СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ Российский патент 2007 года по МПК G01N33/487 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицине, биологии, экологии, а также к тем сферам деятельности, где требуется количественная оценка состояния преимущественно сыворотки крови, и может быть использовано для оценки состояния, например, здоровья при различных заболеваниях.

Уровень техники.

Известен способ исследования слюны путем инфракрасной спектроскопии и измерения коэффициента пропускания инфракрасного излучения (Патент РФ №2177615, МПК G01N 33/483, 2001 (аналог)).

Известен способ определения состояния сыворотки крови, который заключается в том, что готовят препарат с сывороткой крови, накрывают его покрывным стеклом, выдерживают в условиях окружающей среды до появления на предметном стекле выраженной типичной текстуры и затем проводят поляризационно-оптическое исследование препарата путем осмотра всей поверхности образца (Патент РФ №2173462, МПК G01N 33/48, 2001 (аналог)).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ исследования крови путем пропускания инфракрасного излучения через образец и многократного измерения коэффициентов пропускания, на основании которых рассчитывают величину дисперсии, по которой и идентифицируют состояние крови в норме и патологии (Патент РФ №2148257, МПК G01N 33/49, 2000 (прототип)),

Раскрытие изобретения

При создании изобретения решалась задача расширения арсенала способов исследования сыворотки крови.

Дело в том, что в настоящее время хорошо известно, что каждая биологическая система, каждое тело являются сложными, энергоинформационными колебательными системами, имеющими в каждый момент времени соответствующее энергоинформационное содержание структурной организации молекул, зависящее от характера межмолекулярных взаимодействий и устойчивости его состояния.

Технический результат - объективная количественная оценка энергоинформационного содержания структурной организации молекул сыворотки крови в норме и при отклонении от нормы.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе исследования сыворотки крови путем пропускания равномерного инфракрасного излучения через образец с многократным измерением коэффициентов пропускания согласно изобретению поочередно инфракрасному облучению подвергают образец воды с температурой до +4°С, образцы сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы, на основании измеренных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, характеризующие данную сыворотку крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы, затем инфракрасному излучению подвергают образец исследуемой сыворотки крови, на основании измеренных коэффициентов пропускания исследуемой сыворотки крови определяют ее величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, а состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови и сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы, при этом каждый из образцов сыворотки крови и воды берут в виде сверхтонкого слоя.

При этом согласно изобретению толщина сверхтонкого слоя водной системы составляет до 20 микрон.

При этом согласно изобретению в качестве воды используют бидистиллированную воду.

При этом согласно изобретению инфракрасную спектрометрию осуществляют неполяризованным диффузным светом в среднем диапазоне инфракрасного спектра.

При этом согласно изобретению инфракрасную спектрометрию исследуемой водной системы осуществляют в диапазоне волн от 2,86 до 10,42 мкм.

При этом согласно изобретению инфракрасную спектрометрию проводят через каждые 0,1-0,3 секунды.

При этом согласно изобретению спектральный диапазон определен дискретными полосовыми фильтрами с шириной каждого из них в 50-200 см^-1.

При этом согласно изобретению инфракрасную спектрометрию исследуемой водной системы осуществляют посредством инфракрасного анализатора низкого разрешения.

При этом согласно изобретению в качестве инфракрасного анализатора используют аппаратно-программный комплекс «ИКАР».

Отличительной особенностью предложенного способа исследования сыворотки крови является то, что поочередно инфракрасному облучению с многократным измерением коэффициентов пропускания подвергают образец воды с температурой до +4°С, образцы сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы. На основании измеренных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, характеризующие сыворотку крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы. Затем инфракрасному излучению с многократным измерением коэффициентов пропускания подвергают образец исследуемой сыворотки крови, на основании измеренных коэффициентов пропускания исследуемой сыворотки крови определяют ее величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С. Состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови и сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы.

