Спосіб поляризаційно-кореляційної діагностики і прогнозування перебігу хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу

Спосіб поляризаційно-кореляційної діагностики і прогнозування перебігу хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу, що включає поляризаційне картографування 3 Недоліком способу є неможливість дослідження екстремальних фазових проявів оптикоанізотропних структур біологічного шару. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб діагностики запальних процесів за оцінкою статистичної структури автокореляційних функцій поляризаційних зображень біологічних тканин людини (O. V. Angelsky, A. G. Ushenko, А. О. Angelskaya, Yu. A. Ushenko. Polarization correlometry of polarization singularities of biological tissues object fields // Proc. SPIE. - 2007. - Vol. 6616, - p. 1-9), при якому стан захворювання визначається за діагностикою змін автокореляційних функцій розподілів азимутів і еліптичності поляризації лазерних зображень гістологічних зрізів біологічних тканин людини. При цьому ступінь запальних змін оцінюються шляхом обчислення півширини автокореляційних функцій розподілів станів поляризації у лазерних зображеннях гістологічних зрізів біологічних тканин. Недоліками найближчого аналога є залежність одержаних результатів від зміни стану поляризації лазерного випромінювання, внаслідок чого діагностика запальних процесів є неоднозначною, що значно гальмує ефективність лікування та призводить до залучення додаткових коштів. Нами пропонується рішення, що усуває вказані недоліки. В основу корисної моделі поставлене завдання діагностики і прогнозування перебігу хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу за поляризаційно-кореляційним картографуванням зразка біологічної рідини людини шляхом оцінки змін статистичних моментів 1го - 4-го порядків, які характеризують розподіли комплексного ступеня взаємної поляризації лазерних зображень жовчі для забезпечення розширення функціональних можливостей а також у забезпеченні азимутальної стійкості вимірювання комплексного ступеня взаємної поляризації. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі поляризаційно-кореляційної діагностики і прогнозування перебігу хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу за поляризаційним картографуванням зразка біологічної рідини людини шляхом оцінки змін статистичних моментів розподілів станів поляризації лазерних зображень, для оцінки змін координатної структури поляризаційних зображень жовчі вимірюють відповідні стани поляризації у різних точках, за якими знаходять координатний розподіл ступеня взаємної поляризації лазерного зображення жовчі, обчислюють статистичні моменти 1го - 4-го порядків такого розподілу, на основі чого судять про наявність і прогнозують перебіг хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу. Корисна модель відрізняється від найближчого аналога тим, що для оцінки змін координатної структури поляризаційних зображень жовчі вимірюють відповідні стани поляризації у різних точках, за якими знаходять координатний розподіл ступеня взаємної поляризації лазерного зображення жовчі, обчислюють статистичні моменти 1го - 4-го порядків такого розподілу, на основі чого 60625 4 судять про наявність і прогнозують перебіг хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу. Спосіб здійснюється наступним чином. Для діагностики і диференціації хронічного некалькульозного холециститу та початкових стадій холелітіазу у людини забирають зразок жовчі. За допомогою пристрою проводять лазерне опромінення дослідного зразку жовчі, використовуючи плоскополяризований пучок. Вимірюють зміни статистичних моментів 1-го - 4-го порядків координатних розподілів ступеня взаємної поляризації лазерних зображень жовчі, на підставі чого діагностують і прогнозують перебіг хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу. Теоретичним підґрунтям для використання способу є наступні дані. Одним з найвідоміших та ефективних підходів в аналізі (оцінюванні) координатної структури розподілів zx, y є їх автокореляційне порівняння [Coherence - domain methods in biomedical optics / Ed. V. V. Tuchin. Bellingham, SPIE, 1996. Vol. 2732.] з використанням наступної функції Kx, y  K x, y   lim 1 x 0 X0 Y0 y 0 xy   zx, y zx  x, y  y dxdy . (1) 00 Тут x, y "кроки" з якими змінюються координати x, y  розподілу оптичного параметру zx, y зображення жовчі людини. 