Капиллярная фотометрия что это такое простыми словами в медицине

Фотометрия в лабораторной диагностике

В дальнейшем, для простоты в статье будет рассматриваться только горизонтальная фотометрия в проходящем свете (то есть измерение оптической плотности растворов).

Итак, все начинается с простейшей схемы прибора, который используется для фотометрической детекции.

Схема простейшего фотометра

В простейшем случае световой поток от источника света налетает на исследуемый раствор. После прохождения через раствор ослабленный световой поток попадает на фотодетектор. Поскольку условия, при которых проводится измерение подбираются так, что вся оптическая плотность раствора обусловлена присутствием одного вещества, то измеряя оптическую плотность мы можем, в конечном итоге, определять концентрацию этого вещества.

Физические основы фотометрии

Физический принцип, лежащий в основе данного процесса, называется законом Бугера-Ламберта-Берра.

Таким образом, если принять, что в условиях измерения которые мы можем стандартизировать величина e_λ известна, толщина поглощающего слоя известна и вообще то определяется нами, величины I и I₀ выясняются в процессе измерения, следовательно зная все эти показатели в конечном счете можно вычислить концентрацию исследуемого вещества.

Прологарифмировав нашу исходную формулу по основанию 10, получим:

Далее путем нехитрых преобразований получаем:

Величина lg I₀/I называется оптической плотностью и как правило обозначается буквами A или D или OD. Поскольку величины e_λ и l являются постоянными при каждом измерении, то оптическая плотность линейно зависит только от концентрации измеряемого вещества в растворе, следовательно измеряя оптическую плотность мы можем определить концентрацию.

Проведение калибровки

Как уже было сказано выше оптическая плотность и концентрация определяемого вещества связаны линейной зависимостью.

Отсюда следует, что, зная уравнение прямой для данной зависимости мы можем по любой известной оптической плотности узнать концентрацию интересующего нас вещества.

Для того, чтобы узнать это уравнения проводится процедура калибровки.

На практике если калибровка делается вручную процедура заключается в построении так называемой калибровочной кривой (которая в случае фотометрического измерения чаще всего является прямой линией :).

Для построения линейной зависимости требуется как минимум две точки.

Для начала берется раствор с известной концентрацией вещества (калибратор), которое мы собираемся измерять. После проведения соответствующей химической реакции измеряется оптическая плотность получившейся реакционной смеси, при этом на графике по оси абсцисс откладывается концентрация вещества в растворе, а по оси ординат получившаяся оптическая плотность. Таким образом мы получаем первую точку на графике. Для получения второй точки можно использовать раствор с другой концентрацией, но на практике исходят из предположения, что раствор с нулевой концентрацией обладает нулевой оптической плотностью и в качестве второй точки просто берется начало координат (на самом деле это не так, но это преодолевается при помощи специальных процедур настройки прибора), что позволяет проводить калибровку большинства показателей биохимии по калибратору только с одним уровнем концентрации.

Таким образом получается график, используя который, можно по известной оптической плотности определить концентрацию вещества в растворе.

Калибровочный график

В современный лабораториях калибровку как правило вручную не проводят, это делается автоматически биохимическими анализаторами или другими приборами с фотометрической детекцией на борту.

Суть остается той же за исключением того, что прибор делает расчет для нахождения функции, описывающей калибровочный график, и далее использует ее для расчета концентраций. Калибровочный график при этом строится исключительно для удобства пользователя.

В общем виде функция, описывающая прямую линию, выглядит следующим образом:

Поскольку значение b при помощи настроек прибора приводится к значению ноль, то вся процедура калибровки сводится к нахождению фактора калибровки, при умножении на него оптической плотности анализатор в дальнейшем вычисляет все концентрации интересующего нас вещества.

Выбор длинны волны

При проведении фотометрического измерения источник света как правило генерирует световой поток по всему видимому (и не только) спектру длин волн. Источники света современных биохимических анализаторов как правило охватывают диапазон от ближнего ультрафиолета и до всего видимого красного диапазона.

Как уже говорилось ранее молярный коэффициент поглощения является функцией от длинны волны и следовательно исследуемый раствор будет обладать разными коэффициентами поглощения на разных длинах волн. При этом на практике, в основном для того, чтобы избежать влияния неспецифических факторов, измерения проводится на какой-то одной определенной длине волны.

Для выбора длины волны на заре лабораторной диагностики существовало такое наивное эмпирическое правило: если мы видим, что раствор окрашен в какой-либо цвет, то нужно выбрать для измерения длину волны по цвету, отличающуюся от цвета раствора.

