Введение 10
1 Обзор медицинских основ 13
1.1 Билирубин 13
1.2 Склеральная оболочка 19
1.3 Анализ спектров поглощения склеры глаза 23
2 Физическое обоснование метода 29
2.1 Приборы для определения содержания билирубина 29
2.2 Спектрофотометрический метод исследования 34
3 Модернизация конъюнктивального микроскопа 43
3.1 Устройство спектрофотометров 43
3.2 Длины волн 45
3.3 Конъюнктивальная микроскопия 46
3.4 Нормативные документы 48
Заключение 50
Список использованных источников 51
В настоящее время все более широкое распространение получают неинвазивные методы определения содержания билирубина в крови. Лабораторные процедуры, такие как клинический и биохимический анализы, являются определяющими, так как удовлетворяют требованиям допустимых пределов аналитической вариации: для гемоглобина ± 2%, для билирубина ± 10%. Но для терапии и мониторинга состояния больных бескровные методы превосходят лабораторные исследования по экономичности, оперативности и эффективности.
Преимущества неинвазивных методов диагностики:
- в процессе забора крови возможно инфицирование пациента (СПИД, кокковая инфекция, гепатит и др.), в то время как неинвазивные методы исключают этот риск, что особенно актуально при проведении анализа вне медицинского учреждения;
- позволяют в течении нескольких секунд получить результат и быстро поставить диагноз, например, при гипербилирубинемии, анемии или диабете, а также методом скрининга выявить пациентов группы риска;
- измерение уровня билирубина в крови может производить любой медицинский работник;
- так как исключаются затраты на специальные реагенты, прибор быстро окупается.
Методы для определения содержания билирубина используются довольно давно, но являются либо инвазивными (происходит забор крови пациента в кювету, которая помещается в анализирующий прибор), либо неинвазивными, но требующими внесения определенных поправок (прибор «Билитест» от ООО НПП "ТЕХНОМЕДИКА", который определяет содержание билирубина в кожном покрове, при этом требуется внесение ряда коэффициентов для учёта цвета кожи, возраста, пигментации и т.д.) [12].
В данной работе стоит задача рассмотрения физических основ для анализа содержания билирубина в крови на базе разработанного ранее мобильного конъюнктивального микроскопа (патент РФ №2544314) с получением данных по принципу оптического спектрофотометрирования участка конъюнктивального русла бульбарной конъюнктивы глаза.
Актуальность: для скрининга новорожденных на заболевания,
связанные с избытком билирубина, встречающиеся по статистике в 60 процентов случаев, необходим неинвазивный и максимально удобный прибор, исследования на котором проводятся без забора крови, что исключает риск травмирования здоровья новорождённых при проведении данной процедуры [14].
Цель: модернизация коньюктивального микроскопа для выполения спектрофотометрического исследования уровня билирубина в крови.
Задачи:
1. проведение литературного обзора и патентного обзора, определение существующих проблем в данной области (среди методик определения уровня билирубина):
- рассмотрение физических особенностей обмена билирубина;
- обзор существующих методик определения содержания билирубина в крови.
2. модернизация конъюнктивальной микроскопии с помощью метода спектрофотометрии для определения содержания билирубина в крови.
3. обоснование перехода от использования оптического разрешения в конъюнктивальном микроскопе к разрешению по длине волны.
4. выбор оптимальных физических параметров излучения для проведения спектрофотометрического исследования на сосудистом русле конъюнктивы и определение допустимых параметров используемого излучения.
Новизна: оптимизация метода определения билирубина в крови, который позволит бескровным методом без риска инфицирования пациента за несколько секунд определить содержание уровня билирубина на основе объединения методики спектрофотометрии и конъюнктивальной микроскопии.
Предмет: содержание билирубина в крови.
Объект: конъюнктивальный микроскоп, адаптированный для
спектрофотометрической методики.
Гипотеза: создание новой методики определения содержания
билирубина в крови с помощью конъюнктивального микроскопа и применения спектрофотометрической методики сможет значительно обезопасить, ускорить и упростить процесс определения уровня данного показателя.
Научная новизна: в работе обоснована эффективность применения спектрофотометрического метода в конъюнктивальном микроскопе.
Структура дипломной работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из введения, трех глав и заключения.
Введение раскрывает актуальность темы, объект, предмет, цель, задачи, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
В первой главе рассматриваются биологические свойства склеры глаза и билирубина. Во второй главе описываются уже существующие методы определения уровня билирубина в крови. Третья глава посвящена физическому обоснованию и принципу работы прибора.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
В данной работе был проведён литературный обзор химических и физических свойств билирубина, выполнен сравнительный анализ существующих методик определения билирубина в крови и новой методики на основе объединения спектрофотометрии и конъюнктивальной микроскопии.
В итоге теоретического исследования были получены следующие результаты:
- разработана неинвазивная спектрофотометрическая методика определения уровня билирубина с сосудистого русла конъюнктивы, которая является более быстрой, удобной и безопасной для пациента процедурой по сравнении с уже существующими методиками и позволяет проводить измерения напрямую, что исключает необходимость ввода транскутанного индекса;
- произведен выбор необходимой длины волны для определения уровня билирубина и гемоглобина в крови, что является наиболее подходящим методом определения содержания билирубина со склеры глаза и позволяет производить измерения напрямую, что в будущем позволит определять и другие вещества, содержащиеся в крови;
- на основе анализа существующих патентов по данной теме был модернизирован конъюнктивальный микроскоп для определения содержания билирубина в крови с использованием абсорбционной спектрофотометрической методики, а также создано техническое задание, на основе которого стала реальной аппаратная реализация данного метода.
