УЛУЧШЕННЫЙ АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ЭКТАЦИТОМЕТРИИ ЭРИТРОЦИТОВ

Аннотация

Рассматривается проблема измерения деформируемости эритроцитов методом лазерной дифрактометрии в сдвиговом потоке (эктацитометрии). Проведен углубленный теоретический анализ рассеяния лазерного пучка на неоднородном ансамбле частиц, моделирующих эритроциты в сдвиговом потоке лазерного эктацитометра. Выведены новые дифрактометрические уравнения, которые связывают характеристики ансамбля эритроцитов с параметрами наблюдаемой дифракционной картины. Представлен новый алгоритм обработки данных, позволяющий измерять среднюю деформируемость, а также ширину и асимметрию распределения эритроцитов по деформируемости в исследуемом образце крови. Работа нового алгоритма проверена методом численного моделирования на примере бимодального по деформируемости ансамбля эритроцитов. Показано, что новый алгоритм обеспечивает более высокую точность измерения по сравнению с алгоритмом, разработанным авторами ранее. 

DOI: 
10.18500/1817-3020-2017-17-3-150-157
Литература

1. Mokken F. C., Kedaria M., Henny C. P., Hardeman M. R., Gelb A. W. The clinical importance of erythrocyte deformability, a hemorheological parameter // Annals of Hematology. 1992. Vol. 64, № 3. P. 113–122.

2. Renoux C., Parrow N., Faes C., Joly P., Hardeman M., Tisdale J., Levine M., Garnier N., Bertrand Y., Kebaili K., Cuzzubbo D., Cannas G., Martin C., Connes P. Importance of methodological standardization for the ektacytometric measures of red blood cell deformability in sickle cell anemia // Clinical Hemorheology and Microcirculation. 2016. Vol. 62. P. 173–179. DOI: 10.3233/CH-151979.

3. Ажермачева М. Н., Плотников Д. М., Алиев О. И., Алифирова В. М., Плотников М. Б., Буркова К. И. Реологические свойства крови в острейший период ишемического инсульта и их взаимосвязь со степенью тяжести неврологических нарушений // Бюл. сибир- ской медицины. 2013. Т. 12, № 5. С. 5–12.

4. Musielak M. Red blood cell-deformability measurement : Review of techniques // Clinical Hemorheology and Microcirculation. 2009. Vol. 42. P. 47–64. DOI: 10.3233/CH-2009-1187.

5. Kim Yo., Kim K., Park Y. Measurement Techniques for Red Blood Cell Deformability : Recent Advances. Chapter 10 // Blood Cell – An Overview of Studies in Hematology / ed. E. Terry Moschandreou. 2012. P. 167–194. DOI: 10.5772/50698.

6. Kim J., Lee H., Shin S. Advances in the measurement of red blood cell deformability : A brief review // J. of Cell. Biol. 2015. Vol. 1. P. 63–79. DOI: 10.3233/JCB-15007.

7. Baskurt O. K., Boynard M., Cokelet G. C., Connes Ph., Cooke B. M., Forconi S., Liao F., Hardeman M. R., Jung F., Meiselman H. J., Nash G., Nemeth N., Neu B., Sandhagen B., Shin S., Thurston G., Wautier J. New guidelines for hemorheological laboratory techniques // Clinical Hemorheology and Microcirculation. 2009. Vol. 42. P. 75–97.

8. Фирсов Н. Н., Приезжев А. В., Климова Н. В., Тюри- на А. Ю. Основные закономерности деформационного поведения эритроцитов в сдвиговом потоке // Инженерно-физический журн. 2006. Т. 79, № 1. С. 114–120.

9. Vialiat A., Abkarian M. Red blood cell : from its mechanics to its motion in shear fl ow // International Journal of Laboratory Hematology. 2014. Vol. 36. P. 237–243.

10. Bessis M., Mohandas N. A diffractometric method for the measurement of cellular deformability // Blood Cells. 1975. Vol. 1. P. 307–313.

11. Hardeman M. R., Goedhart P. T., Dobbe J. G. G., Lettinga K. P. Laser-assisted optical rotational cell analyzer (LORCA). A new instrument for measurement of various structural hemorheological parameters // Clinical Hemorheology and Microcirculation. 1994. Vol. 14. P. 605–618.

12. Фирсов Н. Н., Джанашия П. Х. Введение в экспе- риментальную и клиническую гемореологию. М. : Изд-во ГОУ ВПО «РГМУ», 2004. 280 с.

13. Shin S., Ku Yu., Park M., Jang J., Suh J. Rapid celldeformability sensing system based on slit-fl ow laser diffractometry with decreasing pressure differential // Biosensors and Bioelectronics. 2005. Vol. 20. P. 1291–1297.

14. RHEOSCAN. URL: http://www.rheoscan.com/main/ main.html (дата обращения: 15.01.2017).

15. Baskurt O. K., Hardeman M. R., Uyuklu M., Ulker P., Cengiz M., Nemeth N., Shin S., Alexy T., Meiselman H. J. Comparison of three commercially available ektacytometers with different shearing geometries // Biorheology. 2009. Vol. 46. P. 251–264. DOI: 10.3233/BIR-2009-0536.

16. Dobbe J. G. G., Hardeman M. R., Streekstra G. J., Starckee J., Ince C., Grimbergen C. A. Analyzing red blood cell-deformability distributions // Blood Cells, Molecules, and Diseases. 2002. Vol. 28. P. 373.

17. Никитин С. Ю., Приезжев А. В., Луговцов А. Е., Устинов В. Д. Измерение асимметрии распределения эритроцитов по деформируемости методом лазерной эктацитометрии // Квантовая электроника. 2014. Т. 44, № 8. С. 774–778.

18. Nikitin S. Yu., Priezzhev A. V., Lugovtsov A. E., Ustinov V. D., Razgulin A. V. Laser ektacytometry and evaluation of statistical characteristics of inhomogeneous ensembles of red blood cells // JQSRT. 2014. Vol. 146. P. 365–375.

19. Nikitin S. Yu., Lugovtsov A. E., Ustinov V. D., Lin M. D., Priezzhev A. V. Study of laser beam scattering by inhomogeneous ensemble of red blood cells in a shear fl ow // JIOHS. 2015. Vol. 8. P. 1550031. DOI: 10.1142/ S1793545815500315

20. Nikitin S. Yu. , Ustinov V. D., Yurchuk Yu. S., Lugovtsov A. E., Lin M. D., Priezzhev A. V. New diffractometric equations and data processing algorithm for laser ektacytometry of red blood cells // JQSRT. 2016. Vol. 178. P. 315–324.

21. Nikitin S. Yu., Priezzhev A. V., Lugovtsov A. E. Analysis of laser beam scattering by an ensemble of particles modeling red blood cells in ektacytometer // JQSRT. 2013. Vol. 121. P. 1–8. 

Краткое содержание (на английском языке): 
Полный текст в формате PDF (на русском языке):