Патент на изобретение №2209430

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ГЕМАТОКРИТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине, а именно к гематологии, и может быть использовано для определения изменения показателя гематокрита в реальном времени. Предварительно укрепив электроды на запястьях и лодыжках человека, измеряют переменные составляющие сопротивления тела человека. Измерение осуществляют на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц одновременно, затем определяют показатель гематокрита Н из выражения

где R₁ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на низкой (20-40 кГц) частоте, Oм; R₂ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на высокой (200-300 кГц) частоте, Ом. Технический результат состоит в уменьшении травматичности, упрощении способа и определении показателя гематокрита в реальном времени. 1 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к гематологии, и может быть использовано для определения изменения показателя гематокрита в реальном времени.

Известен способ определения эритроцитов крови [авт.свид. СССР 1264077, МКИ 4 G 01 N 33/48, опубл. 15.10.86. Бюл. 38], заключающийся в том, что берут определенное количество исследуемой крови, разводят гепаринизированным изотоническим раствором хлористого натрия в 10-30 раз, центрифугируют. Эритроциты после отсасывания плазмы разводят до начального объема изотоническим раствором. При помощи ультразвукового интерферометра определяют разность скоростей ультразвука в данном образце и в изотоническом растворе. Затем рассчитывают число эритроцитов х в исследуемой крови по формуле
х=к(С_а-С_б)а,
где к – эмпирическая величина; а – степень разведения образца; (С_а-С_б) – скорость ультразвука.

Известный способ имеет существенные недостатки – он инвазивен и требует центрифугирования.

_к по формуле, полученной из формулы Максвелла:
Н_к=(1-К_кр/К_пл)/(1+0,8К_кр/К_пл),
где К_кр – величина, пропорциональная электропроводности крови; К_пл – величина, пропорциональная электропроводности плазмы.

Недостатков данного способа является его инвазивность, невысокая точность и невозможность определения изменений показателя гематокрита в динамике в реальном времени.

Задачей изобретения является уменьшение травматичности, упрощение способа и определение показателя гематокрита в реальном времени.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе определения показателя гематокрита, так же как и в прототипе, измеряют проводимость крови, по которой определяют показатель гематокрита.

Согласно изобретению предварительно укрепляют электроды на лодыжках и запястьях человека, одновременно регистрируют связанную с электропроводностью переменную составляющую сопротивления тела человека на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц, затем определяют показатель гематокрита Н из выражения

где R₁ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на частоте 20-40 кГц, Ом;
R₂ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на частоте 200-300 кГц, Ом.

Уравнение (1) получается из математической модели, описывающей кровь как гетерогенную систему.

На частотах 20-40 кГц зависимость электропроводности крови от гематокрита отражает формула Де ла Рю и Тобиас [Уманский О.С. Биотехническая система экспресс-оценки группы гематологических параметров в одной микропробе. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. тех. наук. – Томск, 1996. – 183 с.]:
₁ = _п(1-H)^3/2, (2)
где ₁ – электропроводность крови на низких частотах, _п – лектропроводность плазмы, Н – показатель гематокрита.

На частотах 200-300 кГц зависимость электропроводности крови от гематокрита отражает следующая формула [Уманский О. С. Биотехническая система экспресс-оценки группы гематологических параметров в одной микропробе. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. тех. наук. – Томск, 1996. – 183 с.]:
₂ = _п(1-H)+_цпH, (3)
где ₂ – электропроводность крови на низких частотах, _п -электропроводность плазмы, _цп – электропроводность цитоплазмы эритроцитов, Н – показатель гематокрита. Обе эти формулы получены из формулы Максвелла, но только для разных частот.

Известно отношение _цп/_п, а также то, что электропроводность плазмы крови практически не зависит от частоты. Выразив из уравнений (2) и (3) _п и приравняв значения, после несложных математических преобразований получим выражение (1), учитывая, что электропроводность и сопротивление обратно пропорциональные величины. Это выражение решается любым известным способом.

Таким образом, получен простой, нетравматичный способ определения показателя гематокрита в реальном времени.

Заявляемый способ определения показателя гематокрита иллюстрируется с помощью схемы устройства, изображенной на чертеже.

