Статья посвящена разработке макета прибора, который стандартизирует условия измерения скорости оседания эритроцитов, исключая внешнее непредумышленное воздействие.
Ключевые слова: измерение скорости оседания эритроцитов, стандартизация условий измерения скорости оседания эритроцитов.
В настоящее время в случае запроса каталога анализаторов крови у компаний, занимающихся продажей медицинского оборудования в регионах Российской Федерации, не сложно заметить, что на отечественном рынке представлены импортные анализаторы, которые могут проводить измерение скорости оседания эритроцитов (СОЭ). В данный момент главенствуют компании ALIFAX и Diesse Ves-Matic. Актуальностью нашей разработки является факт практически полного отсутствия российского производителя на рынке анализаторов СОЭ.
Главной проблемой анализа СОЭ является низкая сходимость, то есть результат не может быть окончательно достоверным. При выполнении измерения по методу Панченкова используется капиллярная кровь, из-за этого преаналитика будет определять результат СОЭ. Если при пробоотборе двух микровет (капиллярных пробирок) с разных пальцев руки мы будем с различной силой воздействовать на область вокруг взятия крови, то с большей вероятностью кровь взятая в микровету из пальца, на который воздействие было больше, будет иметь повышенную СОЭ из-за образования микросгустков вследствие физического воздействия.
Известно, что при измерении по методу Вестреграна используется венозная кровь, данный метод считают более достоверным. Однако, необходимо учитывать, что для устройства Вестергрена процесс измерения СОЭ не стандартизирован по температуре. Это приводит к появлению вариативности результата. Кроме того, необходимо учитывать воздействие вибрации на капилляр. К этим двум факторам так же обязательно нужно добавить учет освещенности лаборатории. В исследованиях Национальной академии клинической биохимии и стандартизации США отмечено, что вариативность результата по методу Вестергрена равна 18,9 %.
Анализатор СОЭ, предлагаемый нами, стандартизирует условия измерения СОЭ, то есть измерение будет происходит точно при температуре 37 о С. Ячейка, в которой будет находится вакутенер (вакуумная пробирка), будет сделала из меди, что позволит поддерживать одинаковую температуру во всех частях ячейки. В случае необходимости можно использовать для изготовления ячейки алюминий, у которого теплопередача ниже, но значение проводимости удовлетворяет условиям правильного измерения СОЭ. Структура ячейки измерения обеспечивает закрытие вакутейнера от внешнего света. Вибрации, которые могут появиться из-за деятельности человека и повлиять на скорость оседания эритроцитов, нивелируются за счет резиновых демпферов в системе.
Мы планируем, что весь процесс измерения СОЭ будет проводить сам анализатор, человеческий фактор в виде зрения и субъективного восприятия округления до большего или меньшего числа будет отсутствовать. За счет того, что мы используем линейные ПЗС-матрицы для измерения, повышается точность измерения до 0,5 мм.
Процесс измерения СОЭ в текущий момент у импортных аналогов занимает 60 минут. Мы предлагаем использовать воздействие вибрации, создаваемое нами определенным образом, для уменьшения времени измерения до 15 минут. В методике воздействия учитывается интенсивность и периодичность воздействия за счет того, что определение параметров происходит с использованием линейной ПЗС-матрицы. Мы сможем определять объём жидкости в пробирке перед началом исследования, это позволит избежать ошибок в стандартизации интенсивности воздействия вибрацией.
За счет того, что в анализаторе предполагается установка линейной ПЗС-матрицы, мы создаем возможность передачи данных за счет считывания штрих-кода на вакутейнере. Реализуется возможность обеспечения поточности измерений и облегчения работы лабораторного персонала. При обслуживании данный анализатор не будет требовать расходных материалов в виде каких-либо реагентов или дистиллированной воды, так же не будет никаких дополнительных отходов, так как измерение происходит в самой пробирке. В результате уменьшается время взаимодействия персонала с потенциально опасными биоотходами. Обслуживание анализатора пользователем будет минимизировано, что позволит увеличить производительность работы персонала.
