СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИКИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ Российский патент 2014 года по МПК G01N33/49 

Предполагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к лабораторной клинической диагностике и может быть использовано для проведения лабораторных анализов, а также в исследовательских целях.

Величина скорости оседания эритроцитов (СОЭ) является неспецифическим показателем, широко используемым в клинической практике для оценки наличия воспалительных процессов в организме человека при различных заболеваниях и позволяющим следить за ходом заболевания и его лечения.

Известен принятый в России (классический) способ оценки скорости оседания эритроцитов, выполненный по методу Панченкова [Лабораторные методы исследования в клинике. / Под ред. Меньшикова В.В. - М.: Медицина, 1987. - 368 с]. Стеклянную градуированную трубку до установленного уровня наполняют смесью крови с 3,8% цитратом натрия (антикоагулянт) в соотношении 4:1 и помещают вертикально в штатив под зажимом (для устранения вытекания крови). Через час после начала измерения по делениям на трубке определяют расстояние (в мм), на которое опустился столбик эритроцитов от исходного уровня

Недостатком данного способа является длительное время анализа (более 1 часа), а также трудности, возникающие при заборе необходимого для исследования объема капиллярной крови (не менее 0.3 мл) и связанные с данным фактом нарушения правил забора и подготовки крови к исследованию.

Также известен классический метод Вестергрена [Лабораторные методы исследования в клинике. / Под ред. Меньшикова В.В. - М.: Медицина, 1987. - 368 с]. Это показатель скорости разделения крови в пробирке с добавленным антикоагулянтом на 2 слоя: верхний (прозрачная плазма) и нижний (осевшие эритроциты). Скорость оседания эритроцитов оценивается по высоте образовавшегося слоя плазмы в мм за 1 час.Удельная масса эритроцитов выше, чем удельная масса плазмы, поэтому в пробирке при наличии антикоагулянта под действием силы тяжести эритроциты оседают на дно. Скорость, с которой происходит оседание эритроцитов, в основном определяется степенью их агрегации, т.е. их способностью слипаться вместе.

Недостатком является нарушение соотношения цитрата с кровью. При постановке реакции оседания важно соблюдать точность соотношения цитрата и крови (1:4). Более концентрированный цитрат извлекает воду из эритроцитов и ускоряет оседание. Менее концентрированный цитрат (гипотонический) вызывает поступление воды в эритроцит и замедляет СОЭ.

За прототип принят способ определения динамики изменения скорости оседания эритроцитов [см. Патент РФ №2256917, МПК 7 G 01 N 33/49, публ. 20.07.2005 г., Бил. №13], включающий смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом, забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в капилляр, размещение его вертикально, с последующим измерением за равные промежутки времени высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов. При этом раствор крови с антикоагулянтом разливают с помощью автоматического дозатора в гематокритный капилляр, нижний конец которого герметично закупоривают, размещают капилляр вертикально в гнездо центрифуги и осуществляют измерение высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов, в режиме вращения центрифуги с угловой скоростью не более 50 об/мин через равные промежутки времени в течение заданного временного интервала, по полученным данным определяют максимальную величину оседания эритроцитов и строят график динамики оседания эритроцитов.

Недостатком прототипа является, низкая точность измерения из-за определения искомых значений по статистической градуировочной характеристике с множеством измерений.

Технической задачей является повышение точности определения действительной характеристики скорости оседания эритроцитов, за счет исключения методической и динамической погрешности измерения.

Данная техническая задача решается за счет того, что в способе определения динамики изменения скорости оседания эритроцитов, включающем смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом, забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в капилляр, размещение его вертикально, при этом раствор крови с антикоагулянтом разливают с помощью автоматического дозатора в гематокритный капилляр, нижний конец, которого герметично закупоривают, размещают капилляр вертикально в гнездо центрифуги и осуществляют измерение высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов, в режиме вращения центрифуги с угловой скоростью не более 50 об/мин, по полученным данным определяют максимальную величину оседания эритроцитов, в отличие от прототипа, измеряют высоту слоя плазмы по импульсной динамической характеристике, амплитуду h₁, h₂ которой фиксируют в два кратных момента времени t₁, t₂=2t₁, по которым регистрируют максимальную величину Н оседания эритроцитов и постоянную времени Т, а так же предельную скорость V₀, как их отношение

V₀=H/T,

по которым определяют действительную характеристику скорости V(t) оседания эритроцитов

V(t)=V₀*е^-t/T.