Помимо того, что данный подход слишком упрощен, он еще и не применим к ультрафиолетовой части спектра.

Более научный подход заключается в построении графика зависимости оптической плотности раствора от длинны волны.

Поскольку измеряемые биохимическими методами биологические вещества, как правило не обладают достаточной собственной оптической плотностью, для их детекции используются различные специфические химические реакции, которые в итоге и генерируют вещества обладающие достаточной оптической плотностью, в этом случае говорят, что реакция идет с увеличением оптической плотности. Либо в процессе реакции такие вещества расходуются, тогда реакция идет с уменьшением оптической плотности.

Для выбора длинны волны для конкретного метода проводится построение двух графиков зависимости оптической плотности раствора от длинны волны:

После построения графика берется длинна волны, на которой разность оптической плотности у субстратов и продуктов реакции максимальна.

Для примера можно взять так называемый оптический тест Варбурга.

Данная реакция широко используется как индикаторная многими производителями для определения ЛДГ, АЛТ, АСТ, КФК, КФК-МБ, мочевины и глюкозы (гексокиназным методом).

Данная реакция заключается в обратимом окислении никотинамидадениндинуклеотида (НАД) под действием какого-нибудь фермента из класса оксидоредуктаз.

В результате мы имеем два графика для окисленной и восстановленной формы НАД одна из которых играет роль субстрата, а другая продукта реакции в конкретных биохимических наборах.

Оптический тест Варбурга

В результате анализа данного графика видим, что наибольшая разница оптической плотности между этими двумя формами находится в районе 340 нм. Именно эта длинна волны и используется для определения перечисленных выше биохимических показателей.

Устройство, которое преобразует свет от источника в световой поток с какой-то одной определенной длинной волны называется монохроматор.

Основные типы монохроматоров:

Таким образом, если включить в нашу схему простейшего фотометра монохроматор (например призму), то она будет выглядеть следующим образом.

Фотометрия на определенной длинне волны

Бихроматическое измерение

В лабораторной диагностике зачастую возникают ситуации, когда нужно провести измерение оптической плотности на двух длинах волн. Такие измерения называются бихроматическими.

Теоретическое обоснование проведения такого измерения следующее: в биологических жидкостях присутствует огромное количество различных веществ, некоторые из которых могут обладать собственной оптической плотностью или вступать в неспецифические реакции с компонентами диагностический наборов, при этом зачастую биологические жидкости могут проявлять свойства коллоидных растворов и не только поглощать, но и рассеивать свет. Поэтому для того, чтобы учесть влияние этих интерферирующих факторов оптическая плотность рассчитывается как разность между оптической плотностью на основной длине волны (о ней уже шла речь выше) и другой длине волны, которая обычно называется опорной или отсекающей, оптическая плотность на которой, как считается, обусловлена неспецифическими факторами.

Приведенная в предыдущем разделе конструктивная схема фотометра называется монохроматической. Исторически она возникла первой, но в современных машинах практически не используется.

Монохроматической она называется потому, что в каждый конкретный момент времени считывание оптической плотности проводится только на одной длине волны и для того, чтобы провести бихроматическое измерение нужно, например, физически поменять светофильтр или изменить угол поворота призмы или дифракционной решетки. В некоторых вариантах проведения фотометрии это неприемлемо (например, кинетические измерения). Поэтому в дальнейшем была разработана полихроматическая схема детекции, которая позволяет считывать оптическую плотность раствора на нескольких длинах волн. Этого было достигнуто разложением полихроматического света в спектр уже после прохождения через поглощающий раствор (то есть перенесением монохроматора за кювету с образцом) и установкой сразу нескольких фотодетекторов для разных длин волн.

Полихроматическая схема детекции

Такая схема позволяет проводить измерение на нескольких длинах волн одновременно.

Методы расчета концентрации

Существует несколько способов расчета концентрации раствора по полученной оптической плотности.

Наиболее простым является метод расчета по конечной точке.

При таком методе график зависимости оптической плотности от концентрации измеряемого вещества выглядит следующим образом:

Конечная точка

При этом после небольшого времени задержки (lag-time), связанного с перемешиванием биоматериала с компонентами диагностического набора и их термостатированием происходит резкое возрастание оптической плотности до определенного уровня, пропорционального концентрации определяемого вещества, после выхода оптической плотности на «плато» дальше она уже практически не изменяется (достигает конечной точки).

Данный метод не пригоден для измерения активности ферментов, а биохимическими методами измеряется именно активность ферментов, а не их концентрация.

Для измерения активности ферментов используется кинетический метод расчета концентрации график которого выглядит примерно так:

Кинетика

После некоторого времени задержки, обусловленного теми же факторами, происходит непрерывное изменение оптической плотности (на графике нарастание) с постоянной скоростью, которая и определяет активность фермента. При этом скорость реакции определяется как тангенс угла наклона графика изменения оптической плотности. Чем круче изменяется оптическая плотность, тем больше активность фермента.

Данные два метода являются основными.

Помимо них так же еще существует турбидиметрический метод измерения, при помощи которого измеряются высокомолекулярные вещества, обладающие антигенной природой, но данный метод уже основан на других физических принципах и к фотометрии не относится.

Источник

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ)

Тест, оценивающий скорость разделения крови на плазму и эритроциты. Скорость разделения в основном определяется степенью их агрегации, т. е. способностью слипаться друг с другом.

Реакция оседания эритроцитов, РОЭ, СОЭ.

Синонимы английские

Erythrocyte sedimentation rate, Sed rate, Sedimentation rate, Westergren sedimentation rate.

Метод капиллярной фотометрии.

Мм/ч (миллиметр в час).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную, капиллярную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Общая информация об исследовании

Определение скорости оседания эритроцитов (СОЭ) – непрямой метод выявления воспалительного, аутоиммунного или онкологического заболевания. Оно проводится на образце венозной или капиллярной крови, в которую добавлено вещество, позволяющее ей не сворачиваться (антикоагулянт). При исследовании методом Панченкова кровь помещают в тонкую стеклянную или пластиковую пробирку и наблюдают за ней в течение часа. В это время эритроциты (красные кровяные клетки), как имеющие большую удельную массу, оседают, оставляя над собой столбик прозрачной плазмы. По расстоянию от верхней границы плазмы до эритроцитов и вычисляют СОЭ. В норме эритроциты оседают медленно, оставляя совсем немного чистой плазмы. Для данного метода используется аппарат Панченкова, состоящий из штатива и капиллярных пипеток со шкалой 100 мм.

При капиллярной фотометрии (автоматические анализаторы ROLLER, TEST1) используется кинетический метод «остановленной струи». В начале анализа происходит запрограммированное перемешивание пробы в целях дезагрегирования эритроцитов. Неэффективная дезагрегация или наличие микросгустков могут повлиять на конечный результат, т. к. анализатор фактически измеряет кинетику агрегации эритроцитов. При этом измерение происходит в диапазоне от 2 до 120 мм/ч. Результаты измерения СОЭ данным методом имеют высокую корреляцию с методом Вестергрена, являющимся эталонным для определения СОЭ, и одинаковые с ним референсные значения.

Результаты, получаемые при использовании метода капиллярной фотометрии, в области нормальных значений совпадают с результатами, получаемыми при определении СОЭ методом Панченкова. Однако метод капиллярной фотометрии более чувствителен к повышению СОЭ, и результаты в зоне повышенных значений выше результатов, получаемых методом Панченкова.

Повышение уровня патологических белков, находящихся в жидкой части крови, а также некоторых других белков (так называемых острофазовых, появляющихся при воспалении) способствует «склеиванию» эритроцитов. Из-за этого они оседают быстрее и СОЭ увеличивается. Получается, что любое острое или хроническое воспаление может приводить к повышению СОЭ.

Чем меньше эритроцитов, тем быстрее они оседают, поэтому у женщин СОЭ выше, чем у мужчин.

Для чего используется исследование?

Когда назначается исследование?

Источник

Кератометрия

Современная медицина требует от врача глубоких познаний в самых разных областях, подчас неожиданных и, казалось бы, не имеющих никакого отношения к лечению болезней. Так, офтальмологию невозможно представить себе без досконального знания оптики – одного из разделов физики, посвященного изучению и измерению преломления (рефракции), отражения и поглощения света в прозрачных средах.

И сегодня ни один офтальмолог, конечно, не разделяет известного полушутливого суждения Г.Гельмгольца о том, что Бог оказался, дескать, плохим оптиком и орган зрения человека можно было бы сконструировать значительно удачней. Да, мы не обладаем ночным видением в тепловом инфракрасном спектре и не можем прочитать газету на километровом расстоянии, но эволюция и не стремилась к столь узкой специализации. На самом деле человеческий глаз должен обеспечивать визуальную адаптацию в максимально широком диапазоне условий, и он не просто справляется с этой задачей, – он поставляет человеку до 90% информации об окружающем мире. Но только при условии, что «прозрачные среды» остаются идеально прозрачными, тончайшая внутриглазная биомеханика сохраняет природную подвижность и чувствительность, а каждый элемент имеет те размеры и форму, которые должен иметь.

Любое, даже незначительное отклонение от естественных параметров может серьезно нарушить зрительные функции и послужить поводом для лечения у офтальмолога. А любое лечение, в свою очередь, начинается с обследования и, если это офтальмология, с измерения основных оптических характеристик.

Так, существует ряд ситуаций, когда ключевое значение приобретает кривизна роговицы. Как известно, роговая оболочка глаза представляет собой круглый прозрачный «иллюминатор» в плотной наружной склере, расположенный перед зрачком, прикрывающий его от внешних опасностей и выполняющий роль первой линзы на пути светового потока к сетчатке.

Если поверхность роговицы слишком выпукла или, наоборот, плоска, неравномерна или не отцентрована, – рефракция будет неправильной даже при идеальном состоянии всех остальных элементов глазной оптики.

Точное измерение кривизны передней «стенки» роговой оболочки носит название кератометрия. Такое исследование назначается в следующих случаях:

Результаты измерений кривизны могут быть выражены в миллиметрах (радиус кривизны) и/или диоптриях (оптическая сила).

Методика проведения

Современным стандартом, который, по всей видимости, также вскоре будет вытеснен более совершенными методами (напр., компьютерной кератотопографией), пока остается использование специального прибора-кератометра. Процедура измерения совершенно безболезненна и бесконтактна; она основана на отражении четырех ключевых точек роговицы в специальном зеркале аппарата. Разрешающая способность инструментальной кератометрии существенно выше, чем ручной; кроме того, исключаются «бумажные» вычисления, поскольку кератометр выдает результат уже с учетом прошитой в него формулы R=2dI/O, где R – искомый радиус кривизны роговичной поверхности, О – размер роговой оболочки; I – размер отраженной роговицы по четырем точкам и d – дистанция от роговицы до отражающей поверхности кератометра.

Существует несколько модификаций метода аппаратной кератометрии. Так, в методике Жаваля-Шиотца кератометром предъявляется определенное изображение, расположенное на фиксированной дистанции от глаза. Замеры производятся в двух различных положениях аппарата. Вычисляется не только кривизна роговичной поверхности, но и взаиморасположение светопроницаемых сред глазного яблока.

Методика Шайнера предполагает два симметричных отверстия одинакового диаметра, пропускающие световой поток через окуляр при фиксированном положении аппарата. Результаты кератометрии по Шайнеру являются более точными, чем в методе Жаваля-Шиотца.
В методике известной офтальмологической фирмы Bausch & Lomb также используется диск Шайнера с четырьмя светопропускающими отверстиями, через которые проходят отраженные роговицей лучи. Два отверстия, – называемых фотографическим термином «апертура» («скважина»), – служат для выявления и оценки степени астигматизма, два других, вертикальное и горизонтальное, выполняют роль т.н. «удвоителей призмы». Расчетная формула в данном методе выглядит так: (n’ – n) / R, где n’=1,3375 (фактическая рефракция роговой оболочки составляет 1,376).

В уже устаревшем и не применяющемся классическом, традиционном варианте кератометрия может быть произведена вручную, – при помощи специальной линейки, которую приближают вплотную к глазу (второй глаз при этом должен быть закрыт). С миллиметровой точностью промеряется, в частности, расстояние между височным и назальным (со стороны носа) краями роговой оболочки. Метод ручной кератометрии, безусловно, устарел и не обеспечивает необходимой на сегодняшний день точности результатов.

Расшифровка результатов кератометрии

Сами по себе числа, даже если досконально изучить алгоритмы расчета, мало что скажут пациенту. Гораздо важнее абсолютных значений то, почему у данного пациента, при его индивидуальном анамнезе и динамике зрительных функций, оказалась именно такая кривизна роговицы, о чем это может свидетельствовать и что означает в прогностическом плане. Поэтому интерпретация результатов кератометрии относится, конечно, к исключительной компетенции врача-офтальмолога, и только им могут делаться какие-либо выводы о состоянии зрительной системы.

Так, при диагностике кератоконуса (который с определенной стадии виден, как говорится, невооруженным глазом), если необходимы уточняющие данные, посредством кератометрии исследуют численные параметры косых осей астигматизма. Кератоконусный миопический астигматизм, как правило, довольно сложен с оптической точки зрения, и если рефракция по одной из осей превышает 46 диоптрий, это рассматривается как облигатный (обязательный) диагностический критерий в пользу кератоконуса. После операции по коррекции рефракционной аномалии в виде близорукости (миопии) результаты кератометрии обычно менее 40 дптр.

