Спосіб визначення концентрації глюкози в крові

Спосіб визначення концентрації глюкози в крові, що включає визначення у пацієнта вранці, перед сніданком (натще) за допомогою приладу для вимірювання артеріального тиску значення систолічного і діастолічного тиску на лівій, а потім на правій руці (або навпаки), серед двох отриманих значень систолічного тиску вибирають найбільше, а серед діастолічних - найменше, який відрізняється тим, що визначення вмісту глюкози в крові проводять за допомогою графоаналітичної моделі, що дозволяє підвищити точність способу, для визначення рівня глікемії найбільше систолічне і найменше діастолічне значення тиску підставляють у формулу для розрахунку концентрації глюкози в крові: Спосіб відноситься до медицини і дозволяє визначати вміст глюкози в крові та проводити первинну експрес-діагностику цукрового діабету II типу при профілактичних медичних оглядах, може застосовуватись у лікувальних та санаторних закладах, диспансерах, профілакторіях та в умовах індивідуального використання. Відомі інвазивні і неінвазивні способи визначення концентрації глюкози в крові людини. Найбільш поширеними є способи, які передбачають процедуру забору проби крові з подальшим її аналізом [1, 2]. Інвазивні способи мають недоліки: наявність болісного відчуття та психологічного дискомфорту пацієнта у процесі забору крові; можливість зараження інфекційними та іншими захворюваннями; проведення складних біохімічних тестів та використання витратних матеріалів. Цих недоліків не мають неінвазивні способи. Вони передбачають визначення концентрації глюкози в крові за зміною фізичних і біохімічних її показників. Відомі наступні неінвазивні способи: оптичний [4], акустичний, електричний, електрохімічний, гідродинамічний [3], магніто-резонансний, тепловий та інші. Одним з основних недоліків цих способів є застосування складних методик та обладнання, яке відносно дороге і недоступне не тільки для пересічного громадянина, але й для багатьох поліклінік. Одним з найбільш перспективним неінвазивним глюкометром (особливо для індивідуального використання) може бути прилад, в основі якого лежить гідродинамічний спосіб визначення концентрації глюкози в крові. Збільшення значення густини та в'язкості крові, модуля об'ємної пружності й інших фізичних її параметрів може бути обумовлено підвищенням концентрації глюкози в крові. Це, в свою чергу, впливає на гідравлічні характеристики серцевосудинної системи: підвищення тиску у системі в цілому, збільшення втрат тиску в місцевих опорах, що веде до послаблення відтоку крові з органів. Змінюється швидкість руху крові в артеріях і венах, що призводить до збільшення систолічного та 4 (13) 53623 де G - вміст глюкози в артеріальній крові, ммоль/л, Pc max - найбільше систолічне (верхнє) значення артеріального тиску з виміряного на лівій і правій руках, мм рт. ст., P min - найменше діастолічне (нижнє) значення артеріального тиску з виміряного на лівій і правій руках, мм рт. ст., при цьому математично обґрунтована градація меж рівнів глікемії наступна: низький рівень - 2,368 ≤ G < 3,418; нормальний рівень - 3,418 ≤ G < 6,195; підвищений рівень - 6,195 ≤ G < 11,228; високий рівень - 11,228 < G ≤ 23,415. U , (11) Pc max P min UA 0,7861 (19) G 3 53623 діастолічного тиску. Таким чином, гідродинамічний спосіб визначення концентрації глюкози в крові ґрунтується на тому, що числове значення вмісту глюкози визначають в залежності від зміни систолічного та діастолічного параметрів тиску крові в артерії. За найближчий аналог представленої корисної моделі взято патент Російської Федерації RU 2198586 С2 [3], в якому визначення концентрації глюкози в крові розраховується у відповідності до артеріального тиску статистичною емпіричною залежністю. Недоліком вказаного способу є недостатня точність визначення значень концентрації глюкози і, особливо, при зниженому та підвищеному рівні глюкози. Недостатня точність обумовлена статистичною математичною моделлю. В ній кожне розраховане значення концентрації глюкози є середнім значенням, яке характеризується певною дисперсією (розсіюванням) реальних значень, яка, в свою чергу, оцінюється середньоквадратичним відхиленням. При статистичній оцінці різних рівнів глікемії (наявності цукру в крові людини) дисперсія має неоднакові значення. Найменшу дисперсію мають значення, які відповідають нормальному рівню глікемії, а найбільшу - при низькому та високому рівні глікемії. Такий дисонанс значень дисперсії є причиною недостатньої точності найближчого аналога. У патенті наведено таблицю, в якій подається відповідність значень співвідношень систолічного та діастолічного тиску (у діапазоні 1,2-2,25 з кроком 0,05) значенням вмісту глюкози в крові. Інтервали значень концентрації глюкози характеризуються як: знижений рівень глікемії - 2,39-3,19 ммоль/л; нормальний - 3,5-5,63 ммоль/л; підвищений - 6,19-10,95 ммоль/л; високий рівень глікемії 12,04-17,61 ммоль/л. З числових табличних даних не завжди зрозуміло як можна охарактеризувати певні значення, що відповідають тому чи іншому рівню глікемії. Зокрема, це стосується пограничних значень, які близькі до меж рівнів глікемії. Напри 4 клад, в результаті вимірювань пацієнт отримав розрахункове значення 6,0 ммоль/л. З таблиці не зрозуміло (див. вище інтервали значень рівнів глікемії) як класифікувати таке значення - нормальним чи