Способ определения содержания кислорода в цельной крови Советский патент 1981 года по МПК G01N21/47 

1

Изобретение относится к спектрофотометрии гемоглобина и может быть использовано для медицинской диагностики в гематологии.

Известен способ определения кислородной насыщенности крови, основанный на измерении потока излучения, от раженного от пробы разведенной крови под некоторым углом f 20-30° , который заложен в основу работыиндикаторного фотооксигемометра (модель Ъ57), используемого в медицинской, практике 1 .

К недостаткам этого.способаотносятся разведение цельной крови, неконтролируемым образом изменяющее сродство гемоглобина к кислороду; необходимость предварительной - калибровки другим, более точным, методом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения процентного содержания кислорода в цельной крови, основанный на измерении интенсивности света с длиной, волны 805 нм (изсэсбестическая точка) и света другой длины волны, предпочтительно 650 нм, прошедшего через кровь или отраженного от крови, определении логарифма отношения сигналов на двух длинах волн, по которому судят об искомой величине {21.

Недостатки этого способа заключаются в погрешности, обусловленной разбросом определяемых величин

T(Af)

Ij- ИЛИ .Вп 5ТЩ

за счет личия форма эритроцитов, их концентрации и функции распределения по размерам для разных образцов крови; а также в необходимости калибровки другим независимым способом. .

15 Цель изобретения - повышение точ.ности измерений содержаниякислорода в цельной крови..

Поставленная цель достигается тем,, что освещают исследуемый объект монохроматическими пучками излучения на длинах волн Я/1И AI, выбранных из условия 650 Я.700 нм и .2.805 нм, измеряют коэффициент диффузного отражения при Я.-1И 2 определяют коэффициенты диффузного пропускания двух слоев с разной толщиной,., одна из которых равна 0,1 см, другая - 0,14 0,17 см, а разность значений толщин соответствует отношению коэффициентов

30 диффузного пропускания, лежащему в интервале 0,4-0,6, и определяют содержание кислорода по следующей формуле1Ц) (гг,).П() где Пдд % - процентное содержание кис лорода; . Хц,Н)рв - известные отношения . показателей поглощения на длинах волн Х-, и Л2. Я деокси и окси гемоглобина; Т(Я ) ;Т (Ч) Го.(а) - коэффициенты. ДИФФУЗНОГО пропускания двух слоев с разными толщинами для длин волн Я и Х( ; у(Х.} y(2.) - параметры, опреде ляемые из градуировочного графика. Б спектральном интервале 650 нм 1000 нм отношение показателей поглощения гемоглобина на двух длинах вол равно отношению показателей поглощения эритроцитов, что было установлено экспериментально, т.е. LbL - SlHi Т(Яо) К{Л2.) отношение показателе поглощения гемоглоби на исследуемого образца крови на двух длинах волн отношение показателе поглощения зритроцит на двух длинах волн Показатель поглощения зритроцитов равен Еп Ti /Та. к у - г 2ч . где -;И Eji - толщины двух слоев Т и Tj) - коэффициенты диффу ного пропускания слоев на двух длинах волн; у - параметр, определя мый из градуировоч ного графика по козффициенту .отраж ния R. Теоретически доказано, что велич на у связана с коэффициентом диффуз ного отражения соотношением 0,51 1 - 0,48 Используя известные спектрофотометрические соотношения и подставля (3) в (2), получаем формулу для рас чета процентного содержания кислоро . да - . .