Кератометрические показатели анализируются в контексте с прочими диагностическими данными, напр., с результатами пахиметрии (промер толщины роговичного слоя) или упомянутой выше кератотопографии (детальная трехмерная «карта» поверхности роговицы).

Для получения максимально точного и информативного результата кератометрия требует соблюдения методологии и учета ряда параметров, – в частности, пропорции между полученным коэффициентом и линейным размером т.н. передне-задней оси глазного яблока (главная оптическая ось, продольная «длина» глаза). Нарушения нормального соотношения между кривизной роговицы и линейным размером глаза неизбежно приводят к близорукости или дальнозоркости. К счастью, в большинстве случаев необходимую пропорцию можно достаточно легко (для пациента) восстановить применением современных высокотехнологичных процедур – в первую очередь, эксимер-лазерной коррекции зрения.

Стоимость исследования

Цена кератометрии в нашем офтальмологическом центре составляет 500 рублей. Кроме того, доступны и другие методы диагностики заболеваний роговицы: пахиметрия, кератотопография и оптическая когерентная томография (ОКТ), которая дает исчерпывающую информацию о состоянии роговой оболочки.

Источник

Что такое комплексное обследование?

Рассказываем, что такое комплексное обследование (или «чек-ап»), и почему его проходят те, кто уже чем-то болеет или находится в зоне риска, так и как здоровые люди.

Комплексное обследование, которое также называют модным словом «чек-ап» — набор исследований лабораторной, инструментальной и функциональной диагностики, который проходят как здоровые люди, так и те, кто уже чем-то болеет или находится в группе риска.

Для здоровых людей цель — удостовериться, что они действительно здоровы. Даже если вы хорошо себя чувствуете, правильно питаетесь и посещаете спортзал, вы не можете быть уверены, что со здоровьем у вас всё в порядке. С одной стороны, могут быть предрасположенности к какому-то заболеванию. С другой, многие болезни развиваются скрытно и не проявляют себя до определённого времени. Например, онкологические заболевания, сахарный диабет, болезни почек и сердечно-сосудистые заболевания. Поэтому ранняя диагностика так важна — предотвратить болезнь легче, чем её вылечить.

Для тех, кто уже болеет, цель — контролировать и корректировать лечение.

Это не диспансеризация

Хотя, по описанию, так может показаться.

Диспансеризация — это медицинский осмотр, который проходят по ОМС в государственных поликлиниках. Шансов выявить какие-то «непопулярные» заболевания с помощью диспансеризации не много. Вас посмотрят несколько врачей-специалистов, возьмут ряд анализов, проведут некоторые обследования и всё. Плюс нужно помнить, что это государственная программа, а значит подход к диагностике довольно экономный и затяжной.

Комплексное обследование, напротив, проходят в частных клиниках и диагностических центрах. Во-первых, сам набор исследований в этом случае более полный — ваше тело исследуют вдоль и поперёк, поэтому, если в организме что-то не так, это обязательно найдут. А во-вторых, комплексные обследования в частных медицинских учреждениях можно пройти с считанные часы. Это особенно важно для людей, у которых нет времени проходить государственную диспансеризацию.

Поскольку во время комплексного обследования пациенту нужно пройти много разных процедур, клиники и диагностические центры стараются сделать весь процесс быстрым и удобным. В диагностических центрах «Рэмси Диагностика» можно пройти комплексное обследование Total Body Scan всего за 3 часа.

Что входит в комплексное обследование?

В зависимости от ситуации, состав и продолжительность комплексного обследования могут быть разными. Часто это зависит от пола и возраста человека, а также от места проведения обследования — в клиниках вас осмотрят врачи, а в диагностических центрах сделают упор на сами исследования. Какие-то чек-апы проходят за несколько часов, другие длятся более суток.

Обычно в комплексное обследование входят:

В диагностических центрах врачей нет, поэтому врачебные осмотры компенсируют глубокими исследованиями с помощью МРТ и КТ.

Бывают и специализированные комплексные обследования, которые направлены на одну область и включают расширенный спектр исследований:

Что даёт комплексное обследование?

За короткий промежуток времени вы узнаете, есть ли у вас онкологические заболевания, сосудистые патологии, заболевания внутренних органов и позвоночника. Получите исчерпывающие сведения о своём здоровье и рекомендации по его поддержанию. При необходимости, после комплексного обследования вас могут направить на лечение или дополнительные обследования.

Источник