Способ определения содержания кислорода в цельной крови

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»894493 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210380 (21) 2897726/18-2 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.1281. Бюллетень ИЯ 48 рцм. к.з

0 01 К 21/47

Государственный комитет

СССР ио делам изоСретеиий и открытий

Р3) УДК535.242 °.2(088 ° 8) Дата опубликования описаиия 30.1 281

Б.С,Бондаренко, Г.С,Дубова, Э.П.Зеге, H.Ë. Кацев, А.Я.Хайруллина и С.ФЛумилина

l, (72) Авторы изобретения

Институт физики AH Белорусской CCP --(73) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

В ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ

15 Цель изобретения — повышение точ,ности измерений содержания кислорода в цельной крови.

Поставленная цель достигается тем,. что освещают исследуемый объект моно20 хроматическими пучками излучения на длинах волн Хq и Ag, выбранных иэ условия 650 4 11<700 нм н ) g =805 нм, измеряют коэффициент диффузного отражения при 1 и 1, определяют коэффициенты диффузного пропускания двух слоев с разной толщиной, одна из которых равна 0,1 см, другая — 0,14

0,17 см, а разность значений толщин соответствует отношению коэффициентов

30 диффузного пропускания, лежащему, в

Изобретение относится к спектрофотометрии гемоглобина и может быть использовано для медицинской диагностики в гематологии.

Известен способ определения кислородной насыщенности крови, основанный на измерении потока излучения, от раженного от пробы разведенной крови под некоторым углом 20-30О, который заложен в основу работы индикаторного фотооксигемометра (модель

057), используемого в медицинской практике (lj.

К недостаткам этого способа относятся разведение цельной крови, неконтролируемым образом изменяющее сродство гемоглобина к кислороду; необходимость предварительной калибровки другим, более точным, методом.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является способ определения процентного содержания кислорода в цельной крови, основанный на измерении интенсивности света с длиной волны 805 нм (изосбестическая точка) и света другой длины волны, предпочтительно 650 нм, прошедшего через кровь или отраженного от крови, определении логарифма отношения сигналов на двух длинах волн, по которому судят об искомой величине (2) .

Недостатки этого способа заключаются в погрешности, обусловленной разбросом определяемых величин и(kq) T(3 )

Рп или En — за счет разй(Ъ ) Т(Л) ) личия формы эритроцитов, их концентрации и Функции распределения по размерам для разных образцов крови; а также в необходимости калибровки .другим независимым способом.

894493

xö

s (),)а т„р„Цт р„)

ЧЬ (Л ) Е т„РРтУЛ )

0

T„(„) уТg(Л1) рТ„(Л ) ОТ<1()«) ) — коэффициенты. диффузного пропускания двух слоев с разными толщинами для длин волн Л„ и Л у(Л,); у(Л<<) — параметры, определяемые из градуировочного граФика.

В спектральном интервале 650 нм—

1000 нм отношение показателей погло- 2О щения гемоглобина на двух длинах волн равно отношению показателей поглощения эритроцитов, что было установлено экспериментально, т.е. х Ж(Л) к(Х )* (1) 25 ((лд) к{л ) где — — отношение показателей

Ж(Л <)

X(XL) поглощения гемоглобиледуемого об 30 разца крови на двух длинах волн;

К(Л<} к(л ) отношение показателей поглощения эритроцитов на двух длинах волн.

Показатель поглощения эритроцитов равен

Пример . При реализации способа исследуемую цельную кровь человека в объеме 1,5 мл заливают в две

40 кюветы, обеспечивая слои разной толщины 3 = 0,1 см, 31 = 0,15 см (толщина слоя должна быть равна 0,140,17 см), освещают.их монохроматическими пучками света на длинах волн

650 нм или (Л = 700 нм), 805 нм, измеряют в этих длинах ,ролн коэффициенты диффузного отражения й(Л <) или R{ Л<1) слоя с

= 0,15 см и коэффициенты диффузного пропускания Т1 (t<), Т., (1 ) и !

Т< (g<), T<) (kg ) двух слоев, далее по градуировочному графику (фиг. 2) опре деляют у(Л„) и у(Л ) и находят процентное содержание кислорода по формуле (4) .

В таблице приведены экспериментальные результаты и данные обработки, полученные для конкретного образца.

"«<6 xj<6< (о„" нм

650 0,51 0,131 0,26

805 0,42 0,117 0,305 4,545 0,455 93,5 интервале 0,4-0,6, и определяют содержание кислорода по следующей Формуле

< т т < >

В -8y где 3 и 3 — толщины двух слоев;

Т„ и Т вЂ” коэффициенты диффузного пропускания слоев на двух длинах волн; у — параметр, определяемый из градуировочного графика по коэффициенту .отражения R.