нм

650 .0,51 0,131 0,26

805 0,42 0,117 0,305 4,545 0,455 93,5

Хяб,

М

0//4

Oi. X .MIllMMJii 0.%r ),u)/T,(x (0,(4) {u-hoQr известные отношения молярных показателей поглощения для деокси- и оксигемоглобина, измеренные при Л 560 нм, 2 805 нм; отношение показателей поглощения гемоглобина исследуемого образца крови /В предлагаемом способе концентрация кислорода определяется по отношению показателей поглощения гемоглобина на двух длинах волн и, следовательно, на точность способа не влияют различия формы зритроцитов, их концентрация и функция.распределения по размерам. На фиг. 1 представлены по оси ординат величины п (R.,/R Q.) / приведенные в прототипе (фиг. 1 а), и id AlI- nT ./Т ( у(Л2.) 1ПТ(Л2.)) в предлагаемом способе (Фиг. 1 б), а по оси абсцисс отложены значения П15оцентного содержания кислорода, измеренные контрольным наиболее прецизионным микрополярографическим методом, для этих же образцов крови; на фиг. 2 - градуировочный график для определения величины у по коэффициенту диффузного отражения К. Пример . При реализации способа исследуемую цельную кровь человека в объеме 1,-5 мл заливают в две кюветы, обеспечивая слои разной толщины е., 0,1 см, 2. 0,15 см (толщина слоя должна быть равна 0,140,17 см), освещают.их монохроматическими пучками света на длинах волн Д 650 нм или (Л 700 нм) , i ; нм, измеряют в этих длинах олн коэффициенты диффузного отражения R(X) или R(X) слоя с 8-, 0,15 СМи коэффициенты диффузного пропускания Т (;i-i), т. (Я,) и |Tij(Z-i), Т2(Я.2) двух слоев, далее по градуировочному графику (фиг. 2) определяют у(И) и у(Я1) и находят процентное содержание кислорода по формуле (4). В таблице приведены эксперикентальные результаты и данные обработки, полученные для конкретного образца. , Формула (3) применима при коэффициенте диффузного отражения ,05 При содержании кислорода п 30%, когда величина R ( Я. 650 нм) 0,.0 следует выбирать длину волны Я1, 700 нм, где R { Я1, 700 нм) 0,05 Для повышения точности определениг: коэффициентов диффузного отражения при ,05 следует проводить измерения отражания относительно подложки из матового стекла марки ОИС с коэффициентом диффузного отражения ЕЭ 0,2. Тогда вместо величины R 0,05. измеряется величина отношени R/R9 0,25 и погрешность измерений - 0,03. Погрешность определения к поп при значениях поп 0 предла гаемым способом не превышает 10%, так как в нем автоматически учитываются различия в концентрации, раз и форме эритроцитов.Неучет вл яния вышеуказанных параметров в про тотипе как показали наши исследова ния, может приводить к погрешности определения по, % до 20-30%. В частности, при определении содержания кислорода в консервированн крови человека в норме известным сп собом относительный среднеквадратич ньй1 разброс составляет 8%, а J peдлaгaeмым -4% (фиг.1). Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения в 2-3 раза по сравнению с известным способом, а также обеспечить возможность измерений, не требу одих калибровки, что делает предлагаемый способ пригодным для контро ля других способов определений про 1ентного содержания кислорода. Формула изобретения Способ определения содержания кислорода в цельной крови, при осуществ лении которого освещают исследуег гй объект монохроматическими пучками излучения на длинах волн Х и А , выбранных из условия: 650 700 Нм и A/i 805 Нм, измеряют коэффициент диффузного отражения при Л и Aj , отличающийс я тем, что, с целью повьляения точности измерений, определяют коэффициенты диффузного пропускания двух слоев с разной толщиной, одна из которых равна 0,1 см, другая - 0,14-0,17 см, а разность значений толщин соответствует , шению коэффициентов диффузного пропускания, .лежащему в интервале 0,40,6 и определяют содержание кислорода по следующей формуле X );(A4) Ь жяо,;епт,и1)/Г2(1г) где Пол процентное содержание кислорода ; Хц НЬОо эвестные отношения показателей поглсадения на длинах волн Я-1 и А2 для деокси- и оксигемоглобина; Т( А) ;TI(A.) ) Т,(Д;;,) - коэффициенты диффузного пропускания двух слоев с разными толщинами для длин волн Д и Х ; у(Х-,) ,У(Xj) - параметры, определяемые из градуировочного графика по .коэффициентам отражен.ия R(Xi) и R(A2.} . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шинкаренко И.В. Перенос кислорода в живых организмах и возможные пути имитации этого процесса. Л,, изд-во ВИНИТИ, 1978, с. 89. 2.Патент ФРГ 2114064, кл. 42 I 3-54, опублик. 1974 (прототип).