підвищеним, або при 11 ммоль/л - підвищеним чи високим. Основною задачою представленої корисної моделі є підвищення точності визначення вмісту глюкози в крові і проведення чіткої градації значень, що визначають межі рівнів глікемії. Поставлена задача корисної моделі вирішується завдяки розробленій графоаналітичній моделі. Вона дозволяє не тільки підвищити точність визначення концентрації глюкози в крові, але й математично обґрунтовувати чітку градацію меж рівнів глікемії. Графоаналітична модель ґрунтується на двох положеннях: реагування живого організму на подразнення визначається логарифмічною функцією; розвиток живих організмів та їх функціональних систем проходить за спіраллю і цей процес графічно можна представити у вигляді логарифмічної кривої. У запропонованій корисній моделі вміст глюкози в артеріальній крові визначається за формулою: G 0,7861 Pc max P min 4 де G - вміст глюкози в артеріальній крові, ммоль/л; Pc max - найбільше систолічне (верхнє) значення артеріального тиску з виміряного на лівій і правій руці, мм рт.ст; P min - найменше діастолічне (нижнє) значення артеріального тиску з виміряного на лівій і правій руці, мм рт.ст. Градація меж рівнів глікемії визначається наступними значеннями (табл. 1). Таблиця 1 Градація меж рівнів глікемії згідно з графоаналітичною моделлю № п/п 1 2 3 4 Вміст глюкози в крові, ммоль/л 2,368 ≤G< 3,418 3,418 ≤G< 6,195 6,195 ≤G< 11,228 11,228 ≤ G< 23,415 Верхня межа кожного рівня глікемії має строге значення - тобто не входить в інтервал певного рівня. Спосіб визначення концентрації глюкози в крові полягає в наступному. Вранці, до сніданку, натще у пацієнта за допомогою приладу для вимірювання артеріального тиску визначають значення систолічного і діастолічного тиску на лівій, а потім на правій руці (або навпаки). Серед двох отриманих значень систолічного тиску вибирають найбільше, а серед двох діастолічних - найменше. Найбільше систолічне (Pc max ) і найменше діасто Характеристика рівня глікемії Низький рівень Нормальний рівень Підвищений рівень Високий рівень лічне (P min ) значення тиску підставляють у формулу для визначення концентрації глюкози в крові. За отриманим значенням вмісту глюкози згідно з табл. 1 визначають рівень глікемії. Алгоритм визначення концентрації глюкози в крові наступний: 1. Вранці, до сніданку, натще у пацієнта вимірюють параметри артеріального тиску в мм рт.ст: - значення систолічного артеріального тиску на лівій руці Pсл ; - значення діастолічного артеріального тиску 5 53623 на лівій руці P л ; - значення систолічного артеріального тиску на правій руці Pсn ; - значення діастолічного артеріального тиску на правій руці P п . 2. Порівнюють значення Pсл і P л та вибирають серед них найбільше, яке в подальшому буде фігурувати як Pc max : max{Pcл;Pcn } Pc max . 3. Порівнюють значення P л і P п та вибирають серед них найменше, яке позначають Pc min : min{P л;P n } P min . 4. Розраховують значення співвідношення Pc max . P min 5. Розраховують концентрацію глюкози в крові за формулою: G P 0,7861 c max P min 4 3. Порівнюючи значення P л і P п , вибираємо серед них найменше значення: P min 74 мм pт.ст. 4. Розраховуємо значення співвідношення: Pc max 120 1,62 . P min 74 5. Визначимо кількість глюкози в крові: Pc max P min Pп 4 0,7861(1 62)4 , Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 5,435 ммоль/л. 80 (мм рт.ст). 2. Вибираємо серед значень Pсл і Pсn найбі льше: Pс max 156 мм рт.ст, а серед значень P л і P п - найменше: P min 80 мм рт.ст. 3. Розраховуємо значення співвідношення: Pc max 156 1,92 . P min 80 4. Визначаємо концентрацію глюкози в крові за формулою: . 2. Порівнюючи Pсл і Pсn , вибираємо серед них найбільше значення: Pc max 120 мм рт.ст. 0,7861 6. Згідно з табл. 1 визначимо рівень глікемії: вміст глюкози в крові G 5,435 ммоль/л відповідає нормальному рівню глікемії. Приклад 2. 1. При обстеженні пацієнта отримали наступні значення вимірювань артеріального тиску на лівій та правій руці: Pсл 156 ; P л 85 ; Pсn 152 ; G 6. Визначають за одержаним розрахунковим значенням рівень глікемії згідно з табл. 1. Наведемо декілька конкретних прикладів. Приклад 1. 1. В результаті обстеження пацієнта отримали наступні значення параметрів артеріального тиску: Pсл 118 ; P л 74 ; Pсn 120 ; P п 75 мм рт.ст. G 6 0,7861 Pc max P min 4 0,7861(195)4 , 14,459 ммоль/л. 5. Згідно з табл. 1 значення 14,459 ммоль/л відповідає високому рівню глікемії. Запропонований неінвазивний спосіб діагностики цукрового діабету в порівнянні з інвазивним передбачає зменшення часу на обстеження пацієнтів та можливість автоматизованої обробки даних, а також може бути використаним для експресдіагностики цукрового діабету при проведенні масових профілактичних обстежень населення. Джерела інформації: 1. Посібник із клінічної лабораторії діагностики. - М.: Медицина, 1982. - 576 с. 2. Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный диабет. Руководство для врачей. - М.: Универсум паблиминг, 2003. - 455 с. 3. Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Акаева С.А. Способ определения концентрации глюкозы в крови. Патент России RU 2198586 С2, 2003. 4. Скрипець А.В., Тронько В.Д., Краснов В.М., Левіт Й.Р., Кожохіна О.В. Спосіб визначення цукру, що знаходиться в крові. Патент України UA 34954, 2008. Підписне Тираж 26 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