В процессе анализа используется венозная кровь, набранная в вакутейнер с антикоагулятом, таким образом мы избавляемся от сильного влияния преаналитики на результат измерения СОЭ. Кроме того, мы уменьшаем количество действий лаборантов, которым пришлось бы для общего анализа крови и анализа СОЭ брать два раза кровь у пациента. Ещё одним плюсом нашей разработки является уменьшение количества вторичных расходных материалов для измерения СОЭ, что положительно влияет на финансовую составляющую медицинского учреждения.
Измерительный ячейка состоит из блока излучения, который в реализации состоит из массива 3 Ват светодиодов, а также на выходе данного массива находится рассеиватель, необходимый для равномерного распределения света. Длина волны выбрана 540 нм для того, чтобы эффект при склеивании эритроцитов между собой был более отчётлив.
При образование эритроцитарных сгустков наиболее сильное влияние на светопоглощение происходит на длинах волн меньше 620 нм.
Блок измерения нужен для определения падения интенсивности света и состоит из линейной ПЗС-матрицы, так как чем выше плотность расположения светочувствительных сенсоров, тем более точным будет измерение.
Блок смешивания необходим для вибрационного воздействия на эритроциты, таким образом мы ускорим сам процесс свертывания. Так же для благодаря фотометрии мы можем определять уровень изначальной жидкости и производить вибрационное воздействие такой интенсивности, которой соответствует данный уровень жидкости. То есть сила воздействия на 3 мл крови будет отличаться от 1 мл крови. Блок нагрева необходим для создания стандартных условий для всех пробирок, так же 37 градусов повышает скорость свертывания.
Рис. 1. Структура измерительной ячейки: 1 — блок излучения света длинной волны 540 нм; 2 — блок измерения; 3 — блок смешивания; 4 — блок нагрева 37 °С; 5 — первичная пробирка
Прототип прибора изготовлен из многослойного ABS пластика, который был выбран за его низкую токсичность и высокую долговечность. Однако, при использовании спиртосодержащих веществ или нагреве пластика свыше 90 градусов, ABS может стать опасным для здоровья, так как может выделять ядовитый газ и содержать частицы, которые могут проникать в организм через поврежденную кожу. Исследование показало, что взаимодействие газа, выделяющегося при нагреве ABS, с человеческим организмом может повлиять на форменные элементы крови, такие как гемоглобин, эритроциты и лейкоциты. Это может привести к серьезным последствиям для здоровья человека. В связи с этим, для серийного производства приборов будет использоваться пластик TECANYL MT (PPE), который не содержит акрилонитрила и является безопасным для здоровья. TECANYL MT (PPE) производится компанией Ensinger Special Polymers.
Рис. 2. Устройство в сборке: 1 — блок ввода информации; 2 — корпус устройства; 3 — экран вывода информации; 4 — пробы пациентов; 5 — крышка устройства; 6 — термопринтер: 7 — блок включения/выключения
Заключение
В процессе выполнения данной работы мы проанализировали недостатки стандартных методов измерения, скорости оседания эритроцитов, объединив всю полученную информацию, мы попробовали предложить варианты исправления.
Результатом данной работы является разработанный макет устройства для измерения СОЭ, который отвечает всем заявленным требованиями и поставленным задачам.
Литература:
- СОЭ: старый тест, новые возможности / Н. А. Оганесян, М. С. Гарбацевич, Д. И. Костюкович [и др.] // Лабораторная диагностика. Восточная Европа. — 2012. — № 4. — С. 160–171.
- Хотим, Е. Н. Синдром ускоренной СОЭ в практике врача: интерпретация и вопросы тактики / Е. Н. Хотим, А. М. Жигальцов, К. Аппаду // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. — 2015. — № 1(49). — С. 129–133.
