Пристрій та спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах
Номер патенту: 113044
Опубліковано: 25.11.2016
Автори: Мартинчук Олександр Аркадійович, Вислоух Сергій Петрович, Матвієнко Сергій Миколайович
Формула / Реферат
1. Пристрій реєстрації теплових процесів у біологічних пробах, що складається з термостату, що містить нагрівальний елемент та засіб для утримання біологічних зразків, вимірювального модуля, який складається з вимірювальних блоків, кожен з яких містить вимірювальні мости з термісторами, блока живлення термостата, датчика температури засобу для утримання біологічних зразків, блока керування термостатом, блока керування пристроєм, блока живлення вимірювального модуля та блока керування пристроєм, аналого-цифрового перетворювача вимірювальних блоків та дисплея, який відрізняється тим, що загальна кількість вимірювальних мостів та термісторів кратна кількості вимірювальних мостів та термісторів у кожному вимірювальному блоці, а кількість вимірювальних блоків відповідає кількості алергенів, необхідних для тестування, причому в кожен вимірювальний блок додатково введені ключ, з′єднаний з вимірювальними мостами, та диференційні підсилювачі сигналу розбалансу вимірювальних мостів вимірювальних блоків, входи яких з′єднані з вимірювальними мостами, а виходи - з додатково введеним мультиплексором, вихід якого з′єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювального блока, вихід якого з′єднаний з додатково введеним мікроконтролером вимірювального блока для передачі даних вимірювання на блок керування пристроєм, також пристрій містить драйвер керування додатково введеним реверсивним електричним двигуном постійного струму з редуктором для підйому/опускання вимірювального модуля та сенсори положення вимірювального модуля та термостата, підсилювач сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків термостата, вхід якого з′єднаний з додатковим датчиком температури термостата, а вихід, в свою чергу, з′єднаний з додатково введеним блоком узгодження сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків термостата блока керування пристроєм, та інтерфейс для з′єднання з зовнішнім персональним комп′ютером.
2. Спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах з використанням пристрою по п. 1, який полягає в тому, що одночасно вимірюють сигнали розбалансу всіх вимірювальних мостів вимірювальних блоків протягом імпульсу розігріву всіх біологічних проб, що знаходяться в засобі для їх утримання та визначають ступінь імунологічної реакції для кожного із алергенів шляхом порівняння значень математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності μi, коефіцієнта асиметрії розподілення значень γi та середнього статистичного відхилення σi, одержаних в результаті аналізу даних контрольних вимірювань та значень даних вимірювання зпоправкою на зміну значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності, викликану властивостями конкретної біологічної проби.
Текст
Реферат: Винахід належить до галузі медицини, медичної техніки, а саме до способу та пристрою реєстрації теплових процесів у біологічних пробах, та може бути застосований для реєстрації імунологічних реакцій. Пристрій складається з термостата, що містить нагрівальний елемент та засіб для утримання біологічних зразків, вимірювального модуля, який складається з вимірювальних блоків, кожен з яких містить вимірювальні мости з термісторами та ключ, з′єднаний з вимірювальними мостами, диференційні підсилювачі сигналу розбалансу вимірювальних мостів вимірювальних блоків, мікроконтролер для передачі даних вимірювання на блок керування пристроєм, блока живлення термостата, датчика температури засобу для утримання біологічних зразків, блока керування термостатом, драйвера керування, двигуна для підйому/опускання вимірювального модуля та сенсори положення вимірювального модуля та термостата, підсилювача сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків термостата, датчика температури термостата, блока узгодження сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків, блока живлення вимірювального UA 113044 C2 (12) UA 113044 C2 модуля та блока керування пристроєм, аналого-цифрового перетворювача вимірювальних блоків та дисплея. Спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах з використанням пристрою полягає в тому, що одночасно вимірюють сигнали розбалансу всіх вимірювальних мостів вимірювальних блоків протягом імпульсу розігріву всіх біологічних проб та визначають ступінь імунологічної реакції для кожного із алергенів шляхом порівняння значень математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності μi, коефіцієнта асиметрії розподілення значень γi та середнього статистичного відхилення σi. Запропоновані рішення сприяють підвищенню точності вимірювання теплофізичних характеристик, спрощення конструкції пристрою та покращення його експлуатаційних характеристик. UA 113044 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі медицини, медичної техніки, а саме до реєстрації процесів у біологічних пробах, та може бути застосований для реєстрації імунологічних реакцій. В алергології відомий метод імунотермістометрії [1], що базується на реєстрації мікротеплових процесів, які відбуваються в сироватці крові при утворенні комплексів антигенантитіло в ході алергічних реакцій. Зазначений метод є ефективним при реєстрації імунологічних реакцій, однак не може бути використаний в пристроях, які здатні в напівавтоматичному режимі реєструвати імунотермістометричні процеси у біологічних рідинах. Відомий пристрій для реєстрації процесів у біологічних пробах, а саме імунотермісторна установка [2], яка містить блок датчиків, включає в себе штатив, на підвалині якого встановлені ванночки з розчинами, та розміщений на штативі кронштейн з можливістю його переміщення, на якому встановлені мікротерморезистори. Установка також містить вимірювальний блок. Недоліком такої установки є її низькі експлуатаційні якості. Процес вимірювання здійснюється в умовах нестабільної температури досліджуваного середовища. Балансування мосту проводиться вручну, що знижує точність отриманих даних. Реєстрація даних дослідження здійснюється стрілочним приладом, що ускладнює зчитування та обробку отриманих даних. Також відомим пристроєм для реєстрації процесів у біологічних пробах є пристрій для реєстрації алергічних реакцій [3], який складається з датчика температури середовища, що досліджується, датчика температури води в термостаті, регулятора температури в термостаті, елемента нагрівання термостата, вимірювального мосту, схеми автоматичного регулювання струму, який проходить через датчик, схеми балансування вимірювального мосту, генератора звукової частоти, вимірювача змін температури, схеми комутації, таймера, індикаторів режимів роботи, джерела струму, звукового випромінювача, датчика положення вимірювальної системи. Основним недоліком відомого пристрою є невисока точність реєстрації ступеня алергічної реакції. Найбільш близьким до пристрою, що пропонується, є пристрій для реєстрації процесів у біологічних пробах [4], який включає датчик температури середовища, що досліджується, датчик температури води в термостаті, нагрівальний елемент термостата, вимірювальний міст, схеми автоматичного регулювання струму, що проходить через датчик температури досліджуваного середовища, схеми балансування вимірювального мосту, генератор звукової частоти, блок регулювання, таймер, блок індикації, джерело живлення, звуковий випромінювач. В пристрій введені блок-автомат заміни кювету з розчинами для дослідження, блок керування нагрівальним елементом термостата, аналого-цифровий перетворювач, блок встановлення кількості циклів вимірювання. Робота цього пристрою базується на реєстрації мікротеплових реакцій, які проходять у суміші біологічної рідини (сироватка, плазма крові тощо) з алергеном на молекулярному рівні. Ці реакції реєструються датчиком на основі мікротерморезистора, що працює в режимі прямого підігріву електричним струмом. Датчик спочатку занурюється в контрольну рідину (сироватка крові та тест-контрольна рідина), а потім після закінчення першого вимірювання він автоматично промивається, алерген автоматично переливається в другу кювету з біологічною рідиною (дослід), куди також автоматично переміщується датчик. Це дозволяє виявляти розбіжності у рівні мікротеплових процесів, що здійснюються у кюветах, і запобігає дії на датчик та кювети з інгредієнтами зовнішніх факторів довкілля. Вказаний пристрій має ряд суттєвих недоліків, а саме - складність конструкції для серійного виробництва пристрою, низька точність вимірювання теплофізичних характеристик дослідних розчинів, що призводить до зниження достовірності результатів реєстрації алергічної реакції. Відомий спосіб діагностики харчового несприйняття [5], прийнятий за найближчий аналог до способу, що пропонується. Суть способу базується на реєстрації імунологічної реакції за допомогою мікротерморезистора прямого підігріву, зануреного в біологічне середовище. Для діагностики даним способом у підігріті до температури в 34 °C ємності з сумішами кров+алерген та кров+тест-контрольна рідина одночасно вводять мікрорезисторні датчики і протягом 2-х хвилин відбувається вимірювання величини їх