Kardiovaskuläre Risikostratifizierung auf Basis oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie (CRUISERS)
Kardiovaskuläre Risikostratifizierung auf Basis oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie. Bewertung der Technologie zur frühen subklinischen Erkennung koronarer Herzkrankheiten basierend auf Stoffwechselverschiebungen im Serum.
In der modernen Bevölkerung sind Sterblichkeit und Behinderung aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorherrschend und gelten als großes medizinisches und soziales Problem. Die Untersuchung der Mechanismen der Entstehung altersbedingter Krankheiten wie der koronaren Herzkrankheit (KHK) hat mehrere qualitative und quantitative Veränderungen von Metaboliten in biologischen Körperflüssigkeiten – Blut, in der Gefäßwand und im Gewebe – gezeigt lebenswichtiger Organe. Im klinischen Alltag werden nur etwa ein Dutzend Stoffwechselparameter mit Standard-Labormethoden bestimmt.
Der vorgeschlagene Ansatz gehört zu einer neuen wissenschaftlichen Richtung, deren Entwicklung auf die Individualisierung von Ansätzen zur Risikostratifizierung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und deren Komplikationen abzielt. Die in diesem Projekt gewonnenen Daten werden es ermöglichen, eine medizinische Wissensbasis über die spektralen Eigenschaften des Blutserums zu schaffen, die das mit der Arteriosklerose der Koronararterien verbundene Stoffwechselprofil am besten widerspiegeln. Forscher bieten die sogenannte Multiplex-Diagnostik an, bei der mehrere Parameter eines biologischen Objekts verwendet werden, die durch biochemische Serumanalyse und optische Streuanalyse gewonnen werden. Die Erkennung dieser großen Datenmenge ist nur durch Methoden der mathematischen Analyse möglich, die den Grad der Abweichungen und ihre Richtung in jedem Punkt der Spektralcharakteristik berücksichtigen können.
Bis vor kurzem hatte der Standardaufbau für Raman-Lichtstreuungsstudien erhebliche Abmessungen. Die hohen Kosten solcher Anlagen erschwerten den breiten Einsatz der Methode der optischen Spektroskopie zur schnellen Analyse medizinischer Objekte. In den letzten Jahren hat sich die Situation auf dem Markt für wissenschaftliche Instrumente radikal verändert, was eine deutliche Reduzierung und Verbilligung aller Komponenten von Raman-Anlagen ermöglicht hat. Diese Vereinfachung und Verbilligung ermöglicht es, die optische Forschung in der Medizin (optische Biopsie) auf ein neues Anwendungsniveau zu bringen , direkt in klinische Labore.
Neuheit: Dieser Forschungsbereich gehört zum High-Tech-Bereich und ist in Europa kaum vertreten. Die Aussicht, die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) zur Bestimmung subklinischer Läsionen von Koronararterien und zur Risikostratifizierung von mit Arteriosklerose verbundenen Krankheiten einzusetzen, ist ziemlich einzigartig und wurde noch nicht erforscht.
Studienübersicht
Status
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Derzeit ist die multispirale Computertomographie der Koronararterien (MSCT) die aussagekräftigste Methode zur Diagnose einer subklinischen KHK sowie bei symptomatischen Patienten (Goldstandardmethode). Die Forscher sind daran interessiert, alle Patienten einzubeziehen, die sich im letzten Jahr einer Koronararterien-MSCT unterzogen haben. Diese werden in folgende Gruppen eingeteilt:
- Patienten ohne Herzschmerzen zu Studienbeginn und die Diagnose einer koronaren Herzkrankheit wurde vor der MSCT nicht gestellt und durch das MSCT-Ergebnis nicht bestätigt. Patienten ohne Schmerzsyndrom.
- Diejenigen mit anfänglichen Herzschmerzen, die als atypische Angina pectoris gelten, aber Reizdarmsyndrom nicht durch MSCT bestätigt.
