного тока использован генератор сигналов низкочастотный типа ГЗ-56/1 с развязкой выходных цепей от "земли" и симметричным выходом. Измерения проведены на синусоидальном токе на частоте 300 Гц. Падение напряжения на исследуемом объекте измеряли стандартным милливольтметром типа ВЗ-33 (см. фиг.1). Резисторы R₁ и R₂ служат для ограничения и стабилизации тока. Резистор R₃ является шунтом для измерения силы тока через биообъект. Переключатель П₁ позволяет использовать милливольтметр для измерения силы тока и падения напряжения на биообъекте. Для осуществления четырехэлектродного способа измерений полного сопротивления тканей организма (импеданса) использована электродная система, состоящая из четырех прямоугольных полосок из нержавеющей стали, закрепленных на пластинке из изоляционного материала. Схема расположения электродов и размеры приведены на фиг. 2. Пластинки 2 и 3 служат в качестве токовых электродов к указательным пальцам левой и правой руки, а пластинки 4 и 5 являются потенциальными электродами к средним пальцам левой и правой руки соответственно. Между поверхностью электродов и кожей прокладывают марлевые полоски, смоченные 3% раствором хлорида натрия, или кожу смазывают электропроводящей пастой.

Таким образом, при измерениях импеданса тканей организма по предложенной схеме токовыми электродами по существу являются указательные пальцы левой и правой руки, а потенциальными электродами служат средние пальцы левой и правой руки. Из приведенной схемы измерений на фиг.1 следует, что зона исследуемых тканей организма включает последовательно импеданс левой руки, импеданс грудной клетки и импеданс правой руки. Следовательно, в предложенной схеме измерений указательные пальцы левой и правой руки являются "омическими контактами" к исследуемым тканям, "место наложения" которых не может измениться для конкретного человека в процессе многодневных измерений ежедневного контроля, например, водителей на автотранспортном предприятии.

Измерения импеданса тела осуществляются на низкой частоте переменного тока f= 300 кГц и величине измерительного тока I=310^-4 А. Измерив падение напряжения на исследуемом участке тела при заданной величине тока, импеданс рассчитывают по закону Ома Z=U/I.

Определение присутствия этанола в тканях и крови обследуемого основано на изученной нами зависимости измерений полной электропроводности тела обследуемого от наличия в тканях и крови алкоголя. Таким образом, для определения в тканях организма алкоголя необходимо знать полное сопротивление (импеданс) тела на переменном токе до приема алкоголя (провести несколько измерений в условиях нормы). Такие наблюдения легко установить, например, на транспортном предприятии, где осуществляется ежедневный врачебный контроль перед началом работы.

Если измеренный импеданс тканей организма имеет незначительные отклонения в пределах 10% от средних значений, полученных в результате предварительных исследований и статистической обработки результатов для данного сотрудника, то можно считать, что в тканях организма этанол отсутствует.

Пример 1 осуществления способа. Обследуемый - практически здоровый мужчина 30 лет, вес 80 кг. В течение 5 дней производились измерения импеданса на частоте 300 Гц и при величине измерительного тока 310^-4 А и были получены следующие результаты: Z₁= 41,6 Ом; Z₂=38,0 Ом; Z₃=40,5 Ом; Z₄=39,0 Ом; Z₅= 42,0 Ом. Отклонения от средней величины представлены по формуле: Zmt, где Z - средняя величина импеданса, m - ошибка среднего, t - критерий Стъюдента, t=4,03 при достоверности 99,0%. Zmt=40,53,12 Ом.

В день испытания обследуемый выпил 200 мл водки крепостью 40^o

Через 4 ч после приема алкоголя проведено измерение импеданса тканей организма и получено значение Z=51,6 Ом. Зафиксировано возрастание импеданса К= Z_А/Z= 1,29 раза. Это с высокой достоверностью свидетельствует о наличии алкоголя в тканях организма.

Пример 2 осуществления способа. Испытуемый - здоровый мужчина 30 лет, вес 75 кг. Предварительно в течение 5 дней в утренние часы производились измерения импеданса тканей организма на частоте 300 Гц и величине зондирующего тока 310^-4 А и были получены следующие результаты: Z - контроль.

Z₁= 48,0; Z₂=49,5; Z₃=46,0; Z₄=47,5; Z₅=50,5. Отклонения от средней величины представлены по формуле: Zmt, где Z - средняя величина импеданса, m - ошибка среднего, t - критерий Стьюдента, t=4,03 при достоверности 99,0%; Zmt=48,34,26 Ом.

В день испытания обследуемый выпил 200 мл водки крепостью 40^o

Через 4 ч после приема алкоголя произведено измерение импеданса тканей организма на частоте 300 Гц и получены следующие результаты Z_А=100,3 Ом.

Для обследуемого через 4 ч после приема алкоголя наблюдается возрастание импеданса тканей организма в 2,3 раза, с высокой достоверностью превышающее флуктуации импеданса у данного испытуемого в обычных условиях. Это свидетельствует о наличии алкоголя в тканях организма.

Источники информации

1. Р. В. Бережной, Я.С. Смусина, В.В. Томилина, П.П. Ширинекого. Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений. - М.: Медицина. 1980 г., с. 210-265, 431.

2. Р.В. Бережной. Судебно-медицинская экспертиза отравлений техническими жидкостями. - М.: Медицина. 1977 г., с. 180-250.

3. В.А. Белякин. Токсикология и экспертиза алкогольного опьянения. - М.: Медицина. 1962 г.