Таким образом, новым и ранее неизвестным является то, что для установления состояния сыворотки крови используют совокупную характеристику - величины критериев Махаланобиса и Бартлетта, причем определенных на основании измеренных коэффициентов пропускания по отношению к воде с температурой до +4°С.

Как известно, критерий Махаланобиса определяется в многомерном пространстве путем измерения расстояния между точками значений выбранного эталона и величинами показателей пропускания, полученными при каждом измерении. После чего выводится его среднее значение, характеризующее состояние исследуемой системы.

В то же время следует отметить, что критерий Махаланобиса, чаще называемый - метрика или расстояние Махаланобиса, характеризует в геометрическом смысле расстояние между многомерными объектами, которыми являются вода с температурой до +4°С, которая играет роль эталона, и исследуемый образец, с учетом их парных корреляционных связей между одноименными столбцами матриц спектральных характеристик, причем расстояние отсчитывается от образца до эталона. В отличие от евклидовой и других метрик эта метрика с помощью ковариационной матрицы связана с корреляциями инфракрасных показателей. Когда корреляция между переменными равна нулю, расстояние Махаланобиса эквивалентно евклидовому расстоянию. Учет связей между инфракрасными показателями эталона и исследуемого образца придает расстоянию между ними смысл различия их «внутреннего строения», что совместно с геометрической оценкой расстояния характеризует дистанцию между исследуемым образцом и эталоном. Расстояние Махаланобиса - проверенный надежный критерий, характеризующий статическое состояние исследуемой системы, а критерий Бартлетта оценивает динамику системы.

Особенностью данного способа является то, что для объективной количественной оценки энерго-информационного содержания структурной организации молекул сыворотки крови в норме и при отклонении от нормы удалось найти общую основу, которой является вода с температурой до +4°С, и те целостные показатели, которые могут охарактеризовать состояние сыворотки крови при исследовании их в сверхтонком слое.

Таким образом, не только расширен арсенал способов исследования сыворотки крови, но и получен достаточно надежный способ объективной количественной оценки энерго-информационного содержания структурной организации молекул исследуемой сыворотки крови в норме и при отклонении от нормы, что позволяет быстро анализировать в практической деятельности состояние сыворотки крови в данный момент времени.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и таблицей 1, в которой представлены величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта для различных патологий.

Осуществление изобретения

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения заключаются в следующем.

Способ исследования сыворотки крови заключается в следующем.

Поочередно через подготовленные в виде сверхтонкого слоя образцы сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы и воды, например, бидистиллированной, с температурой до +4°С, выбранной в качестве эталона, пропускают равномерное инфракрасное излучение, т.е. подвергают инфракрасному облучению с многократным измерением коэффициентов пропускания.

На основании измеренных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, характеризующие сыворотку крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы.

Затем инфракрасному облучению подвергают подготовленный в виде сверхтонкого слоя образец исследуемой сыворотки крови, на основании измеренных коэффициентов пропускания исследуемой сыворотки крови определяют ее величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С.

Состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения полученных величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови с ранее полученными для сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы.

Создают сверхтонкий слой, помещая бидистиллированную воду с температурой до +4°С в подготовленную путем охлаждения до температуры воды кювету инфракрасного анализатора, расстояние между стенками которой до 20 микрон.

Полученный сверхтонкий слой воды с температурой до +4°С подвергают многократной широкополосной инфракрасной спектрометрии, например, в среднем диапазоне инфракрасного спектра, например в диапазоне волн от 2,86 до 10,42 мкм, через каждые 0,1-0,2 секунды, для чего подготовленную кювету помещают в инфракрасный анализатор низкого разрешения, например в аппаратно-программный комплекс «ИКАР» (сертификат об утверждении типа средств измерений №5745 от 20.11.98), характеризующийся равномерным инфракрасным излучением неполяризованного диффузного света. Показатели коэффициентов пропускания инфракрасного излучения фиксируются.

