Спосіб прижиттєвого визначення енергії біологічного об’єкту

Спосіб прижиттєвого визначення енергії біологічного об'єкту, який включає визначення градієнту енергії за означений проміжок часу, який полягає в тому, що вимірюють градієнти маси біологічного об'єкту (dm), об'єму (dv), площі поверхні (ds), та градієнт часу (dt), затраченого на виміри, градієнт енергії (dE) біологічного об'єкту визначають за формулою: Спосіб прижиттєвого визначення енергії біологічного об'єкту відноситься до медицини і може бути використаний для оптимізації лікувальних та діагностичних те хнологій. Для визначення енергії біологічного об'єкту існують лише руйнівні методи, які позбавляють біологічний об'єкт життєздатності. Так, відомі способи посмертного вимірювання енергії біологічного об'єкта шляхом визначення кількості теплоти, яка виділяється при спалюванні біологічного об'єкта. Визначають кількість теплоти, яка виділяється, в калоріях і цей показник екстраполюють на енергію об'єкта, який досліджується. Звичайно, що біологічний об'єкт при цьому засобі вимірювання втрачає свою життєздатність. Такі виміри мають значну похибку за рахунок розсіювання тепла в навколишньому просторі, знищують біологічний об'єкт, що не дозволяє проводити дослідження в процесі життя біологічного об'єкту. В результаті проведеного патентного пошуку встановлено, що до нашого часу задача прижиттєвого визначення енергії біологічного об'єкту не може бути вирішеною, бо не існує відповідних способів. В зв'язку з наведеними даними поставлена задача забезпечення можливості прижиттєвого визначення енергії біологічного об'єкту. Поставлена задача вирішується таким чином, що визначають градієнт енергії біологічного об'єкту за означений проміжок часу, який полягає в тому, що вимірюють градієнт маси біологічного об'єкту (dt), об'єму (dv), площі поверхні (ds) та градієнт часу (dt), затраченого на виміри, а градієнт енергії (dE) біологічного об'єкту визначають за формулою: æ dv ö dm ç ÷ è ds ø dE = dt 2 Заявлений спосіб дозволяє вирішити поставлену задачу можливості прижиттєвого визначення енергії біологічного об'єкту та відкриває широкі можливості щодо корекції та впливання на цей показник. Заявлений спосіб виконують шляхом дії над біологічним об'єктом за допомогою пристроїв, якими вимірюють градієнт маси, об'єму, площі поверхні біологічного об'єкту і часу, за який виникли кількісні зміни цих показників та проведені відповідні виміри. Для визначення маси різноманітних матеріальних об'єктів, в тому числі і біологічних, існ ують різні способи. На Землі це широкорозповсюджений спосіб визначення еквівалентної маси через показник ваги об'єкта за формулою: æ dv ö dm ç ÷ è ds ø dE = dt 2 2 (13) 33295 (11) UA (19) P g де m - маса объекта в кг (СІ), Р - вага объекта в Н; g - прискорення вільного падіння в Н/кг. Градієнт маси (dm) визначають шляхом вимірювання маси біологічного об'єкту за означений проміжок часу (dt). На початку дослідження та наприкінці з отриманням кількісних показників m 1 та m 2. Градієнт маси визначають шляхом визначення їх різниці: dm=m 1-m 2. Для вимірів об'єму матеріальних об'єктів, в тому числі біологічних об'єктів, існують різні способи. Одним з можливих є визначення об'єму біологічного об'єкта шляхом вимірювання через його масу та густин у або шляхом проведення геометm= A 2 33295 складає 1 мм 3, або в системі СІ (0,001 м 3)= =1´10-9 м 3. Визначаємо площу поверхні біологічного объекту - біоптата кубічної форми. Площа поверхні біоптата (s) дорівнює s=6·x2, де 6 - кількість граней куба, а х - довжина грані кубічного біоптата: s=6×(1 мм)2=6´10-6 м 2. Після лікування виявлено розплавлення біоптату за проміжок часу, що складає 12 хвилин=12´60=7200 секунд. При цьому отримано такі показники маси, об'єму, площі поверхні біоптату в динаміці. Маса після впливання на біоптат лазерним випромінюванням з довжиною хвилі 628 км та потужністю 1 Вт з допомогою лазера та парах золота склала 0,5´10-3 кг. Об'єм біоптата після впливання лазерним випромінюванням, за означених характеристик, склав 0,125´10-9 м 3. Площа поверхні біоптата після впливання лазерним випромінюванням, за означених характеристик, складав 1,5´10-6 м 2. Таким чином показники градієнтів маси, об'єму та площі поверхні склали: dm=0,5´10-3 (кг); dv=-0,875´10-9 (м 3); ds=-4,5´10-6 (м 2); dt=7200 секунд. Згідно з формулою заявленого винаходу, градієнт сумарної енергії біоптата склав dE= =0,365´10-18 Дж. Заявлений спосіб можна використовувати при будь-яких кількісних оцінках біологічних процесів. В процесі накопичення об'єктивних даних, авторського і колективного досвіду із застосуванням заявленого способу можливе отримання нових технологій і прикладних рішень, та широкого впровадження в практику. Спосіб планується патентувати за кордоном. Наводимо клінічний приклад використання способу. Хворий Ш., 69 років (№ іст. хвороби 30599) госпіталізований до Харківського обласного онкологічного диспансера, а в наступному лікований амбулаторно з діагнозом базальноклітинний рак шкіри спини з оголенням II-V гр удних хребців, Т4N0 M0 , множинні базаліоми шкіри правої верхньої кінцівки і спини, дерматоз Боуена. Виконані до цього сеанси кріотерапії та променевої терапії неефективні. Враховуючи множинність злоякісного процесу та неефективність традиційного лікування виконана фотодинамічна терапія. В процесі лікування хворого взято біоптат пухлини кубічної форми з довжиною грані 1 мм. Визначено масу біоптата, його об'єм та площу поверхні і ці ж показники через 7200 сек, коли спостерігали зменшення біоптата вдвічі. Згідно з формулою винаходу, визначено енергію біоптата (біологічного об’єкта). Її величина складає 0,365´10-18 Дж. В процесі наступного лікування з використанням отриманих даних досягнуто зменшення пухлини в oб'ємі, множинні базаліоми верхньої кінцівки і спини повністю усунені. Хворий знаходиться під наглядом онколога, проводиться подальше лікування. ричних вимірів. Геометричний спосіб полягає в визначенні геометричної фігури, яку складають контури біологічного об'єкту, та визначенні об'єму за широко відомими геометричними обчисленнями. Так, наприклад, для біологічного об'єкту у формі куба об'єм (v) дорівнює v=x3 де x - довжина сторони куба. При відсутності чіткої фігури з контурів біологічного об'єкту можна використовувати геометричний метод у деякому наближенні (з використанням декількох геометричних фігур з визначенням їх об'єму та сумації показників, або застосовуванням комп'ютерної техніки з моделюванням і обчисленням об'єму біологічного об'єкту в його віртуальному варіанті і наступною екстраполяцією отриманих даних). Вимірювальний спосіб визначення об'єму біологічного об'єкту полягає в визначенні об'єму (v) через показники маси об'єкта (m) та його густини (r ): v=m/r . При напрацюванні кількісних показників густини об'єктів та проведенні математичного моделювання з комп'ютерною обробкою вказаного матеріалу це можливо більш точно і швидко. В системі СІ показник об'єму визначають в м 3. Градієнт об'єму біологічного об'єкту (dv) визначають шляхом вимірювання об'єму біологічного об'єкту за означений проміжок часу (dt) на початку дослідження та наприкінці з отриманням кількісних показників v1 та v2. Градієнт об'єму визначають шляхом обчислення їх різниці: dv=v1-v2. Для визначення площі поверхні біологічного об'єкту використовують геометричний метод або з доповненням математичним моделюванням і комп'ютерною обробкою отриманих показників. Показник в системі СІ визначається в м 2. Градієнт площі поверхні біологічного об'єкту визначають шляхом вимірів площі поверхні на початку дослідження та наприкінці за означений проміжок часу (dt) та обчислення її різниці ds=s1-s2. Для визначення тривалості змін маси, об'єму та площі поверхні біологічного об'єкту є спосіб вимірювання часу годинником - пристроєм, який відповідно гостовано з еталоном часу. Показник тривалості вимірів визначають в системі СІ в секундах. Градієнт часу вимірюють шляхом обчислення різниці часу на початку дослідження та наприкінці: dt=t1-t 2. Спосіб виконують на прикладі лікування хворого з базальноклітинною пухлиною шкіри таким чином. Вимірюють масу біологічного об'єкту, наприклад, шляхом взяття біопсії з визначенням маси біоптата зважуванням (в даному випадку біологічним об'єктом є частина пухлини - біоптат у вигляді кубічної форми тканини). Можливе визначення маси всієї пухлини, шляхом помноження маси біоптата на кількість таких біоптатів, якщо взяти всю пухлину. Можливе визначення маси злоякісної клітини, шляхом ділення маси біоптата на кількість злоякісних клітин в ньому. Маса біоптата складає 1 г, а в системі СІ - 1´10-3 кг. Об'єм кубічного біоптата злоякісної пухлини базальноклітинного раку 2 33295 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3