- Diejenigen, bei denen der anfängliche Herzschmerz als atypische Angina pectoris angesehen wurde und die Diagnose einer KHK durch MSCT bestätigt wurde.
- Diejenigen, bei denen die Diagnose einer KHK vor der MSCT verifiziert und durch die MSCT bestätigt wurde.
Nach den Ergebnissen der MSCT werden alle Eingeschlossenen in eine Gruppe ohne KHK und zwei Gruppen mit KHK eingeteilt:
- - ohne klinische Manifestationen einer KHK mit niedrigem Kalziumwert und ohne Plaques (ohne Anzeichen einer KHK)
- - ohne klinische Manifestationen einer KHK mit hohem Kalziumgehalt, Vorhandensein von Plaques und ohne Stenose (subklinische KHK)
- -mit klinischen Manifestationen einer KHK mit hoher Kalziumzahl, Plaques und Stenosen unterschiedlichen Ausmaßes (klinische KHK).
Dementsprechend werden die Unterschiede des Raman-Spektrums in diesen Gruppen aufgedeckt, was es ermöglichen wird, den Schweregrad der koronaren Atherosklerose zu bestimmen und das kardiovaskuläre Risiko mit einer gewissen Genauigkeit nur auf der Grundlage des Blutserumspektrums zu stratifizieren. Diese Daten werden zweifellos von hohem wissenschaftlichen und praktischen Wert sein. Nach unserem Kenntnisstand wurden weltweit keine vergleichbaren Studien durchgeführt.
In dieser Studie werden keine zusätzlichen invasiven Eingriffe erwartet. Vor der Kontrastmittelinjektion für die MSCT wird unter Verwendung einer zertifizierten Technik eine einzelne Blutentnahme aus dem Katheter durchgeführt.
Ziel: Vorschlag einer Technologie zur Frühdiagnose von KHK und zur kardiovaskulären Risikostratifizierung auf der Grundlage von Serum-Stoffwechselverschiebungen, die durch Serum-Raman-Spektroskopie bestimmt werden.
Ziele:
- Untersuchung der Merkmale des oberflächenverstärkten Raman-Spektrums (SERS) in Abhängigkeit von der Zugehörigkeit zu 1) Gruppe ohne KHK; 2)Gruppe mit subklinischer KHK; 3)Gruppe mit KHK.
- Bestimmung der Möglichkeit einer zuverlässigen Einteilung von Patienten in diese Gruppen unter Verwendung des auf SERS und SERS-Modells basierenden Modells in Kombination mit bekannten klinischen Parametern unter Verwendung der Methodik der künstlichen Intelligenz.
- Vorschlag eines Modells zur KHK-Risikostratifizierung basierend auf den erhaltenen Daten.
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Petr Lebedev, professor
- Telefonnummer: +7927-260-20-24
- E-Mail: palebedev@yahoo.com
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Maria Skuratova, PhD
- Telefonnummer: +7937-990-41-48
- E-Mail: skuratova_m@mail.ru
Studienorte
-
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Samara Region
-
Samara, Samara Region, Russische Föderation, 443095
- Rekrutierung
- Regional Samara clinical hospital na V.D.Seredavin
-
Kontakt:
- Yulia Bogdanova, deputy chief
- Telefonnummer: +7927-298-03-03
- E-Mail: svd70@sokb.ru
-
Kontakt:
- Aleksei Yudin, Phd
- Telefonnummer: +7903-302-54-53
- E-Mail: sa1260@sokb.ru
-
Unterermittler:
- Alekzandr Ivanushkin, no
-
Hauptermittler:
- Ivan Bratchenko, physicist
-
Unterermittler:
- Luidmila Bratchenko, physicist
-
Unterermittler:
- Maria Skuratova, physicist
-
Unterermittler:
- Olga Abashina, no
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Die Forscher planen, alle Patienten einzubeziehen, die im letzten Jahr klinisch untersucht wurden und sich einer Koronararterien-MSCT unterzogen haben, aufgeteilt in folgende Gruppen:
- Patienten ohne Herzschmerzen zu Studienbeginn und die Diagnose einer koronaren Herzkrankheit wurde vor der MSCT nicht gestellt und durch das MSCT-Ergebnis nicht bestätigt. Patienten ohne Schmerzsyndrom.
