Спосіб визначення розподілу концентрації гемоглобіну в еритроцитах крові людини

є МІЖ А 61 N 5/06; G 01 N 33/72 СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ РОЗПОДІЛУ КОНЦЕНТРАЦІЇ ГЕМОГЛОБІНУ В ЕРИТРОЦИТАХ КРОВІ ЛЮДИНИ Винахід відноситься до медицини, біофізики та фізичної оптики і може бути використаний ддя в дистанційній неруйнівній діагностиці концентраційних параметрів гемоглобіну в еритрицитах крові людини, що актуально в клінічній діагностиці комплексу захворювань крові. Відомий ряд оптичних способів визначення концентрації гемоглобіну в еритроцитах крові людини [1,2]. Спосіб, описаний в [1], заснований на світломікроскопічному дослідженні крові людини. Тут візуально оцінюють мікроскопічне зображення взірця та визначають кількість еритроцитів в полі зору. Даний спосіб має суб'єктивний характер і низьку точність. Прототипом до запропонованого способу є метод, описаний в [2]. Тут опромінюють мазок крові людини плоскополяризованим світлом, проектують зображення еритроцитів крові людини в площину спостереження крізь схрещений поляризатор-аналізатор, візуально оцінюють кількість освітлених ділянок в поляризаційному мікрозображенні еритроцитів крові людини, за якими судять про концентрацію гемоглобіну. Даний спосіб потребує великих затрат часу, має низьку точність і непридатний для оцінки розподілу концентрацій гемоглобіну в ансмолі еритроцитів в площині мазка крові. Задача винаходу полягала в розширенні функціональних можливостей діагностики концентрації гемоглобіну еритроцитів крові людини та її розподілу в досліджуваному мазку при одночасному підвищенні точності вимірювання. Поставлена висококогерентне задача розв'язувалася випромінювання, тим, формують що використовують плоскополяризований паралельний пучок, опромінюють мазок крові людини, проецюють когерентне зображення ансаблю еритроцитів крові людини в площину вимірювань, виділяють когерентні зображення окремих еритроцитів, обертають фазокомпенсуючу пластинку та лінійний аналізатор, вимірюють азимут а* і еліптичність р* лазерних коливань в когерентному зображені еритроциту, за якими судять про локальну концентрацію гемоглобіну С\ сканують когерентне зображення анасамблю еритроцитів взірця крові людини, визначають координатні розподіли величин а*(х,у), (3*(х,у), за якими судять про розподіл концентрації гемоглобіну Р(С) еритроцитів крові людини Відповідність критерію "новизна" запропонованному способу забезпечує використання висококогерентного випромінювання, формування плоскополяризованого паралельногно пучка, опромінювання мазка крові людини, проецювання когерентного зображення ансабля еритроцитів крові людини в площину вимірювань, виділення когерентних зображеннь окремих еритроцитів, обертання фазокомпенсуючої пластинки та лінійного аналізатора, вимірювання азимута а* і еліптичністі р* лазерних коливань в когерентному зображені еритроциту, за якими судять про локальну концентрацію гемоглобіну С*, сканування когерентного зображення анасамбля еритроцитів взірця крові людини, визначення координатних розподілів величин а*(х,у), р*(х,у), за якими судять про розподіл концентрації гемоглобіну Р(С) еритроцитів крові людини. Діагностичну принадність запропонованому способу забезпечує нова сукупність дій, що складає запропонованими спосіб та призводить до розширення функціональних можливостей вимірювання концентрації гемоглобіну в еритроциті крові людини та її статистичного розподілу. Ні в одному із розглянутих нами аналогів запропонованного способу не зустрічається виділення когерентних зображеннь окремих еритроцитів, обертання