Никапли крови: анализ крови без следов

      Комментарии к записи Никапли крови: анализ крови без следов отключены

Никапли крови: анализ крови без следов

    Неинвазивный оксиметр с электродным датчиком Билирубинометр АБЧК-02 Неинвазивный анализатор билирубина АБЧК-02 создан в Столичном НИИ «Агат» и одобрен Минздравом для измерений уровня билирубина у новорожденных детей. В 2003 году данный прибор, показавшийся в следствии конверсии на фирмах отечественного военно-промышленного комплекса, взял золотую медаль на выставке медицинского оборудования в Брюсселе. на данный момент ведутся его опробования на взрослых больных.

Смело возможно заявить, что мы живем в эру неинвазивной диагностики. Маленькая доза рентгеновских лучей, радиоволны и магнитное поле, чуть-чуть радиоактивного вещества либо безобидный ультразвук — вот современные диагностические инструменты. Не прибегая к помощи скальпеля, доктор может разглядывать кости, мягкие ткани, состояние легких, нервные окончания а также следить за деятельностью мозга.

Но имеется одна живая ткань, которая тяжелее вторых поддается диагностике «вживую» (in vivo, как говорят медики), не смотря на то, что знать ее параметры довольно часто не только принципиально важно, а просто жизненно нужно. Речь заходит о крови.

Информация о параметрах крови оказывает помощь поставить верный диагноз, а в некоторых случаях и предотвратить развитие заболевания. Исходя из этого в то время, когда, заполучив простуду либо легко за справкой для бассейна, мы приходим в поликлинику, доктор прежде всего направляет нас сдавать анализы. Само собой разумеется, сдать кровь из пальца дело не весьма хлопотное, но и приятным его назвать запрещено.

Но для многих ответственных анализов кроме того этого не хватает — требуемое количество, пара миллилитров, возможно забрать лишь из вены. И не смотря на то, что такое мероприятие связано с дополнительным риском, на сегодня это самый дешёвый и практически до тех пор пока единственный метод определить, не больны ли вы гепатитом и не являетесь ли носителем какого-нибудь другого вируса.

Любой доктор сообщит, что ему куда эргономичнее было бы иметь так называемый неинвазивный прибор, что разрешил бы «разглядывать» состав крови через все естественные преграды, подобно тому, как томограф оказывает помощь заметить нервные окончания. Как это ни страно, создать аппарат для изучения внутренних органов выяснилось несложнее, нежели неинвазивный анализатор крови, что разрешит возможность избавиться от нелюбимой и докторами, и больными иглы. На решение проблемы неинвазивного анализа крови израсходовано много времени и средств, много научных групп во всем мире занимаются этими изучениями, но результаты до тех пор пока относительно скромные.

Пульсоксиметры

Еще в середине XIX века, фактически сразу после изобретения спектрального анализа, его применили для изучения спектра поглощения красного пигмента крови — гемоглобина. Это сделал в первой половине 60-ых годов девятнадцатого века немец Хоппе-Силер. А практически через два года англичанин Стокс продемонстрировал, что при насыщении воздухом раствора гемоглобина его цвет (а соответственно и спектр поглощения) изменяется, и как раз исходя из этого красный артериальная кровь отличается от пурпурной венозной.

Но тогда обращение об измерениях «вживую» еще не шла, и все испытания проводились на примерах. Измерить потребление кислорода конкретно на руке живого человека удалось лишь в первой половине 30-ых годов двадцатого века, исследователям из Геттингенского университета в Германии. А перед Второй мировой войны войной показался прообраз современного прибора — «оксиметр», измерявший насыщение артериального гемоглобина кислородом на мочке уха.

Как и большая часть научных достижений, использовался он сначала только в военных целях — для контроля за состоянием армейских летчиков.

Дабы пояснить принцип действия пульсоксиметра, начнем с физиологии. Основной переносчик кислорода в отечественном организме — гемоглобин. Его молекула может транспортировать до 4 молекул кислорода, в этом состоянии она именуется оксигемоглобином (HbO), а без присоединенного кислорода — дезоксигемоглобином (Hb).