нагріву. Отримані результати зчитують та обробляють програмним шляхом. При наявності відхилень від значення норми (кров+тестконтрольна рідина) в 1 σ, реакція на продукт відповідає помірному ступеню харчового несприйняття, в 2 та більше σ - що відображає ступінь харчового несприйняття відповідно. Спосіб має ряд недоліків, основними з яких є похибка визначення ступеня імунологічної реакції та неможливість тестування великої кількості дослідних сумішей (на кожну суміш кров+алерген необхідно суміш кров+тест-контрольна рідина). В основу винаходу поставлено задачу підвищення точності вимірювання теплофізичних характеристик досліджуваних розчинів, підвищення точності визначення ступеня імунологічних 1 UA 113044 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 реакцій, значного зменшення терміну проведення тестування, збільшення кількості одночасно досліджуваних розчинів протягом сеансу тестування, максимальне спрощення конструкції пристрою та покращення експлуатаційних характеристик приладу. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої реєстрації теплових процесів у біологічних пробах, який містить термостат із блоком живлення термостата, датчики температури картриджу термостата, блок керування термостатом, блок керування пристроєм, блок живлення вимірювального модуля та блока керування, аналого-цифровий перетворювач вимірювального блока, вимірювальні мости, термістори та дисплей, новим є те, що загальна кількість вимірювальних мостів та термісторів в пристрої кратна кількості вимірювальних мостів та термісторів у кожному вимірювальному блоці, а кількість вимірювальних блоків конструктивно об`єднаних в вимірювальний модуль визначають кількістю алергенів, необхідних для тестування і залежить від об`єму біологічної проби, причому в кожний вимірювальний блок додатково введені ключ, з`єднаний з вимірювальними мостами та десять диференційних підсилювачів сигналу розбалансу вимірювальних мостів вимірювальних блоків, входи яких з`єднані з вимірювальними мостами, а виходи - з додатково введеним мультиплексором, вихід якого з`єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювального блока, в свою чергу вихід якого з`єднаний з додатково введеним мікроконтролером вимірювального блока, з якого дані вимірювання передають на блок керування пристроєм, також в пристрій додатково введені драйвер електричного двигуна, з`єднаний з додатково введеним реверсивним електричним двигуном постійного струму з редуктором для підйому/опускання вимірювального модуля та з додатково введеними сенсорами положення вимірювального модуля та термостата, а ще в пристрій додатково введений підсилювач сигналу датчика температури картриджу термостата, вхід якого з`єднаний з додатковим датчиком температури термостата, а вихід в свою чергу з`єднаний з додатково введеним блоком узгодження сигналу датчика температури картриджа термостата блока керування пристроєм і додатково введений інтерфейс для з`єднання з зовнішнім персональним комп`ютером. В способі реєстрації теплових процесів у біологічних пробах, який включає вимірювання сигналів розбалансу вимірювальних мостів вимірювальних блоків протягом імпульсу розігріву, передачу даних вимірювання на персональний комп`ютер, побудову термограм та визначення коефіцієнта теплопровідності, новим є те, що реєстрацію теплових процесів у біологічних пробах здійснюють одночасно протягом імпульсу розігріву, який становить щонайменше 6 секунд (дорівнює постійній часу термісторів пристрою, які застосовуються в пристрої) для всіх біологічних проб, а визначення ступеня імунологічної реакції по кожному із алергенів проводять шляхом порівняння значень математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності μi, коефіцієнта асиметрії розподілення значень γi та середнього статистичного відхилення (σi), одержаних в результаті аналізу даних контрольних вимірювань та значень даних вимірювання, одержаних при тестуванні з поправкою на зміну значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності, що викликана властивостями конкретного зразка біологічної проби. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг. 1 зображено структурну схему пристрою для реєстрації процесів у біологічних пробах, де 1 – дисплей пристрою; 2 – реверсивний електричний двигун постійного струму з редуктором для підйому/опускання вимірювального модуля; 3 – панель керування двигуном; 4 – сенсори положення вимірювального модуля та термостата; 5 – блок живлення термостата; 6 – блок керування пристроєм, 7 – термостат з пристроєм для утримання зразків (картриджем); 8 – інтерфейс RS-232C для з`єднання з зовнішнім персональним комп`ютером; 9 – мікроконтролер блока керування; 10 – драйвер електричного двигуна; 11 – блок керування термостатом; 12 – датчик температури термостата; 13 – нагрівач термостата; 14 – перетворювач інтерфейсу RS-232C в інтерфейс USB; 15 – інтерфейс між блоком керування та паралельною шиною вимірювального модуля; 16 – блок узгодження сигналу датчика температури картриджа термостата; 17 - підсилювач сигналу датчика температури картриджа термостата; 18 – додатковий датчик температури картриджа термостата; 19 – блок живлення вимірювального модуля та блока керування; 20, 21, 22, 23, 24, 25 – вимірювальні блоки; 26 – ключ вимірювального блока; 27 – мікроконтролер вимірювального блока; 28 – інтерфейс між вимірювальними блоками та паралельною шиною вимірювального модуля; 29 – аналого-цифровий перетворювач вимірювального блока; 30 – мультиплексор вимірювального блока; 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 – диференційні підсилювачі сигналу розбалансу десяти вимірювальних мостів вимірювального блока; 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 – вимірювальні мости вимірювального блока; 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60 термістори; 61 – вимірювальний модуль. Пристрій працює наступним чином. 2 UA 113044 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Робота пристрою базується на одночасній реєстрації термограм нагріву шістдесяти термісторів, що розміщені в досліджуваних (кров + алерген) та контрольних (кров + тестконтрольна рідина) біологічних пробах, які працюють в режимі прямого підігріву імпульсним електричним струмом. Це дозволяє визначити теплофізичні характеристики рідин, зокрема їх коефіцієнти теплопровідності, порівняти виміряні значення з середньостатистичними та за результатами відхилень цих значень визначити ступінь імунологічних реакцій пацієнта. Перед початком процесу тестування проводять підготовку картриджа, для чого в лунки картриджа термостата 7 вставляють стерильні пробірки, які в об'ємі по 85 мкл медичним дозатором послідовно заповнюють кров`ю пацієнта. Згідно зі схемою розташування контрольних та досліджуваних біологічних проб у відповідні пробірки додають алергени та тестконтрольну рідину. Після заповнення картриджа рідинами за допомогою універсального шейкера з підігрівом проводять ретельне їх розмішування з підігрівом до +37±0,5 °C протягом 15 хв. Для підготовки приладу до проведення тестів необхідно під`єднати його до комп`ютера за допомогою інтерфейсу RS-232C або USB інтерфейсу, під`єднати до мережі живлення і ввімкнути пристрій та комп`ютер, витримати ввімкненим пристрій протягом не менше 20 хв. для розігріву термостата 7 до температури не менше +36 °C. Поступове плавне нагрівання картриджа термостата забезпечується згідно з алгоритмом роботи блока керування термостата 11, який, аналізуючи сигнал з датчика температури термостата 12, регулює напругу на нагрівачі термостата 13. Живлення термостата забезпечують окремим блоком живлення термостата 5. Для контролю температури термостата в ньому встановлений додатковий датчик температури 18, сигнал з якого, через блок узгодження сигналу датчика температури картриджа термостата 16 та підсилювач сигналу датчика температури картриджа термостата 17, передається на мікроконтролер блока керування пристроєм. Значення температури термостата виводиться на дисплей пристрою 1. На дисплеї 1 відображається режим роботи пристрою в процесі проведення досліджень. Після розігріву термостата 7, підготовлений до тесту картридж встановлюють в термостат пристрою в вільній зоні приладу та разом з ним вводиться в зону тестування. За допомогою клавіш панелі керування 3 та реверсивного електричного двигуна постійного струму з редуктором 2 для підйому/опускання вимірювального модуля блоки вимірювання 20, 21, 22, 23, 24, 25, які конструктивно об`єднані в модуль вимірювання 61, опускають до занурення термісторів в досліджувані рідини, що знаходяться в пробірках картриджа. Положення термостата 7 з картриджем та модуля вимірювання контролюється сенсорами 4 для запобігання механічного пошкодження термісторів. Для керування пристроєм запускають відповідну програму з персонального комп`ютера. Після її запуску з`явиться інтерфейсне вікно програми, за допомогою якого вказують інтерфейс з`єднання пристрою з комп`ютером та проводять ініціалізація пристрою. Відповідно до схеми розташування контрольних та досліджуваних рідин в інтерфейсному вікні програми вводять назви алергенів, назву файлу, в який будуть записувати дані вимірювання, та встановлюють час, протягом якого необхідно провести дослідження, після чого подають команду на початок процесу тестування. Одержавши від комп`ютера команду на запуск процесу тестування, мікроконтролер блока керування 9 транслює цю команду мікроконтролерам 27 шести вимірювальних блоків 20, 21, 22, 23, 24, 25, які подають на ключі 26 сигнали ввімкнення імпульсу розігріву термістора та розпочинають процес вимірювання величини сигналів розбалансу вимірювальних мостів 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, для чого підсилені диференційними підсилювачами 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 сигнали розбалансу кожного із десяти вимірювальних мостів вимірювального блока 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 послідовно перемикають на вхід аналого-цифрового перетворювача 29 за допомогою мультиплексора 30. Числові значення з виходу аналого-цифрового перетворювача 29, які пропорційні сигналам розбалансу 10-ти вимірювальних мостів 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 вимірювального блока послідовно заносять в пам`ять мікроконтролера 27 вимірювального блока протягом дії імпульсу розігріву. Після закінчення терміну дії імпульсу розігріву проходить охолодження термістора протягом 20 сек. В цей час мікроконтролер 27 вимірювального блока аналізує дані вимірювання по кожному із десяти вимірювальних мостів і результат аналізу передає в пам`ять мікроконтролера блока керування 9. Мікроконтролер блока керування 9 збирає дані вимірювання з всіх шести вимірювальних блоків 20, 21, 22, 23, 24, 25 і зберігає їх в оперативній пам`яті до кінця сеансу вимірювання. Зв`язок між мікроконтролером блока керування 9 та мікроконтролерами 27 вимірювальних блоків 20, 21, 22, 23, 24, 25 здійснюють за допомогою паралельних інтерфейсів блока керування 15 та вимірювальних блоків 28. Після закінчення паузи охолодження термістора мікроконтролери шести вимірювальних блоків знову подають на ключі 26 сигнали ввімкнення імпульсу розігріву термістора та розпочинають процес вимірювання величини сигналів розбалансу вимірювальних мостів. Таким чином вимірювання термограм розігріву 3 UA 113044 C2 5 10 15 20 термісторів протягом дії імпульсу його розігріву періодично повторюють. до кінця терміну тестування. Після закінчення встановленого терміну тестування дані заносяться в файл жорсткого диска комп`ютера. Дані вимірювання є термограмами (фіг. 2.) розігріву термістора в умовних одиницях (числових значеннях виходу аналого-цифрового перетворювача, які відповідають температурі розігріву термістора). Після вимірювання та перенесення даних на жорсткий диск комп`ютера сеанс тестування вважається закінченим і за допомогою клавіш панелі керування та реверсивного електричного двигуна постійного струму з редуктором 2 модуль вимірювання 61 піднімають до фіксації в верхнє положення. Термостат 7 з картриджем виводять з зони тестування в вільну зону пристрою та вилучають. Замість нього вставляють картридж з рідиною для промивки та дезінфекції зондів. Цей картридж вводять в зону тестування, після чого в нього опускають зонди для промивання. Після закінчення терміну процедури промивання даний картридж вилучають і пристрій готовий до проведення наступного тестування. Спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах полягає в наступному: Визначення ступеня імунологічної реакції по кожному із алергенів проводять на основі аналізу теплофізичних характеристик досліджуваних біологічних проб (кров пацієнта+алерген), основним із яких є коефіцієнт теплопровідності цих проб. Аналіз отриманих термограм та визначення теплофізичних характеристик досліджуваних біологічних проб проводять за допомогою програми обробки даних вимірювання. Для кожного із термісторів за даними термограм обчислюють температуру розігріву термістора, яка обернено пропорційна коефіцієнту теплопровідності досліджуваної біологічної проби. Коефіцієнт теплопровідності розчинів досліджуваних біологічних проб обчислюють за формулою [6]: 25 30 де: λ – коефіцієнт теплопровідності; Q – потужність, яка розсіюється на термісторі; r – радіус термістора; ΔT – температура розігріву термістора. Враховуючи те, що пристрій отримує числові значення температури розігріву термістора в умовних одиницях (числових значеннях виходу аналого-цифрового перетворювача), які прямопропорційні температурі розігріву термістора в градусах Цельсія, та те, що час розігріву термістора складає тільки 6 секунд, формула для розрахунку коефіцієнта теплопровідності набуває вигляду: 35 Q 4rT , Q , або Q , i K 1i K ti Ni 4rT де: i - коефіцієнт теплопровідності досліджуваного розчину в і-й пробірці картриджа; Q - постійна величина; B 4r , K 1i - поправочні коефіцієнти, які визначають дослідним шляхом в процесі калібрування K ti 40 45 пристрою з використанням різних еталонних рідин з відомими коефіцієнтами теплопровідності (в даному випадку використовують дистильовану воду та гліцерин, як еталонні рідини, які мають коефіцієнти теплопровідності, що є близькими в діапазоні від 0,25-0,65 Вт/м*°С до значень коефіцієнтів теплопровідності досліджуваних розчинів; Ni Nкінц.і Nпоч .і - числові значення температури розігріву і-го термістора в умовних одиницях (числових значеннях виходу аналого-цифрового перетворювача), які визначають за даними термограм (фіг. 2.), як різниця між значенням на початку дії імпульсу розігріву Nпоч .і .i в його кінці N кінц.і . Ступінь імунологічної реакції пацієнта по кожному із алергенів визначають за допомогою відповідного програмного забезпечення, куди заносять дані, що отримані в результаті проведення дослідження. В програму також заносять поправочні коефіцієнти K ti і K 1i , які 50 визначають в результаті калібрувальних тестів на еталонних рідинах та визначені в результаті статистичного аналізу даних контрольних вимірювань для всіх алергенів та тест-контрольних 4 UA 113044 C2 рідин значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності 5 і і кр , коефіцієнти асиметрії розподілення значень і та середні статистичні відхилення і . Програма здійснює аналіз, корегування введених даних та розрахунок значення коефіцієнтів теплопровідності як для розчинів кров + тест-контрольна рідина, так і для розчинів кров + алерген. Визначення показників ступеня імунологічної реакції по кожному із алергенів проводять за наступними критеріями: 1. Показник відсутності імунологічної реакції (показник норми) при умові і k ai ( кр кр ) і (1 і ) i і k ai ( кр кр ) і (1 і ) , де: i - визначене за результатами тестування значення коефіцієнта теплопровідності розчину 10 15 кров+алерген в і-й пробірці картриджа; k ai - визначене за результатами тестування значення коефіцієнта пропорційності впливу на значення коефіцієнта теплопровідності для розчинів кров+алерген, який зумовлений теплофізичними властивостями крові пацієнта; і - значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності розчину кров+алерген в і-й пробірці картриджа; кр - визначене за результатами тестування значення коефіцієнта теплопровідності розчину кров+тест-контрольна рідина; кр - значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності розчину кров+тест 20 25 контрольна рідина; і - середнє статистичне відхилення значення коефіцієнта теплопровідності розчину кров+алерген в і-й пробірці картриджа; і - значення коефіцієнта асиметрії розподілення значень коефіцієнта теплопровідності розчину кров+алерген в і-й пробірці картриджу; 2. Наявність імунологічної реакції до даного алергену у пацієнта при умові і ( кр кр ) 2 і (1 і ) i і ( кр кр ) і (1 і ) або і k ai ( кр кр ) і (1 і ) i і k ai ( кр кр ) 2 і (1 і ) . 3. Наявність i і k ai ( кр 30 мегачутливості пацієнта до даного алергену кр ) 2 і (1 і ) , або i і k ai ( кр кр ) 2 і (1 і ) . 40 45 умові Величина кр кр є зсувом значення коефіцієнта теплопровідності для розчинів кров + тест-контрольна рідина порівняно з значенням математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності кр розчинів кров+тест-контрольна рідина, який зумовлений теплофізичними властивостями крові пацієнта, що проходить тестування, а величина 35 при k ai ( кр кр ) є прогнозованим зсувом значення коефіцієнта теплопровідності для розчинів кров+алерген порівняно з значенням математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності і розчинів кров+алерген. Величина і (1 і ) характеризує асиметрію розподілу значень середнього відхилення значень коефіцієнта теплопровідності. Текстовий файл результату тестування формується програмним шляхом в форматі, що є необхідний для подальшого його використання базою даних, за допомогою якої визначають послідовність лікування пацієнта. Таким чином, застосування нових ознак запропонованого пристрою та способу реєстрації теплових процесів у біологічних пробах дають можливість швидко і з більшою точністю виявити розбіжності теплофізичних характеристик досліджуваних розчинів і встановити наявність та ступінь вираженості імунологічної реакції по відношенню до великої кількості найбільш розповсюджених груп алергенів. В подальшому це дозволяє ефективно проводити корекцію нутрітивного статусу пацієнтів, що позитивно впливає на соматичний стан хворих, а в деяких випадках призводить до повного їх одужання. Використання програмного забезпечення покращує експлуатаційні характеристики пристрою, а проста конструкція робить його придатним для експлуатації і серійного виробництва. 5 UA 113044 C2 5 10 15 Все вищезазначене дозволяє рекомендувати даний пристрій для використання в загальній медичній практиці, зокрема в імунології та дієтології. Джерела інформації: 1. Казначеев В. П. К вопросу о термоядерной биоэнергетике живого вещества / В. П. Казначеев, А. Ф. Ржавин, Л. П. Михайлова // Междунар. симп. "Холодный ядерный синтез и новые источники энергии", Минск, 24-26 мая 1994.-Минск, 1994. - с. 190-195. 2. Кавун Э. Н. Иммунотермисторная установка / Э. Н. Кавун // Медтехника.-1979. - № 4. с.34-35. 3. Патент України без експертизи по суті № 7178, МПК А 61В 10/00, 1995 р. 4. Деклараційний патент України на винахід № 63844, МПК (2006) А61В 5/00, 2004 р. 5. Патент України на корисну модель № 58440 МПК (2011.01) А61В 5/00, 2011 р. 6. Акуленко Д. В. Измерение коэффициента теплопроводности среды с использованием термистора прямого подогрева / Д. В. Акуленко, А. Н. Агапов, И. Г. Проценко // Проблемы техногенной безопасности и устойчивого развития: сборник научных статей молодых ученых, аспирантов и студентов ФГБОУ ВПО "ТГТУ".-2012. - Вып. III. - с.49-52. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 1. Пристрій реєстрації теплових процесів у біологічних пробах, що складається з термостату, що містить нагрівальний елемент та засіб для утримання біологічних зразків, вимірювального модуля, який складається з вимірювальних блоків, кожен з яких містить вимірювальні мости з термісторами, блока живлення термостата, датчика температури засобу для утримання біологічних зразків, блока керування термостатом, блока керування пристроєм, блока живлення вимірювального модуля та блока керування пристроєм, аналого-цифрового перетворювача вимірювальних блоків та дисплея, який відрізняється тим, що загальна кількість вимірювальних мостів та термісторів кратна кількості вимірювальних мостів та термісторів у кожному вимірювальному блоці, а кількість вимірювальних блоків відповідає кількості алергенів, необхідних для тестування, причому в кожен вимірювальний блок додатково введені ключ, з'єднаний з вимірювальними мостами, та диференційні підсилювачі сигналу розбалансу вимірювальних мостів вимірювальних блоків, входи яких з'єднані з вимірювальними мостами, а виходи - з додатково введеним мультиплексором, вихід якого з'єднаний з входом аналогоцифрового перетворювача вимірювального блока, вихід якого з'єднаний з додатково введеним мікроконтролером вимірювального блока для передачі даних вимірювання на блок керування пристроєм, також пристрій містить драйвер керування додатково введеним реверсивним електричним двигуном постійного струму з редуктором для підйому/опускання вимірювального модуля та сенсори положення вимірювального модуля та термостата, підсилювач сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків термостата, вхід якого з'єднаний з додатковим датчиком температури термостата, а вихід, в свою чергу, з'єднаний з додатково введеним блоком узгодження сигналу датчика температури засобу для утримання біологічних зразків термостата блока керування пристроєм, та інтерфейс для з'єднання з зовнішнім персональним комп'ютером. 2. Спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах з використанням пристрою за п. 1, який полягає в тому, що одночасно вимірюють сигнали розбалансу всіх вимірювальних мостів вимірювальних блоків протягом імпульсу розігріву всіх біологічних проб, що знаходяться в засобі для їх утримання та визначають ступінь імунологічної реакції для кожного із алергенів шляхом порівняння значень математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності μi, коефіцієнта асиметрії розподілення значень γi та середнього статистичного відхилення σi, одержаних в результаті аналізу даних контрольних вимірювань та значень даних вимірювання з поправкою на зміну значення математичного очікування коефіцієнтів теплопровідності, викликану властивостями конкретної біологічної проби. 6 UA 113044 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 7
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: G01N 33/53, G01K 7/22, A61B 5/05, G01N 25/18, G01N 33/487
Мітки: біологічних, пробах, спосіб, процесів, пристрій, теплових, реєстрації
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-113044-pristrijj-ta-sposib-reehstraci-teplovikh-procesiv-u-biologichnikh-probakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій та спосіб реєстрації теплових процесів у біологічних пробах</a>
Попередній патент: Радіаційно стійкий пластмасовий сцинтилятор
Наступний патент: Послідовний підшипник
Випадковий патент: Майонез низькокалорійний зі смаковими добавками