Спосіб визначення фізико-біологічних характеристик шерстного покриву та шкіри тварин

Реферат: Спосіб визначення фізико-біологічних характеристик шерстного покриву та шкіри тварин базується на вимірюванні ступеня меланінової пігментації та вираження еритеми для підвищення точності, визначення ступеня меланінової пігментації шерстного покриву і еритеми шкіри тварин. UA 71015 U (12) UA 71015 U UA 71015 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до технологічних процесів визначення фізико-біологічних характеристик зовнішнього покриву біологічних об'єктів, зокрема сільськогосподарських тварин, і може бути використана у тваринництві при проведенні експериментальної та планової селекції тварин, а також у ветеринарії, для визначення ступеня меланінової пігментації шкіри, шерстного покриву, ступеня вираження еритеми шкіри і ступеня загальної оптичної резистивності та інших задачах діагностики. Одною з важливих фізико-біологічних характеристик шерстного покриву та шкіри тварин є вміст в них пігменту меланіну, а також вміст крові у шкірі, що визначають за ступенем меланінової пігментації шерстного покриву і шкіри, та за ступенем вираження еритеми шкіри. Відомий спосіб, для визначення ступеня вираження еритеми шкіри і ступеня меланінової пігментації, базується на вимірюванні спектральних залежностей коефіцієнтів дифузного відбиття випромінювання шкірою в діапазоні довжини хвиль 450-760 нм з визначенням оптичної густини у вказаному діапазоні та розрахунком ступеня вираження еритеми за формулою (1), [1]: E  100[D560  15(D560  D575 )  2,0(D510  D610 )] , , де D510 , D560 , D575 , D610 - нижні індекси позначають довжини хвиль, на яких визначаються оптична густина шкіри після ультрафіолетового опромінення, нм. Недоліком даного способу, не дивлячись на його високу точність, є необхідність використання складного лабораторного обладнання високої вартості, а також наявність спеціально підготовленого та кваліфікованого персоналу. Інший спосіб для вимірювання фізико-біологічних характеристик шкіри та слизової оболонки базується на розрахунку коефіцієнтів зворотного розсіювання світла біотканиною, які розраховуються за формулою (2), [2]: 25 U  D Di   p(i)  UET(i)  ET(i)   , D де ET(i) - заздалегідь відомі, еталонні, коефіцієнти зворотного розсіювання світла зразком біотканини у i-тому спектральному діапазоні; 30 Up(i) UET(i) , - відповідно, робочі та еталонні покази вимірювального приладу (напруги з фотоприймача). Далі, для кожного спектрального діапазону визначається ефективне оптичне поглинання випромінювання тканиною: K (i)  (i)  35 (1  D(i) )2 D(i)  40 де (i) - коефіцієнти для і-го спектрального діапазону, які визначаються під час калібрування вимірювального пристрою на різних зразках біотканин. Недоліком даного способу є відсутність врахування хромофорів шерстного (волосяного) покриву тканини. Крім того, зазначеним рішенням не конкретизуються спектральні діапазони, в яких проводиться вимірювання для конкретного об'єкта діагностування. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб визначення індексів пігментації та вираження еритеми шкіри, який базується на вимірюванні коефіцієнтів дифузного відбиття випромінювання шкірою на трьох довжинах хвиль, одну з яких, - 1 , вибирають в жовто-зеленій 45 області спектру, а дві інші, -  2 та  3 , - в червоній області спектру, з розрахунком значень ефективної оптичної густини шкіри, відповідно, OD1, OD2 і OD3 для кожної довжини хвилі, а також визначенням характеристик шкіри по формулі, (4) [3]: M   E  100OD1  OD2  12  k   50 де: E - індекс вираження еритеми; 1 UA 71015 U 12  1   2 , причому 1 =560 нм,  2 =650 нм; k - калібрувальній коефіцієнт; М - ступінь меланінової пігментації, яка визначається за формулою: 5 10 15  OD2  OD3   M  k    23   де:  23   2  3 , причому  3 =710 нм. В основу корисної моделі поставлена задача - підвищення точності визначення ступеня меланінової пігментації шкіри зі збереженням можливості встановлення ступеня вираження еритеми шкіри та одночасним визначенням ступеня меланінової пігментації шерстного покриву, а також обчисленням ступеня оптичної резистивності зовнішнього покриву тварин. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення фізико-біологічних характеристик шерстного покриву та шкіри тварин, який базується на вимірюванні ступеня меланінової пігментації та вираження еритеми, відповідно, до корисної моделі визначення ступеня меланінової пігментації шерстного покриву і ступеня вираження еритеми шкіри тварин здійснюють на основі вимірювання коефіцієнтів дифузного відбиття випромінювання шерстним покривом та шкірою на чотирьох довжинах хвиль, дві з яких знаходяться у синій 1 та жовто 20 зелений  2 областях спектра, а дві інші -  3 і  4 , - в червоній області спектра, з розрахунком значень оптичної густини шерстного покриву та шкіри, відповідно, D1, D2, D3 та D4 для кожної довжини хвилі і визначенням характеристик шерстного покриву - ступеня меланінової пігментації шерстного покриву Mw, шкіри Ms та ступеня вираження еритеми шкіри ЕS за залежностями (6-8):  hrls   hrls  D  D4   D3  D4   MW  kk  3       4   3   4   3     D  D4   MS  k tk k  3      4 ,  3 (1) , (2) 25     2    2  ES  100D1  D2  (D2  D3 ) 1  (D3  D4 ) 1   2   3  3   4  ,  (3) де k k - калібрувальній коефіцієнт; Dhrls Dhrls 3 , 4 - коефіцієнти дифузного відбиття ділянки шкіри без волосяного покриву. k t - коефіцієнт, який враховує вид тварини (свині, корови, вівці, тощо). 