В то время, когда насыщение крови кислородом опускается ниже 90%, организм недополучает кислород, значения порядка 70% уже страшны для жизни.

При создании пульсоксиметра воспользовались различиями в спектральных чертях HbO и Hb в видимой и инфракрасной областях спектра. Кое-где поглощение двух различных гемоглобинов одинаково, а местами отличается многократно. На первый взгляд думается, что достаточно сравнить поглощение на двух длинах волн — и мы возьмём необходимый итог.

Но в конечном итоге разработка измерений пара сложнее, и вот по какой причине. Докторов интересует содержание кислорода как раз в артериальной крови, а при неинвазивных измерениях излучение проходит не только через артерии, но и через вены и капилляры кожи, в которых соотношение HbO и Hb уже совсем второе. Как совладать с данной путаницей?

Тут приходит на помощь пульс, поскольку артериальная кровь в отличие от другой пульсирует. Пульсоксиметр потому так и именуется, что выделяет пульсирующий сигнал и так разрешает отличить артериальную кровь от венозной.

К 70-м годам прошлого века показались более стабильные и качественные источники излучения, а фотоприемники стали компактнее и чувствительнее. Наступил новый этап в создании неинвазивных анализаторов. Первый бытовой пульсоксиметр был выпущен во второй половине 70-ых годов двадцатого века компанией Hewlett-Packard.

Прибор проводил сравнение поглощений на 8 (!) инфракрасной волн области и длинах красной спектра, поскольку не умел выделять пульсирующую составляющую. С возникновением микропроцессоров выделения и методик пульса пульсоксиметры стали более миниатюрными, эргономичными и недорогими.

В современных моделях, которых насчитываются десятки, в противном случае и много, употребляются всего две длины волны, время измерения занимает от 5 до 20 секунд, а датчик возможно крепить не только на мочку уха, но и на палец либо куда-нибудь еще. При падении насыщения ниже нормы либо неправильных значениях пульса прибор подает звуковой сигнал.

Сейчас пульсоксиметры имеется фактически в каждом хирургическом отделении, но решить удалось не все неприятности, и до тех пор пока инструкции для докторов содержат целый перечень мер предосторожности. Работы по совершенствованию таких устройств еще больше чем достаточно.

Вторым настоящим достижением стал неинвазивный измеритель билирубина. Причем тут больше повезло не армейским, а самой мирной категории населения — новорожденным детям.

В крови живого организма гемоглобин всегда обновляется, и в следствии его распада образуется белок билирубин, что утилизируется в печени. В случае если данный естественный процесс нарушается, к примеру благодаря заболевания гепатитом, неиспользованный билирубин начинает накапливаться в крови, а скоро попадает и в кожные покровы. Появляется так называемая желтуха. Из-за чего желтуха?

Да по причине того, что молекулы билирубина интенсивно поглощают свет в светло синий-зеленой области спектра, имея максимум поглощения на длине волны 460 нанометров, и в отраженных от кожи лучах остается лишь желтая составляющая. Чем больше концентрация билирубина в измеряемом количестве, тем больше будет поглощение света на данной длине волны, по которому мы сможем делать выводы о количестве этого вещества.

Но одной длины волны для измерений оказывается не хватает, поскольку кожные покровы, через каковые мы пробуем мерить, имеют сверхсложное строение. Чего в том месте лишь нет — и ветхие клетки, и межклеточная жидкость, и пигмент меланин, и подкожные капилляры с гемоглобином. И все это также поглощает и рассеивает видимый свет. Решить проблему оказывает помощь опорная линия 550 нанометров.

На данной длине волны билирубин практически ничего не поглощает, но все остальные составляющие поглощают и рассеивают приблизительно как и на 460 нанометрах.

Итак, конструкция получается следующая. Источник видимого света освещает кожу, отраженный свет регистрируется двумя фотоприемниками: в одном лишь на длине волны 460 нм, а в другом — на 550 нм. После этого сигналы сравниваются. В отсутствие билирубина сигналы будут однообразны и прибор продемонстрирует 0. Чем больше количество билирубина, тем не сильный делается сигнал по большей части канале, и тем громадные значения показывает прибор.