Устройство состоит из корпуса 1, двух генераторов синусоидальных колебаний 2 (Г1) и 3 (Г2), двух источников стабильного тока 4 (ИСТ1) и 5 (ИСТ2), двух детекторов 6 (Д1) и 7 (Д2), двух фильтров 8 (Ф1) и 9 (Ф2), микроконтроллера 10 (МК) и устройства отображения информации 11 (УОИ). Генератор синусоидальных колебаний 2 (Г1), источник стабильного тока 4 (ИСТ1), детектор 6 (Д1), фильтр 8 (Ф1) последовательно соединены между собой и работают на частоте 20-40 кГц. Генератор синусоидальных колебаний 3 (Г2), источник стабильного тока 5 (ИСТ2), детектор 7 (Д2), фильтр 9 (Ф2) также последовательно соединены и работают на частоте 200-300 кГц. Выходы источников стабильного тока 4 (ИСТ1), 5 (ИСТ2) и входы детекторов 6 (Д1), 7 (Д2) соединены с электродами. Выходы фильтров 8 (Ф1), 9 (Ф2) связаны с входами микроконтроллера 10 (МК), выход которого связан с устройством отображения информации 11 (УОИ).

В качестве устройства отображения информации 11 (УОИ) можно использовать жидкокристаллический индикатор. В качестве микроконтроллера 10 (МК) можно использовать любую однокристальную микроЭВМ со встроенным аналого-цифровым преобразователем. Остальные функциональные блоки, изображенные на чертеже могут быть выполнены на операционных усилителях типа УД2.

Синусоидальные колебания частотой 20-40 кГц и 200-300 кГц с генераторов 2 (Г1) и 3 (Г2) соответственно поступают на источники стабильного тока 4 (ИСТ1) и 5 (ИСТ2), с которых затем зондирующий ток постоянной амплитуды частотой 20-40 кГц и 200-300 кГц подается на электроды. Напряжение с электродов, пропорциональное сопротивлению тела человека, поступает на вход детекторов 6 (Д1) и 7 (Д2), с помощью которых усиливается и детектируется. С выходов детекторов 6 (Д1) и 7 (Д2) выделенные сигналы поступают на входы фильтров 8 (Ф1) и 9 (Ф2), где происходит фильтрация и дополнительное усиление сигналов, пропорциональных переменным составляющим сопротивления на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц. С выходов фильтров 8 (Ф1) и 9 (Ф2) сигналы поступают на вход микроконтроллера 10 (МК), в котором происходит аналого-цифровое преобразование, затем выделяется амплитуды переменных составляющей на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц, значение которых выдается на устройство отображения информации 11 (УОИ). Расчет показателя гематокрита производится по формуле (1) в микроконтроллере 10 (МК) с помощью специально разработанной программы, результат выводится на устройство отображения информации 11 (УОИ).

Пациенту К. прикрепили пластинчатые никельсеребряные электроды F9010 на запястья и лодыжки. Измерение переменной составляющей сопротивления тела проводили на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц с помощью устройства, изображенного на чертеже. В результате опыта получили следующие значения на граничных частотах:
1. При f₁ = 20 кГц R₁ = 0,282 Ом, при f₂ = 200 кГц R₂ = 0,149 Ом;
2. При f₁ = 40 кГц R₁ = 0,165 Ом, при f₂ = 300 кГц R₂ = 0,088 Ом.

Показатель гематокрита рассчитывали из уравнения (1) с помощью программы MathCad 6,0, тот же результат получали на устройстве отображения информации 11 (УОИ). При этом получили следующие результаты: в первом случае Н=0,497, во втором – Н=0,493.

Таким образом, достаточно просто и неинвазивно был определен показатель гематокрита в реальном времени.

Формула изобретения

Способ определения показателя гематокрита, включающий измерение электропроводности крови, отличающийся тем, что укрепляют электроды на лодыжках и запястьях человека, одновременно регистрируют связанную с электропроводностью крови переменную составляющую сопротивления тела человека на частотах 20-40 кГц и 200-300 кГц, а показатель гематокрита Н определяют из выражения

где R₁ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на частоте 20-40 кГц, Ом;
R₂ – амплитуда переменной составляющей сопротивления тела человека на частоте 200-300 кГц, Ом.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.09.2003

Извещение опубликовано: 27.04.2005 БИ: 12/2005