Сущность предлагаемого способа поясняется на фиг.1÷4. Предлагаемый способ включает 2 этапа:

- измерение высоты слоя плазмы импульсной динамической характеристики для регистрации ее информативных параметров;

- определение по информативным параметрам действительной характеристики скорости оседания эритроцитов.

Определение скорости оседания эритроцитов, включает смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом, забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в капилляр, размещение его вертикально. Раствор крови с антикоагулянтом разливают с помощью автоматического дозатора в гематокритный капилляр, нижний конец, которого герметично закупоривают. Размещают капилляр вертикально в гнездо центрифуги и осуществляют измерение высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов, в режиме вращения центрифуги с угловой скоростью не более 50 об/мин, по полученным данным определяют максимальную величину оседания эритроцитов

1. Измеряют высоту слоя плазмы свободной от эритроцитов по импульсной динамической характеристике.

Экспериментальная зависимость h(t)=h динамического процесса измерения высоты слоя плазмы (фиг.1) изменяется по экспоненциальному закону:

где Н-максимальная величина оседания эритроцитов,

Т-постоянная времени динамического процесса.

Для нахождения максимальной величины и постоянной времени оседания эритроцитов в момент времени t_t и кратный ему момент времени t₂(t₂=2t₁) измеряют (см. фиг.2,) амплитуды t₁ и h₂, по которым регистрируют максимальную величину высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов и постоянную времени Т.

Параметры H и T однозначно определяют динамическую характеристику эксперимента по зависимости (1), поэтому их целесообразно принять за информативные параметры динамического процесса оседания эритроцитов. Регистрация информативных параметров H и T организована по двум измеренным значениям амплитуды h₁, h₂ в два момента времени t₁, t₂ из системы уравнений по формуле (1) для первого и второго измерений:

Выразим из уравнений системы моменты времени t₁ и t₂:

и запишем отношение:

Решение в явном виде получено при кратном отношении после приведения к общему знаменателю:

Проэкспоненциируем данное уравнение и выразим параметр H:

Для нахождения Т подставим выражение (3) в первое уравнение системы (2):

где h1-амплитуда в момент времени t₁.

2. Как отношение параметров Н к Т определяют значение предельной скорости V₀:

Определяют действительную характеристику скорости оседания эритроцитов (фиг.3).

Характеристика (6) следует из дифференцирования динамической характеристики (1), т.к. скорость V(t) является ее производной по времени:

Адекватность и эффективность предлагаемого способа представлены ниже.

Адекватность предлагаемого способа физике эксперимента доказывает математическое моделирование, исследуемых 1 ИДХ h(t), относительно эквивалента 2 экспериментальной ИДХ h₃(t), по полученным значениям (фиг.1).

Проводят оценку адекватности полученных зависимостей по формуле определения относительной погрешности:

ее оценка представлена на фиг.2.

При этом погрешность ε отклонения исследуемой h(t) относительно экспериментальной h_э(t), не превышает 9.3·10^-7%.

Аналогично, что ИДХ скорости относительно V_э(t), не превышает 7.4·10^-6.

ее оценка представлена на фиг.4.

Повышение точности за счет учета методической и динамической погрешности приведем на примере оценки максимальной величины Н оседания эритроцитов:

где Н=const - информативный параметр ИДХ предлагаемого решения величин H относительно прототипа h(t).