30 При цьому для визначення ступеня меланінової пігментації шерстного покриву M W , додатково вимірюють коефіцієнти дифузного відбиття випромінювання ділянкою шкіри без шерстного покриву на двох довжинах хвиль у червоній області спектра -  3 і  4 , з наступним Dhrls 35 A  f (MW ; MS; ES) ., 40 Dhrls розрахунком оптичної густини відповідно 3 і 4 , та визначенням ступеня меланінової пігментації на даній ділянці шкіри Ms за залежністю (7), а визначення ступеня вираження еритеми Es проводять із урахуванням усіх значень оптичної густини за залежністю (8), що дозволяє визначити загальну ступінь резистивності зовнішнього покриву тварин, як: (4) Спосіб може бути реалізований шляхом попереднього вимірювання коефіцієнтів дифузного відбиття шкіри на ділянці зі заздалегідь видаленим шерстним покривом ("hairless", "hrls" з англ. безшерстий) на двох довжинах хвиль -  3 і  4 4 в червоній області спектра, визначенням 2 UA 71015 U Dhrls 5 10 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Dhrls оптичної густини шкіри 3 і 4 на вказаних довжинах хвиль і занесення отриманих величин в пам'ять приладу як параметрів, які використовуються при визначенні ступеня меланінової пігментації шерстного покриву тварин у відповідності із запропонованим алгоритмом (див. схему). Таким чином, заявлений спосіб дозволяє з відносно високою точністю визначати важливі фізико-біологічні характеристики шерстного покриву та шкіри тварин. Даний спосіб розширює можливості інструментальної неінвазивної діагностики зовнішнього покриву тварин в діагностичних цілях. Джерела інформації: 1. Dawson J.B., Barker D.J., Ellis D.J., Grassam E., Cotterill J.A., Fisher G.W., Feather J.W… A theoretical and experimental study of light absorption and scattering by in vivo skin, Vol.25.No.4, 695709, Phys. Med. Biol. 1980. 2. Пат. № 2234853 Российская Федерация, МПК А61В 5/00. Диагностическое устройство для измерения физико-биологических характеристик кожи и слизистых оболочек in vivo / Д.А. Рогаткин, Ю.Ю. Колбас. - RU2234853 от 26.12.2002 г.; опубл. 2004.08.27., Бюл. № 4. 3. Dolotov L.E., Sinichkin Yu.P., Tuchin V.V., Utz S.R., Altshuler G.B., Yaroslavsky I.V. Design and Evaluation of a Novel Portable Erythema-Melanin-Meter, Lasers in Surgery and Medicine 2004, vol. 34, pp. 127-135. 1. Спосіб визначення фізико-біологічних характеристик шерстного покриву та шкіри тварин, що базується на вимірюванні ступеня меланінової пігментації та вираження еритеми, який відрізняється тим, що для підвищення точності, визначення ступеня меланінової пігментації шерстного покриву і еритеми шкіри тварин здійснюють на основі вимірювання коефіцієнтів дифузного відбиття випромінювання шерстним покривом та шкірою, на чотирьох довжинах хвиль, дві з яких знаходяться у синій  1 та жовто-зеленій  2 областях спектра, а дві інші -  3 і  4 - в червоній області спектра з розрахунком значень оптичної густини шерстного покриву та 30 шкіри, відповідно, D1, D2, D3 та D4 для кожної довжини хвилі та визначенням характеристик шерстного покриву Mw, шкіри MS та степені еритеми шкіри за залежностями:  hrls   hrls  D  D4   D3  D4   MW  kk  3       4   3   4   3   ,  (1)  D  D4   MS  k tk k  3      4 ,  3 (2)     2    2  ES  100D1  D2  (D2  D3 ) 1  (D3  D4 ) 1   2   3  3   4  ,  35 (3) де k k - калібрувальній коефіцієнт; Dhrls , Dhrls - коефіцієнти дифузного відбиття ділянки шкіри без волосяного покриву; 3 4 k t - коефіцієнт, який враховує вид тварини (свині, корови, вівці, тощо). 40 45 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для визначення ступеня меланінової пігментації шерстного покриву додатково вимірюють коефіцієнти дифузного відбиття випромінювання ділянкою шкіри без волосяного покриву на двох довжинах хвиль у червоній області спектра -  3 та  4 , з наступним розрахунком оптичної густини Dhrls , Dhrls , відповідно, та визначенням 3 4 ступеня меланінової пігментації на даній ділянці шкіри за залежністю (2), а визначення ступеня вираження еритеми проводять з врахуванням усіх значень оптичної густини відбивання випромінювання шерстним покривом та шкірою за залежністю (3). 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що з урахуванням ступеня меланінової пігментації шерстного покриву Mw, шкіри MS та ступеня вираження еритеми шкіри ES додатково дозволяє визначати загальний ступінь оптичної резистивності зовнішнього покриву тварин за залежністю: 3 UA 71015 U A  f (MW ; MS; ES) ., (4) 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4