фазокомпенсуючої пластинки та лінійного аналізатора, вимірювання азимута а* і еліптичністі р* лазерних коливань в когерентному зображені еритроциту, за якими судять про локальну концентрацію гемоглобіну С\ сканування когерентного зображення анасамбля еритроцитів взірця крові людини, визначення координатних розподілів величин ос*(х,у), Р*(х,у), за якими судять про розподіл концентрації гемоглобіну Р(С) еритроцитів крові людини. Розглянемо основні теоретичні обгрунтування запропонованного способу. Відомо [3], що при проходженні плоско поляризованого лазерного випромінювання крізь еритроцит, який містить гемоглобін, виникає фазовий зсув 5 між ортогонально поляризованими компонентами лазерної хвилі: 2жS - — у—AnLC* де X - довжина хвилі лазерного випромінювання, Дії - показник двопроменезаломлення гемоглобіну, L - товщина еритроцита, С* концентрація гемоглобіну в еритроциті. В результаті формується еліптично поляризоване когерентне зображення даного форменного елементу крові людини: S - arctg cos2а ) Тут а*, р* - азимут і еліптичність поляризації лазерних коливань в когерентному зображенні еритроцита крові людини. Сумісно розв'язуючи (1) і (2) визначаємо концентрацію С*: [ \ cos2a arctg Таким чином, за виміряними значеннями а*,р* однозначно визначається концентрація гемоглобіну еритроцитів крові людини. На фіг. наведена схема пристрою, що реалізує запропонований спосіб. Пристрій містить наступні елементи: джерело випромінювання 1, коліматор 2, об'єкт 3, проективний об'єктив 4, діафрагма 5, фазовокомпенсуюча чвертьхвильова пластинка 6, аналізатор 7, перший кроковий двигун 8, другий кроковий двигун 9, фотодетектор 10, блок обробки даних 11, скануючий вузол 12, третій кроковий двигун 13, четвертий кроковий двигун 14. Пристрій працює наступним чином. На вхід пристрою (фіг.) поступає висококогерентне випромінювання джерела 1. Коліматор 2, який складається з двох об'єктивів та діафрагми між ними, формує паралельний пучок, який спрямовується на об'єкт 3, об'єктне поле проектується проективним об'єктивом 4 в площину вимірювань, діафрагма 5 виділяє когерентне зображення еритроциту крові людини, стан поляризації якого аналізується чвертьхвильовою пластинкою 6 і аналізатором 7, які обертаються першим кроковим двигуном 8 та другим кроковим двигуном 9, об'єктний світловий потік вимірюється фотодетектором 10, який виробляє фотострум, величина якого аналізується блоком обробки даних 11, який переміщує скануючий вузол 12 та керує третім кроковим двигуном 13 та четвертим кроковим двигуном 14. На першому етапі визначають локальні значення азимута а* і еліптичності р* поляризації світлових коливань у когерентному зображенні окремого еритроцита за наступними співвідношеннями: а = со хТ; /Г = 0,5arcsin(cy 2 r). Тут сои ft>2 кутові швидкості обертання фазокомпенсуючоі чвертьхвильової пластинки 6 і аналізатора 7 відповідно, Т - час від початку обертанняа фазокомпенсуючоі чвертьхвильової пластинки 6 та аналізатора 7, на протязі якого фотодетектор 10 виробляє мінімальний фотострум. На другому етапі шляхом сканування когерентного зоброження ансамбля еритроцитів крові людини визначаються координатні (топологічні) розподіли поляризації азимута а (х.у) і еліптичності Р*(х,у) світлових коливань, за якими судять про розподіл концентрації гемоглобіну Р(С) еритроцитів крові людини. СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ РОЗПОДІЛУ КОНЦЕНТРАЦІЇ ГЕМОГЛОБІНУ В ЕРИТРОЦИТАХ КРОВІ ЛЮДИНИ 12 Фіг. Автори: Пішак В.П. Ушенко О.Г. Кокощук Г.І. Єрмоленко С Б. Пішак О.В. Григоришин П.М. Бурковець Д.М. Ушенко Ю.О.