- Diejenigen mit anfänglichen Herzschmerzen, die als atypische Angina pectoris gelten, aber KHK nicht durch MSCT bestätigt.
- Diejenigen, bei denen der anfängliche Herzschmerz als atypische Angina pectoris angesehen wurde und die Diagnose einer KHK durch MSCT bestätigt wurde.
Gemäß den Ergebnissen der MSCT CA werden alle Eingeschlossenen in eine Gruppe ohne KHK (Gruppe A) und zwei Gruppen mit KHK (Gruppe B und C) aufgeteilt.
Beschreibung
Einschlusskriterien: Männer und Frauen im Alter von 30 bis 65 Jahren, bei denen innerhalb des letzten Jahres eine MSCT der Koronararterien (CA) mit Bestimmung des Agatston-Index und koronarer Plaques/Stenosen durchgeführt wurde, ohne bestätigte Diagnose einer koronaren Herzkrankheit. (220 Patienten).
- ohne Herzschmerzen
- mit atypischer Angina pectoris.
- mit typischer Angina pectoris.
- möglicherweise mit asymptomatischer Atherosklerose der Halsschlagader und anderer peripherer Arterien, die keiner chirurgischen Behandlung unterliegt (Stenosegrad nicht mehr als 50 %). Mögliche Kombination mit bekanntem Typ-2-Diabetes mellitus, der keine Insulintherapie erfordert, mit Hypertonie-Stufen 1-2.
Ausschlusskriterien: Fehlen von MSCT-CA-Ergebnissen; schlechte Bildqualität.
- Tachykardie, unregelmäßiger Herzrhythmus
- Zum Zeitpunkt der Aufnahme bekannt: Akutes Koronarsyndrom, Myokardinfarkt, jede Form einer nachgewiesenen KHK, Operation wegen koronarer Atherosklerose (PCI) peripherer Arterien (Halsschlagader, Niere, Bein), Schlaganfall jeglicher Art.
- gesicherte Diagnose oder klinische Anzeichen einer chronischen Herzinsuffizienz.
- familiäre Hypercholesterinämie (Gesamtcholesterin 7,5 mmol/L oder mehr),
- Typ-1-Diabetes mellitus (DM) oder Typ-2-DM, der eine Insulintherapie erfordert
- Kreatinin 135 µmol/L oder höher;
- onkologische Erkrankungen, Leberzirrhose,
- Fettleibigkeit: Body-Mass-Index (BMI) 35 kg/m2 und mehr,
- Anämie Hämoglobin unter 110 g/l,
- Demenzerkrankungen,
- Fehlen einer informierten Einwilligung.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
Intervention / Behandlung |
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Eine Gruppe (normale Koronararterien)
A-Gruppe: keine Anzeichen von Koronarkalzium (<75 Perzentilwerte des entsprechenden Alters und Geschlechts) und keine Plaques (normale Koronararterien)
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Spektralmessungen von Blutserum wurden auf einem Silbernanopartikelsubstrat durchgeführt.
Serumproben wurden gesammelt und in sterile Röhrchen gegeben und anschließend bei -18 °C eingefroren.
Unmittelbar vor der Analyse wurden die Proben bei Raumtemperatur aufgetaut.
Für die Spektralanalyse wurden jeweils 1,5 μL Serumprobe auf ein Substrat mit einer Schicht aus Silbernanopartikeln aufgetragen und 30 Minuten lang getrocknet.
Die spektralen Eigenschaften des Serums wurden mithilfe einer Versuchsbank analysiert, die aus einem Spektrometersystem und einem Mikroskop (ADF U300, ADF, China) bestand.
Die Spektren wurden im nahen Infrarotbereich mit einem Lasermodul mit einer Mittenwellenlänge von 785 nm angeregt.