Эффективность по точности определяется нелинейностью η:

Нелинейность прототипа регламентирует методическую погрешность градуировкой характеристики, апроксимируемой статистическим анализом множества измерений. В предлагаемом решении методическая погрешность исключена из-за определения H с единичной нелинейностью η=1, как информативного параметра динамической характеристики h(t). Динамическая погрешность δ определяется нелинейностью η:

т.е. и также убывает по экспоненте с увеличением времени t, в то время как мгновенное значение h(t) ИДХ стремится по асимптоте к максимальной высоте Н (фиг.1).

Следовательно, предлагаемый способ, в отличие от прототипа, устраняет и методическую, и динамическую погрешность.

Повышение оперативности предлагаемого способа оценивается эффективностью времени измерения t. В предлагаемом способе t≤Т измерения не превышает постоянную времени, а для прототипа в 3-5 раз больше t_n=(3-5)T.

Из эффективности, для погрешности (5-1)% следует, что оперативность предлагаемого способа в 3-5 раз выше известных способов.

Значения погрешностей, возникающих в результате применения способа-прототипа и предлагаемого способа приведены в таблице.

Результаты Норма Прототип Пред. способ ε₁% £₂%     3Т 5Т 3Т 5Т Н,мм 30 28.5 29.8 30 9.248·10^-7 5 0.67 Т,с 1200 1199 1199.9 1200 9.927·10^-6 0.08 0.01 V₀ 0.025 0.024 0.248 0.025 7.432·10^-6 5 0.66

Из таблицы видно, что точность предлагаемого способа на 6 порядков выше известного решения.

Таким образом, определение высоты слоя плазмы по импульсной динамической характеристике, амплитуду которой измеряют в два кратных момента времени, по которым регистрируют максимальную величину оседания эритроцитов и постоянную времени, а так же предельную скорость, как их отношение, по которым определяют действительную характеристику скорости оседания эритроцитов, в отличие от известных решений, повышает точность на несколько порядков, а оперативность не менее, чем в 3 раза.

Изобретение относится к области медицины, а именно к лабораторной клинической диагностике, и касается способа определения динамики изменения скорости оседания эритроцитов. Способ включает: смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом; забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в капилляр; размещение его вертикально, при этом раствор крови с антикоагулянтом разливают с помощью автоматического дозатора в гематокритный капилляр, нижний конец которого герметично закупоривают; размещают капилляр вертикально в гнездо центрифуги и осуществляют измерение высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов, в режиме вращения центрифуги с угловой скоростью не более 50 об/мин. По полученным данным определяют максимальную величину оседания эритроцитов, измеряют высоту слоя плазмы по импульсной динамической характеристике, амплитуду которой фиксируют в два кратных момента времени, по которым регистрируют максимальную величину оседания эритроцитов и постоянную времени, а также предельную скорость, как их отношение, по которым определяют действительную характеристику скорости оседания эритроцитов. Применение способа обеспечивает повышение точности определения действительной характеристики скорости оседания эритроцитов за счет исключения методической и динамической погрешностей измерения. Также способ обеспечивает повышение точности определения динамики изменения скорости оседания эритроцитов на несколько порядков, а оперативность не менее чем в 3 раза. 1 табл., 4 ил.

Способ определения динамики изменения скорости оседания эритроцитов, включающий смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом, забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в капилляр, размещение его вертикально, при этом раствор крови с антикоагулянтом разливают с помощью автоматического дозатора в гематокритный капилляр, нижний конец которого герметично закупоривают, размещают капилляр вертикально в гнездо центрифуги и осуществляют измерение высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов, в режиме вращения центрифуги с угловой скоростью не более 50 об/мин, по полученным данным определяют максимальную величину оседания эритроцитов, отличающийся тем, что измеряют высоту слоя плазмы по импульсной динамической характеристике, амплитуду h₁, h₂ которой фиксируют в два кратных момента времени t₁, t₂=2t₁, по которым регистрируют максимальную величину H оседания эритроцитов и постоянную времени T, а также предельную скорость V₀, как их отношение
V₀=Н/Т,
по которым определяют действительную характеристику скорости V(t) оседания эритроцитов
V(t)=V₀·e^-t/T.