В первый раз таковой способ измерения содержания билирубина в подкожной клетчатке был запатентован японцами в конце 70-х. А в первой половине 80-ых годов двадцатого века первый неинвазивный билирубинометр выпустила компания «Минолта» для новорожденных детей. на данный момент таких устройств насчитывается не меньше десятка. В них употребляются различные источники света, светофильтры и разные приёмники, но принцип действия приблизительно однообразен.

Собственные билирубинометры имеется и в Российской Федерации — «Билитест» и «АБЧК-02».

Такое внимание к мелким больным не просто так. Практически у каждого третьего новорожденного появляется желтуха, которая как правило не страшна и обусловлена легко приспособлением организма к новым условиям. Но дабы совершенно верно ответить на вопрос, естественный ли это физиологический процесс либо важная заболевание, приходится брать анализ крови на билирубин.

И тут неинвазивный анализатор — легко спасение для педиатров.

Увидим лишь, что все неинвазивные билирубинометры показывают содержание билирубина в подкожной клетчатке, а оно отражает изменение уровня вещества в крови с некоторым запозданием, которое измеряется часами. Докторам, конечно, приходится это учитывать, но согласитесь, довольно часто брать кровь из вены, в особенности у мелких детей, нереально, а измерять неинвазивным прибором — хоть раз в тридцать минут.

А как же взрослые? Из-за чего они, как и прежде, вынуждены сдавать кровь из вены, дабы определить про собственный билирубин? Тут дела обстоят сложнее. Главное препятствие — свойства и толщина кожных покровов.

На тех длинах волн видимой области спектра, где мы вынуждены проводить измерения, значительная часть отраженного сигнала приходит от верхнего слоя кожи в пара десятков микрон и не несет никакой информации об интересующем нас билирубине. Но неприятность не только в том, что у взрослых людей кoжа существенно толще, чем у новорожденных. Основное, что она у различных людей различная.

У «толстокожих» больных поправка будет побольше, а у «тонкокожих» — мельче. При однообразном содержании билирубина в крови двух больных с различной толщиной кожи билирубинометр продемонстрирует различный итог. Но это еще полбеды. Выясняется, что кожа у различных людей не только различной толщины, но и рассеивает по-различному.

А вследствие этого разброс лишь улучшается.

И все же медики не теряют надежды взять трудящийся неинвазивный билирубинометр, а больные — избавиться от неприятного и небезопасного анализа. Тем более что кровь, забранную для определения концентрации билирубина, исследуют тем же оптическим способом, помещая пробирку в спектрофотометр и измеряя поглощение — конечно, не совсем точно.

Прочтя про удачи пульcоксиметрии, возможно поразмыслить, что и полную концентрацию гемоглобина в крови несложно выяснить оптическими способами. Но это лишь на первый взгляд. Пока не удалось создать достаточно правильный неинвазивный гемоглобинометр, что имел возможность бы соперничать с простым анализом.

Как выяснилось, тут требуется не только знание спектральных особенностей живых тканей, но и сложная математическая обработка сигнала. А потому, что измерение уровня гемоглобина касается практически всех и каждого, изучения в этом направлении ведутся весьма деятельно.

Еще один ответственный параметр — уровень сахара в крови. Появления неинвазивного измерителя концентрации глюкозы с надеждой ожидают больные сахарным диабетом, которых в мире насчитывается порядка 100 миллионов человек. В прошедшем сезоне об успешных клинических опробованиях таких устройств, применяющих инфракрасное излучение, сказали сходу пара исследовательских групп, а также из компании LifeTrac Systems и из университета в Коннектикуте.

А швейцарская компания Pendragon Medical обещает в недалеком будущем начать выпуск принципиально нового неинвазивного анализатора глюкозы, основанного на измерении электропроводности.

В общем, медлительно, но правильно дело идет к тому, дабы иголку в руках лаборанта заменило устройство наподобие фонарика либо часов, которое разрешит скоро и безболезненно определить о отечественной крови все, что мы захотим.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№21, июль 2004).

Общий анализ крови. часть1


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: