Биотехническая система экспресс-оценки процесса оседания эритроцитов в микрообъемах

• Автор: Аристов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 214 с. : ил.

1. Биофизические основы и технические аспекты анализа крови и биологических жидкостей

1.1. Кровь, как объект лабораторного анализа

1.2. Реакция оседания эритроцитов в клинической практике

1.3. Физико-химические основы механизмов агрегации и оседания

красных клеток крови

1.4. Технические аспекты изучения клеток крови их агрегатов

1.4.1 .Методы подсчета и исследования морфологии клеток

1.4.2.Методы и приборы исследования клеточной агрегации

1.4.3.Приборы регистрации процесса оседания эритроцитов

1.5. Применение методов физики поверхностей к исследованию

биологических сред

Выводы
2. Анализ возможности использования фотометрического подхода для оценки процессов агрегации и оседания эритроцитов в капельной пробе
2.1. Теоретический анализ процессов, происходящих при оседании клеток в капельных пробах крови, и их значимость при оценке СОЭ фотометрическим методом
2.2. Моделирование прохождения света через капельную пробу при протекании в ней процесса оседания эритроцитов
2.2.1.Оценка изменения оптических свойств пробы крови в результате
агрегации клеток
2.2.2.Моделирование концентрационных изменений в капельной пробе
при оседании клеток
2.2.3.Анализ совместного влияния процесса оседания и агрегации клеток
на динамику изменения светового потока
2.3. Обоснование выбора длины волны зондирующего излучения
Выводы
3. Техническая реализация биотехнической системы
3.1. Конструкция экспериментальной установки
3.1.1 .Структурная схема устройства
3.1 ^.Измерительная система первичного преобразователя
3.1.3.Система термостатирования камеры первичного преобразователя
3.1.4.Фотометрический канал
3.1.5.0ценка источников погрешности фотометрической системы
ЗЛ.б.Работа устройства
3.2. Результаты технических испытаний установки
3.2.1.Проверка системы термостабилизации камеры первичного преобразователя
3.2.2.Проверка технических характеристик блока фотометрического измерительного канала
3.2.3.Проверка системы поддержания влажности в рабочем объеме первичного преобразователя
Выводы
4. Экспериментальные исследования
4.1. Разработка методики проведения исследований
4.1.1 .Подготовка крови к исследованию и постановка реакции СОЭ
4.1.2.Технологическая схема экспериментальных исследований
4.1.3.Определение оптимальных параметров оптической измерительной
системы для проведения измерений
4.2. Медицинские клинические исследования
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1. Экспериментальные таблицы
Приложение 2. Акты внедрения результатов диссертационной работы

В клинической лабораторной практике высокая диагностическая ценность используемых методов, сочетается с большой трудоемкостью их выполнения и значительными временными и материальными затратами. Это, конечно же, сокращает спектр проводимых анализов, ограничивая их лишь самыми основными. Одним из возможных путей увеличения числа проводимых исследований является автоматизация выполняемых при исследовании операций и в первую очередь операций связанных с контролем результатов проводимых реакций, что позволяет в значительной степени повысить точность и объективность полученных при исследовании данных. Следовательно, наряду с разработкой специальных медико-лабораторных методик, необходимо создание соответствующей, автоматизированной аппаратуры.
Измерение скорости оседания эритроцитов (СОЭ) является одним из наиболее часто проводимых анализов крови. Анализ СОЭ включен в список исследований выполняемых при общем анализе крови и широко используется как в нашей стране, так и в зарубежной медицинской практике.
Актуальность вопроса оптимизации и автоматизации процесса оценки седиментационных характеристик эритроцитов крови, в первую очередь, определяется высокой клинической ценностью показателя СОЭ, по которому можно судить о наличии патологических процессов в организме, отслеживать течение болезни и эффективность проводимой терапии, и в то же время, значительными временными затратами на его постановку и необходимостью забора достаточно большого объема крови от пациента для проведения этого исследования.
Существующие современные методы оптимизации анализа СОЭ, в том числе реализованные в конкретных приборах, позволяют снизить время его проведения до 15-20 мин (стандартный метод занимает 1-2 часа), повысить чувствительность и снизить ошибку оператора.

экспериментов по измерению СОЭ в капиллярах Панченкова, можно сказать, что чаше всего такая нечеткая граница в виде взвеси небольшого количества конгломератов над плотноупакованным слоем клеток наблюдается при повышенных значениях СОЭ и может достигать 5 мм.
Таким образом, при подобной “классической” постановке данного анализа решить проблему уменьшения объема используемой пробы, а также одновременной регистрации агрегационного процесса, причем в короткие сроки (менее 30 мин), весьма затруднительно. Многие приборы используют сокращение времени исследования за счет различных манипуляций с образцом, центрифугирования. Однако все эти процессы нарушают заложенный в основу метода естественный процесс оседания эритроцитов, который характеризует состояние системы клеток и плазмы исследуемого человека (агрегация клеток - образование структурированной сети из клеточных агрегатов - проседание клеточного остова), и могут привести к ошибочным результатам. Поэтому при разработке новых методов желательно применять минимальное вмешательство в исследуемый процесс.
1.5. Применение методов физики поверхностей к исследованию биологических сред
Химические компоненты, входящие в состав биологических жидкостей организма и находясь в растворенном виде или на клеточных поверхностях, могут вызывать различные физические эффекты. Такие процессы как агглютинация, фагоцитоз, лизис, преципитация, адгезия, по своей природе можно отнести к физическим процессам, так как они обусловлены действием физических сил, а не перестройкой химических связей [147].
Поверхностная энергия - это особый компонент свободной энергии, которым характеризуется граница раздела двух фаз, например, между клеткой и культуральной средой. Этот параметр отражает сумму всех Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий между различными участками контактирующих