Затем создают сверхтонкий слой сыворотки крови, показатели биохимических анализов которой находятся в норме, также помещая ее в кювету указанного инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками до 20 микрон.

Полученный сверхтонкий слой сыворотки крови, находящейся в норме, подвергают многократной широкополосной инфракрасной спектрометрии, например, в среднем диапазоне инфракрасного спектра, например в диапазоне волн от 2,86 до 10,42 мкм, через каждые 0,1-0,2 секунды, для чего кювету с сывороткой крови, находящейся в норме, помещают в инфракрасный анализатор низкого разрешения, например в аппаратно-программный комплекс «ИКАР» (сертификат об утверждении типа средств измерений №5745 от 20.11.98), как уже было сказано, характеризующийся равномерным инфракрасным излучением неполяризованного диффузного света, а спектральный диапазон может быть определен дискретными полосовыми фильтрами с шириной каждого из них в 50-200 см^-1.

Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса «ИКАР» представляет собой пакет прикладных программ, реализующих математические методы обработки данных, и по показателям пропускания инфракрасного излучения определяют величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта, характерные для сверхтонкого слоя сыворотки крови, находящейся в состоянии нормы, относительно воды с температурой до +4°С. При этом следует отметить, что определение величины критерия Махаланобиса и величины критерия Бартлетта можно проводить в вычислительной среде стандартной системы компьютерной математики, например МАТЛАБ 6.

В таком же порядке определяют величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта сверхтонкого слоя сыворотки крови, находящейся в состоянии соответствующего отклонения от нормы.

Таким образом, на основании полученных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения сывороткой крови и водой с температурой до +4°С определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы.

По результатам исследований может быть составлен каталог величин критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта сыворотки крови, находящейся в состоянии нормы и соответствующих отклонений от нормы.

Затем для исследуемой сыворотки крови определяют величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта относительно воды, например, бидистиллированной, с температурой до +4°С.

Для этого создают сверхтонкий слой исследуемой сыворотки крови, также помещая ее в кювету инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками до 20 микрон.

Полученный сверхтонкий слой исследуемой сыворотки крови также подвергают многократной широкополосной инфракрасной спектрометрии, например, в среднем диапазоне инфракрасного спектра, например в диапазоне волн от 2,86 до 10,42 мкм, через каждые, например, 0,1-0,3 секунды, для чего кювету с исследуемой пробой сыворотки крови помещают в указанный инфракрасный анализатор низкого разрешения, например в аппаратно-программный комплекс «ИКАР» с равномерным инфракрасным излучением неполяризованного диффузного света.

Таким образом, посредством программного обеспечения аппаратно-программного комплекса «ИКАР» на основании полученных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения исследуемой сывороткой крови и водой с температурой до +4°С определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови.

Состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови и сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы.

Если каталог состояний сыворотки крови подготовлен заранее, например таблица 1, то время исследования резко сокращается, так как необходимо определить только величины критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови относительно воды с температурой до +4°С, показатели которой уже имеются в базе данных компьютера, и сравнить с показателями каталога состояний сыворотки крови.

Пример 1.

Для исследования взята сыворотка крови.

Создают сверхтонкий слой бидистиллированной воды с температурой +2°С, помещая ее в предварительно охлажденную до +2°С кювету инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками 15 микрон.

Полученный сверхтонкий слой бидистиллированной воды с температурой +2°С подвергают девятикратной через каждые 0,1 секунды широкополосной инфракрасной спектрометрии в средней области инфракрасного спектра, для чего кювету с пробой исследуемой воды помещают в аппаратно-программный комплекс «ИКАР», проводят инфракрасную спектрометрию эталона в диапазоне волн 3,01, 3,41, 4,95, 5,71, 6,04, 7,09, 8,69, 9,52 и 9,8 мкм, при этом спектральный диапазон определен дискретными полосовыми фильтрами с шириной каждого из них в 100 см^-1. Показатели коэффициента пропускания инфракрасного излучения фиксируют и на их основании определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта для данной воды.

Получили следующие величины:

- величина критерия Махаланобиса - 0;

- величин критерия Бартлетта - 0.

Затем создают сверхтонкий слой сыворотки крови, показатели клинико-биохимических исследований которой находятся в норме, также помещая ее в кювету указанного инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками 15 микрон.

Полученный сверхтонкий слой сыворотки крови, находящейся в состоянии нормы, также подвергают девятикратной через каждые 0,1 секунды широкополосной инфракрасной спектрометрии в средней области инфракрасного спектра, для чего заправленную кювету помещают в аппаратно-программный комплекс «ИКАР» и на основании коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют относительно бидистиллированной воды с температурой +2°С величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта сверхтонкого слоя сыворотки крови, находящейся в состоянии нормы, т.е. величины критериев Махаланобиса и Бартлетта, характеризующие состояние нормы для сыворотки крови относительно бидистиллированной воды с температурой +2°С. При этом инфракрасную спектрометрию также осуществляют в диапазоне волн 3,01, 3,41, 4,95, 5,71, 6,04, 7,09, 8,69, 9,52 и 9,8 мкм, а спектральный диапазон определен дискретными полосовыми фильтрами с шириной каждого из них в 100 см^-1. Получили следующие величины:

- величина критерия Махаланобиса - 114;

- величина критерия Бартлетта - 683.

Затем создают сверхтонкий слой сыворотки крови, находящейся в состоянии патологии, например, характерной для больных с опухолью головного мозга, также помещая ее в кювету указанного инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками 15 микрон.

Полученный сверхтонкий слой сыворотки крови, находящейся в состоянии патологии, также подвергают, например, девятикратной через каждые 0,1 секунды широкополосной инфракрасной спектрометрии в средней области инфракрасного спектра, помещая кювету в аппаратно-программный комплекс «ИКАР» с равномерным инфракрасным излучением неполяризованного диффузного света. На основании коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют относительно бидистиллированной воды с температурой +2°С величины ее критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта, т.е. величины, характерные для данной патологии, осуществляя инфракрасную спектрометрию также в диапазоне волн 3,01, 3,41, 4,95, 5,71, 6,04, 7,09, 8,69, 9,52 и 9,8 мкм с шириной каждого из дискретных полосовых фильтров в 100 см^-1.

Их величины:

- величина критерия Махаланобиса - 201;

- величина критерия Бартлетта - 284.

Таким образом были определены величины критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта сыворотки крови и для больных шизофренией, и для больных гепатитом, для больных остеопорозом, для онкологических больных и т.д., т.е. создан каталог количественной оценки энерго-информационного содержания структурной организации молекул исследуемой сыворотки крови в норме и при отклонении от нормы, т.е. для различных заболеваний.

Имея такой каталог, можно быстро и достоверно оценить исследуемую сыворотку крови пациента (таблица 1).

Для этого достаточно создать сверхтонкий слой исследуемой сыворотки крови, помещая ее в кювету указанного инфракрасного анализатора с расстоянием между стенками 15 микрон.

Полученный сверхтонкий слой исследуемой сыворотки крови подвергают девятикратной через каждые 0,1 секунды широкополосной инфракрасной спектрометрии в средней области инфракрасного спектра, помещая кювету с исследуемой сывороткой крови в аппаратно-программный комплекс «ИКАР». На основании коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют относительно бидистиллированной воды с температурой +2°С величины ее критерия Махаланобиса и критерия Бартлетта, осуществляя инфракрасную спектрометрию также в диапазоне волн 3,01, 3,41, 4,95, 5,71, 6,04, 7,09, 8,69, 9,52 и 9,8 мкм с шириной каждого из дискретных полосовых фильтров в 100 см^-1.

Получили следующие величины:

- величина критерия Махаланобиса - 26;

- величина критерия Бартлетта - 183.

Состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения полученных величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови с ранее полученными величинами для сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы.