Теоретически доказано, что величина у связана с коэффициентом диффузного отражения соотношением

О 51 е" <1"

1 0,48 е

Используя известные спектрофотометрические соотношения и подставляя (3) в (2), получаем формулу для расчета процентного содержания кислорода

Т/Т К Р)

)(РР.т„(),от,(Л)

g C<)(ЧЪ ХН О

{00, (4)

О. где х,х„. — HBBecTHMe отношения молярных показателей поглощения для деокси- и оксигемоглобина, измеренные при

= 560 нм, Л

805 нм; х = — — отношение показателей поглощения гемоглобина исследуемого образца крови."

В предлагаемом способе концентрация кислорода определяется по отношению показателей поглощения гемоглобина на двух длинах волн и, следовательно, на точность способа не влияют различия Формы эритроцитов, их концентрация и функция. распределения по размерам.

На фиг. 1 представлены по оси ор-. динат величины 1п()1„/R g), приведенные в прототипе (Фиг. 1 а), и

X(31) тпТ (Л )/ А(Л ) у(Л ) 1йТ„(X1)/Т17Х1) в предлагаемом способе (Фиг. 1 б), а по оси абсцисс отложены значения процентного содержания кислорода, измеренные контрольным наиболее прецизионным микрополярографическим методом, для этих же образцов крови; на фиг. 2 — градуировочный график для определения величины у по коэффициенту диффузного отражения R.

<

894493

Формула (3) применима при коэффициенте диффузного отражения R)0,05.

При содержании кислорода и р % <ЗОВ, когда величина R (1q = 650 нм) < 0,.05 следует выбирать длину волны

700 нм, где R (Ц = 700 нм) 0,05.

Для повышения точности определениг. коэффициентов диффузного отражения при R 0,05 следует проводить измерения отражания относительно подложки из матового стекла марки ОИС с коэффициентом диффузного отражения

В9 = 0,2. Тогда вместо величины R =

= 0,05 измеряется величина отношения

R/В9= 0,25 и погрешность измерений дй — «<0,03, Погрешность определения па„Ъ при значениях пб„Ъ ) 40% предлагаемым способом не превышает 10%, так как в нем автоматически учитываются различия в концентрации, размерах и Форме эритроцитов.Неучет влияния вышеуказанных параметров в про-: тотипе, как показали наши исследования, может приводить к погрешности определения ng„ % до 20-30%.

В частности, при определении содержания кислорода в консервированной крови человека в норме известным способом относительный среднеквадратиче "0 аеа Равасос } составляет 8%, а

ПО предлагаемым - 4% {фиг.1) .

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения пд Ъ в 2-3 раза по сравнению с известным способом, а также обеспечить возможность измерений не тр— б а G ующих калибровки, что делает предлагаемый способ пригодным для контроля других способов определений процентного содержания кислорода.

Формула изобретения

Способ определения содержания кислорода в цельной крови, при осуществ ленин которого освещают исследуемый объект монохроматическими пучками излучения на длинах волн 1 и выбранных из условия: 650 < 1„<700 Нм и А1 = 805 Нм, измеряют коэффициент диффузного отражения при Д„ и А отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, определяют коэффициенты диффузного

:пропускания двух слоев с разной толщиной, одна из которых равна 0,1 см, другая — 0,14-0;17 см, а разность значений толщин соответствует отно шению коэффициентов диффузного пропУскания,,лежащемУ в интервале 0,40,6 и определяют содержание кислоро ) 5 да по следующей формуле (4 ("1) Вп Т (Л„)/Т (л„) ттРвттат%ав

0P

Х -Х х 00, НЬ НЬ0

20 где поц % - процентное содержание кислорода; ( хН НЬО - известные отношения показателей поглощения на длинах воли 1 и А для деокси- и оксигемоглобина1

Т „(A ); Т (А „);Т (kg }; Tg (jtg) — коэффициенты диффузного пропускания двух слоев с разными толщииами для длин волн 3.„ и Ху у(>q)iУ(g) — параметры, определяемые иэ градуировочного графика по коэффициентам Qтражения R(3q} и R(hg) .

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Шинкаренко Н.В. Перенос кисло40 рода в живых организмах и возможные пути имитации этого процесса. Л., изд-во ВИНИТИ, 1978, с. 89.

2..Патент ФРГ Р 2114064, кл. 42 В 3-54, опублик. 1974 (прото45 тип) .

894493 гр 70z д/д

К

Составитель Н.Стукова

Редактор Н. Безродная Техред М. Надь 1(орректор Ш. Ивыдкая

Заказ 11471/67 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгс род, ул. Проектная,4>