Спосіб діагностики біологічних об’єктів

Спосіб діагностики біологічних об'єктів, переважно злоякісної меланоми, що базується на збудженні біологічного об'єкта за допомогою лазера з 3 - спектр люмінесценції злоякісної меланоми має додатковий максимальний пік відносної інтенсивності, що дозволяє судити о присутності злоякісності; - довжина хвилі основного максимального піку відносної інтенсивності складає 400-410нм, а довжина хвилі додаткового піку відносної інтенсивності - 510-530нм, що дозволяє виявити злоякісну меланому у якості захворювання. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому способі діагностики біологічних об'єктів, переважно злоякісної меланоми, який базується на збудженні біологічного об'єкта за допомогою лазера з довжиною хвилі 320-340нм, визначенні спектра люмінесценції біологічного об'єкта і наступному порівнянні спектра люмінесценції біологічного об'єкта зі спектром люмінесценції здорової шкіри, що має довжину хвилі 400430нм при максимальному піку відносної інтенсивності, в ньому спектр люмінесценції злоякісної меланоми має додатковий максимальний пік відносної інтенсивності, при цьому довжина хвилі основного максимального піку відносної інтенсивності складає 400-410нм, а довжина хвилі додаткового піку відносної інтенсивності - 510-530нм. Для пояснення способу діагностики додаються креслення та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на Фіг.1 - спектр люмінесценції здорової шкіри людини; - на Фіг.2 - спектр люмінесценції злоякісної меланоми. - на Фіг.3 - функціональна схема автоматизованого оптичного спектрального комплексу. На Фіг.1 і 2 позначено: 1 - спектр люмінесценції першої людини, 2 - спектр люмінесценції другої людини. На графіках (Фіг.1, 2) вздовж осі ординат відкладається відносна інтенсивність люмінесценції (І/Imax у відносних одиницях), вздовж осі абсцис довжина хвилі ( l , у нм). Запропонований спосіб діагностики здійснюють наступним чином. У хворого беруть зразок шкіри і розміщують його у дослідній установці. Якщо спектр люмінесценції зразка у видимій області має один максимальний пік відносної інтенсивності І/Imax=1,00 з довжиною хвилі l1 =420нм або l 2 =408нм, то шкіра здорова (Фіг.1). Якщо спектр люмінесценції зразка має два максимальних піка (перший або основний та додатковий): l1П =410нм при I/Imax=0,84, l1Д =519нм при I/Imax=1,00 або l 2П =409нм при І/Іmах=0,98, l 2Д =526нм при I/Imax=1,00, то це злоякісна меланома (Фіг.2). Спектр люмінесценції пігментного невуса подібний спектру люмінесценції злоякісної меланоми. Загальна схема дослідної установки наведена у авт. св. СРСР №1150525А, МПК G01N21/00, 1983р., а саме: біологічний об'єкт розміщують на координатному столику, а джерело випромінюван 42500 4 ня (лазер) і приймач випромінювання (фотоелектронний помножувач - ФЕП) направлені на біологічний об'єкт і розташовані один до одного під прямим кутом. Випромінювання лазера збуджує біологічний об'єкт, який випускає люмінесцентне випромінювання. У якості приймача випромінювання може застосовуватися вимірювач для реєстрації інтенсивності флюоресценції (люмінесценції) біологічного об'єкта (див. авт. св. СРСР №1067930А, МПК G01N21/63, 1981р.). Лазер має довжину хвилі випромінювання l =337нм з середньою потужністю випромінювання Р=120мВт при температурі Т=300К. В якості прикладу дослідної установки наводимо схему комплексу, призначеного для реєстрації спектрів різних джерел оптичного випромінювання, дослідження спектрів випромінювання й поглинання в спектральному діапазоні від 200 до 1200нм із наступною математичною обробкою результатів досліджень. Комплекс складається із джерела оптичного збудження (випромінювання), системи фотоелектричної реєстрації й системи автоматичного керування (Фіг.3). Як джерело оптичного збудження можуть використовуватися: - лазер 3 газовий типу ЛГИ-505 (з довжиною хвилі випромінювання - 337нм, середньою потужністю випромінювання 120мВт) або типу ЛГН-517 (з довжиною хвилі випромінювання - 441,6нм, середньою потужністю випромінювання 10мВт) із блоком живлення 4; - ксенонова лампа 5 типу ДКсШ-1000 із середньою потужністю 1000Вт із блоком живлення 6. Лазерне випромінювання подається на досліджуваний зразок 7 під кутом 90° щодо оптичної осі системи для зменшення впливу збуджуючого світла на систему, що реєструє. Для зміни інтенсивності випромінювання використовується набір нейтральних світлофільтрів 8. Для виділення необхідного спектрального інтервалу використовується монохроматор 9 подвійний ґратчастий типу МДР-2. Для дистанційного автоматичного керування монохроматор 9 постачений кроковим двигуном 10 типу ДШИ-200-2, що підключений до системи 11 керування стандарту КАМАК через модуль керування 12 кроковим двигуном 10. Дана система автоматичного керування забезпечує точність установки довжини хвилі збудження не гірше 1/6 нм на один крок двигуна. Між монохроматором 9 і досліджуваним зразком 7 встановлена система кварцових фокусуючи лінз 13. Далі випромінювання зразка 7 через конденсатор 14 падає на вхідну щілину монохроматора 15 типу МДР-12 із кроковим двигуном 16 типу ДШИ-200-2 для автоматичного дистанційного сканування. Система автоматичного керування монохроматором 15 забезпечує точність установки довжини хвилі не гірше 0,01нм. Далі випромінювання фокусується на фотокатоді ФЕП 17 типу ФЭУ-136, що працює в режимі рахунку одноелектронних імпульсів. ФЕП має напівпрозорий сурм'янокалієво-натрієво-цезієвий фотокатод, електростатичне фокусування електронів, 11-ти динодну сис 5 42500 тему множення й торцевий оптичний вхід і забезпечує приймання випромінювання для області спектра 300-830нм. Для даного типу ФЕП швидкість лічби імпульсів темнового анодного струму при температурі 20°С не більше 400 імпульсів/сек. Цей режим припускає охолодження ФЕП до температур нижче кімнатних, у цьому випадку до - (2025) °С. Для цієї мети в установці передбачений мікроохолоджувач, що працює на ефекті Пельт'є, з блоком живлення 18. Далі одноелектронні імпульси надходять на широкосмуговий високочастотний підсилювач 19 з блоком живлення 20, а потім надходять на 2-о граничний дискримінатор 21. Значення напруги порогів задаються двома 8-бітними ЦАП-ми (цифро-аналоговими перетворювачами) 22 і 23, керування якими здійснюється системою КАМАК 11. З виходу дискримінатора 21 імпульси приходять на Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 нормалізатор 24, що погоджує амплітуду й тривалість імпульсів з логічними рівнями ТТЛ. Далі нормалізовані імпульси надходять на лічильник 25, що входить у штатний комплект системи КАМАК. Максимальне число лічильних імпульсів 1 • 105 у секунду. Загальне керування всім вимірювальним комплексом здійснюється за допомогою КАМАК, сполученого з персональним комп'ютером 26 типу ІВМ-486 DX з використанням блоку сполучення 27. Обробку даних отриманих флуоресцентних спектрів біологічних об'єктів проводять за допомогою комп'ютерної програми Origin. Таким чином, запропонований спосіб діагностики дозволяє з великою точністю і мінімальною дією на хворого визначити наявність захворювання у останнього. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601