1. Використовуючи CCD камеру (без аналізатора) вимірюється координатний розподіл інтенси r11,r1m    вності зображення жовчі де I    ,  r ,r   n1 nm   r11,r1m       - координати сукупності m  n пікселів  r , r   n1 nm  цифрової камери. 2. Далі встановлюють аналізатор, площину пропускання якого послідовно орієнтують під кутами   0,   90 та вимірюють множини інтенси  r , r   r , r   11 1m   11 1m  вності I0     ; I90     .  r , r   r , r   n1 nm   n1 nm  3. Обертанням площини пропускання аналізатора на кут  в межах   0 180 визначають множини мінімальної та максимальної інтенсивно r11,r1m   r11,r1m      сті Imin    ; Imax    лазерного зо r , r   r , r   n1 nm   n1 nm  браження жовчі для кожного окремого пікселя 5 m,n 60625 6 5. Розраховуються координатні розподіли фа r11, r1m    зових зсувів     .  r , r   n1 nm  CCD-камери та відповідні їм кути повороту   r11,r1m   r11,r1m          I    Imin  .    r ,r   r ,r    n1 nm   n1 nm   4. Далі розраховується поляризаційна мапа зображення жовчі, використовуючи наступні співвідношення:  r11, r1m          Ir   Imin   ; 2  r , r  nm   n1 (2)  r11, r1m    Ir      arctg min . Ir max  r , r  nm   n1  tg2r1  r1  arctg ;  tgr1  (3)  tg2r2   r2   arctg .   tgr2   6. На основі співвідношень (2) - (3) розраховують координатні розподіли комплексного ступеня  r11,r1m    взаємної поляризації V    .  r , r   n1 nm  2 1 1   I0  r I0rn,m  2  I90 rn,mk I90 rn,m  2  n,m k     V Irn,m k rn,m  I       4 I0  rn,m k I90  rn,m k I0  rn,m I90  rn,m 2 cosn,m k rn,m k   n,m rn,m  1 Irn,m k rn,m  I 7. Обчислюються статистичні моменти першого Z1 , другого Z 2 , третього Z3 і четвертого Z 4 порядків, які обчислювалися за алгоритмами 1 N 1 Z1   zi  z1  z2    zN ; N i1 N  Z2  1 N 2  zi  N i1    1 2 z 1  z 22    z 2N ; N    чного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу. Використання корисної моделі пояснюється наступним прикладом: нехай опромінюючий пучок є лінійно поляризованим. В якості зразків використали зразки жовчі здорової людини та хворих на хронічний некалькульозний холецистит на тлі цукрового діабету 2 типу. (5)  1 1 N 1 1 3 Z3  3  zi3  3 z 1  z32    z3N ; Z2 N i1 Z2 N Z4  (4) 1 1 N 4 1 1  zi  2 N z 41  z 42    z 4N , Z2 N i1 Z2 2 За виміряними статистичними моментами ро r11,r1m    зподілів V    лазерного зображення жовчі  r , r   n1 nm  можна діагностувати і прогнозувати перебіг хроніСтатистичні моменти Z1 Норма 0,42±0,0427 Некалькульозний холецистит 0,31±0,034 Цукровий діабет 2 типу 0,53±0,056 Z2 0,21±0,027 0,36±0,041 0,15±0,024 Z3 1,24±0,127 2,38±0,21 4,51±0,54 Z4 2,36±0,26 4,45±0,55 6,12±0,68 Статистичні моменти 1-го - 4-го порядків, які характеризують розподіли ступеня взаємної кореляції лазерних зображень таких зразків відрізняються в 1,5-4,2 рази. Технічний результат забезпечує нова сукупність дій, яка складає запропонований спосіб, що призводить до розширення функціональних можливостей діагностики і прогнозування перебігу хронічного некалькульозного холециститу на тлі цукрового діабету 2 типу шляхом статистичного моніторингу зміни розподілу комплексного ступеня взаємної поляризації лазерних зображень жовчі. 7 При цьому вперше використано проведення статистичного моніторингу змін координатної структу 60625 8 ри комплексного ступеня взаємної поляризації у лазерному зображенні жовчі. 9 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 60625 Підписне 10 Тираж 24 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