Сравнение показало, что исследуемая сыворотка крови характерна для больного с ушибом головного мозга.

Следует отметить, что при создании данного способа исследования сыворотки крови общее количество обследованных больных составило 782 человек. Проведение последующего анализа позволило заключить, что показатели группы здоровых людей статистически достоверно отличаются от всех исследуемых состояний, характеризующих различные виды патологии. При этом виды патологии в виде вирусных заболеваний, например, гепатиты А, В и С, и остеопороз являются наиболее близкими к контрольной группе, которая характеризуется сывороткой крови, находящейся в норме. Далее отстоят сердечно-сосудистые патологии и неврологические. Отдельно отстоят данные для больных алкоголизмом.

Сравнительный анализ полученных результатов исследования тонких слоев сыворотки крови больных с выбранной патологией и бидистиллированной водой с температурой до +4°С показывает, что при каждом конкретном заболевании с помощью критериев Махаланобиса и Бартлетта количественно идентифицируются различные состояния сыворотки крови.

Изобретение относится к медицине, биологии, экологии. Сущность способа заключается в том, что поочередно инфракрасному облучению подвергают образец воды с температурой до +4°С, образцы сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы, многократно измеряют коэффициенты пропускания, на основании измеренных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, характеризующие сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы. Затем инфракрасному излучению подвергают образец исследуемой сыворотки крови, на основании измеренных коэффициентов пропускания исследуемой сыворотки крови определяют ее величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С. Состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови и сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы. Образцы сыворотки крови и воды берут в виде сверхтонкого слоя. Технический результат - объективная количественная оценка состояния сыворотки крови. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ исследования сыворотки крови путем пропускания равномерного инфракрасного излучения через образец с многократным измерением коэффициентов пропускания, отличающийся тем, что поочередно инфракрасному облучению подвергают образец воды с температурой до +4°С, образцы сыворотки крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы, на основании измеренных коэффициентов пропускания инфракрасного излучения определяют величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, характеризующие сыворотку крови в норме и при соответствующем отклонении от нормы, затем инфракрасному излучению подвергают образец исследуемой сыворотки крови, на основании измеренных коэффициентов пропускания исследуемой сыворотки крови определяют ее величины критериев Махаланобиса и Бартлетта относительно воды с температурой до +4°С, а состояние исследуемой сыворотки крови идентифицируют путем сравнения величин критериев Махаланобиса и Бартлетта исследуемой сыворотки крови и сыворотки крови в норме и при отклонениях от нормы, при этом каждый из образцов сыворотки крови и воды берут в виде сверхтонкого слоя.2. Способ исследования эндогенной жидкости по п.2, отличающийся тем, что толщина сверхтонкого слоя составляет до 20 мкм.3. Способ исследования эндогенной жидкости по п.1, отличающийся тем, что воду используют бидистиллированную.4. Способ исследования эндогенной жидкости по п.1, отличающийся тем, что инфракрасную спектрометрию осуществляют в среднем диапазоне инфракрасного спектра.5. Способ исследования эндогенной жидкости по п.5, отличающийся тем, что инфракрасную спектрометрию осуществляют в диапазоне волн от 2,86 до 10,42 мкм.6. Способ определения степени структурированности водной системы по пп.1 и 6, отличающийся тем, что инфракрасную спектрометрию полученного сверхтонкого слоя проводят через каждые 0,1-0,3 с.7. Способ исследования эндогенной жидкости по п.1, отличающийся тем, что спектральный диапазон определен дискретными полосовыми фильтрами с шириной каждого из них в 50-200 см^-1.8. Способ исследования эндогенной жидкости по п.1, отличающийся тем, что инфракрасную спектрометрию осуществляют посредством инфракрасного анализатора низкого разрешения.9. Способ исследования эндогенной жидкости по п.9, отличающийся тем, что в качестве инфракрасного анализатора используют аппаратно-программный комплекс «ИКАР».