Jedes der erhaltenen Spektren stellte einen diskreten Satz von 1700 Parametern im untersuchten Frequenzbereich dar.
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B-Gruppe (subklinische koronare Atherosklerose, Stadium 1)
B-Gruppe: Koronarkalzium >75 Perzentil des entsprechenden Alters und Geschlechts/oder Plaques im MSCT ohne Stenose
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Spektralmessungen von Blutserum wurden auf einem Silbernanopartikelsubstrat durchgeführt.
Serumproben wurden gesammelt und in sterile Röhrchen gegeben und anschließend bei -18 °C eingefroren.
Unmittelbar vor der Analyse wurden die Proben bei Raumtemperatur aufgetaut.
Für die Spektralanalyse wurden jeweils 1,5 μL Serumprobe auf ein Substrat mit einer Schicht aus Silbernanopartikeln aufgetragen und 30 Minuten lang getrocknet.
Die spektralen Eigenschaften des Serums wurden mithilfe einer Versuchsbank analysiert, die aus einem Spektrometersystem und einem Mikroskop (ADF U300, ADF, China) bestand.
Die Spektren wurden im nahen Infrarotbereich mit einem Lasermodul mit einer Mittenwellenlänge von 785 nm angeregt.
Jedes der erhaltenen Spektren stellte einen diskreten Satz von 1700 Parametern im untersuchten Frequenzbereich dar.
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C-Gruppe (subklinische/klinisch manifeste koronare Atherosklerose, Stadium 2)
C-Gruppe: atherosklerotische Plaques der Koronararterie mit Stenose von 50 % und mehr, mit oder ohne Brustschmerzen
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Spektralmessungen von Blutserum wurden auf einem Silbernanopartikelsubstrat durchgeführt.
Serumproben wurden gesammelt und in sterile Röhrchen gegeben und anschließend bei -18 °C eingefroren.
Unmittelbar vor der Analyse wurden die Proben bei Raumtemperatur aufgetaut.
Für die Spektralanalyse wurden jeweils 1,5 μL Serumprobe auf ein Substrat mit einer Schicht aus Silbernanopartikeln aufgetragen und 30 Minuten lang getrocknet.
Die spektralen Eigenschaften des Serums wurden mithilfe einer Versuchsbank analysiert, die aus einem Spektrometersystem und einem Mikroskop (ADF U300, ADF, China) bestand.
Die Spektren wurden im nahen Infrarotbereich mit einem Lasermodul mit einer Mittenwellenlänge von 785 nm angeregt.
Jedes der erhaltenen Spektren stellte einen diskreten Satz von 1700 Parametern im untersuchten Frequenzbereich dar.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Modell zur Bestimmung der normalen (A) Koronaranatomie, des subklinischen Stadiums 1 (B) der Atherosklerose und von Läsionen im Stadium 2 auf der Grundlage der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie
Zeitfenster: 1 Jahr
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Sensitivität und Spezifität werden für Modelle berechnet, die den Status von Koronararterien auf der Grundlage von SERS unterscheiden.
Bei hoher Modellleistung wäre es möglich, Koronarläsionen nur anhand von Serumproben zu beurteilen.
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1 Jahr
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Hauptermittler: Petr A Lebedev, professor, chief of therapy chair of professional education department
Publikationen und hilfreiche Links
Nützliche Links
- Khristoforova YA, Bratchenko LA, Skuratova MA, Lebedeva EA, Lebedev PA, Bratchenko IA. Raman spectroscopy in chronic heart failure diagnosis based on human skin analysis. J Biophotonics. 2023 Jul;16(7):e202300016. doi: 10.1002/jbio.202300016.
- Bratchenko LA, Bratchenko IA, Khristoforova YA, Artemyev DN, Konovalova DY, Lebedev PA, Zakharov VP. Raman spectroscopy of human skin for kidney failure detection. J Biophotonics. 2021 Feb;14(2):e202000360. doi: 10.1002/jbio.202000360.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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