Принципы построения, методы и технические средства мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации жидких биологических сред по спектрам экстинкции в ультрафиолетовой области спектра тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, доктор технических наук Василевский, Александр Михайлович

• Василевский, Александр Михайлович
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Василевский, Александр Михайлович

Введение.

1. Современные методы и технические средства детоксикации и анализа жидких биологических сред организма.

1.1. Краткая характеристика жидких биосред организма и механизмы обменных процессов.

1.1.1. Основные типы обменных процессов в организме.

1.2. Методы экстракорпорального воздействия на жидкие биосреды с целью детоксикации биологических .жидкостей.

1.2.1. Основные этапы эндотоксикации организма.

1.2.2. Классификация методов активной детоксикаци.

1.2.3. Гемодиализ.

1.2.4. Ликворосорбция.

1.3. Современные методы клинического анализа и диагностики ЖБС организма. Применение хроматографических и спектральных методов для анализа ЖБС.:.

1.3.1. Применение метода ВЭЖХ для исследования состава ЖБС в процессе экстракорпоральной детоксикации.

1.3.2. Применение абсорбционной спектрометрии для анализа ЖБС.

1.4. Постановка задач исследования и основные этапы их выполнения.

Выводы к главе 1.

2. Исследование информационных признаков УФ спектров экстинкции жидких биосред в процессе экстракорпоральной детоксикации.

2.1. Методика спектральных исследований на базе автоматизированных многоканальных спектроанализаторов.

2.2. Исследование динамики спектров экстинкции ЖБС в ходе сеанса гемодиализа методом УФ спектрометрии

2.3. Исследование информативных признаков состава ЖБС методом абсорбционной УФ спектрометрии.

2.4. Исследование и анализ индивидуальных особенностей УФ спектров экстинкции низкомолекулярных ЖБС.

Выводы к главе 2.

3. Разработка математической модели анализа состава жидких низкомолекулярных биосред по спектрам экстинкции автоматизированных систем комплексного мониторинга.

3.1. Абсорбционный спектральный анализ сред, содержащих несколько компонентов. Особенности спектров экстинкции жидких биосред и наблюдаемые отклонения в спектрах экстинкции смеси от классических законов.

3.2. Математическая модель коррекции спектра поглощения одноком-понентной среды в условиях значительного изменения концентрации.

3.3. Исследование спектральных характеристик поглощения потенциальных компонентов ЖБС по уточненной математической модели.

3.3.1. Исследование спектральных характеристик поглощения мочевой кислоты и оценка информативных признаков.

3.3.2. Исследование спектральных характеристик поглощения аденозина и оценка информативных признаков.

3.3.3. Исследование спектральных характеристик поглощения креатинина и оценка информативных признаков.

3.3.4. Исследование спектральных характеристик поглощения мочевины и оценка информативных признаков.

3.3.5. Исследование спектральных характеристик поглощения альбумина и оценка информативных признаков.

3.3.6. Исследование спектральных характеристик коррекции поглощения глюкозы и оценка информативных признаков.

3.3.7. Исследование спектров поглощения витамина В12.

3.4. Математическая модель абсорбционного спектрального анализа поликомпонентной смеси в условиях несоблюдения принципа аддитивности.

Выводы по главе 3.

4. Разработка принципов построения автоматизированной информационно-измерительной системы и методики организации комплексного мониторинга состава ЖБС методом УФ спектрометрии.

4.1. Измерительная схема информационно-измерительной системы.

4.2. Метрологическая схема анализа состава ЖБС в процессе мониторинга по УФ спектрам экстинкции.

4.3. Методика организации комплексного мониторинга состава ЖБС методом УФ спектрометрии.

4.3.1. Принципиальные схемы автоматизированных информационно -измерительных систем и методика комплексного мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС.

4.4. Разработка автоматизированной спектральной системы сбора и обработки информации.

4.4.1. Разработка оптической схемы автоматизированной спектральной системы мониторинга.

4.4.2. Основные рабочие характеристики прибора.

4.4.3. Исследование характеристик многоканального спектро анализатора.

4.4.3.1. Градуировка прибора.

4.4.3.2. Исследование временной нестабильности и оценка погрешности измерений прибора.

4.5. Разработка алгоритма управления и базового программного обеспечения многоканального спектроанализатора для информационно-измерительных систем автоматизированного анализа спектрограмм по спектрам экстинкции в ультрафиолетовой области спектра.

Выводы к главе 4.

5. Техническая реализация автоматизированной информационно- измерительной системы комплексного мониторинга сеанса программного гемодиализа и исследование спектров экстинкции диализата больных хронической почечной недостаточностью

5.1. Разработка автоматизированной системы комплексного мониторинга процесса экстракорпоральной детоксикации крови методом

УФ спектрометрии.

5.2. Исследование спектров коррекции поглощения потенциальных уремических токсинов в составе диализата по разработанным математическим моделям анализа поликомпонентных сред.

5.3. Разработка методики организации и проведения мониторинга состава диализата в процессе сеанса гемодиализа.

5.4. Клинические испытания автоматизированной информационно -измерительной системы мониторинга сеанса гемодиализа.

5.5. Применение разработанной системы для многокомпонентного мониторинга состава диализата в процессе сеанса гемодиализа методом УФ спектрометрии.

Выводы к главе 5.

6. Техническая реализация автоматизированной информационно - измерительной системы комплексного мониторинга процесса ликворосорбции в ходе лечения заболеваний и повреждений центральной нервной системы.

6.1. Ликворосорбция в системе комплексного лечения больных заболеваниями и повреждениями центральной нервной системы.

6.2. Аппаратура и основные параметры проведения сеанса ЛС.

6.3. Оптико-электронная информационно - измерительная система мониторинга церебро-спинальной жидкости.

6.4. Мониторинг процесса ликворосорбции по спектрам экстинкции ЦСЖ в ультрафиолетовой области спектра.

6.5. Исследование спектров экстинкции ЦСЖ в видимой области спектра, разработка способа лечения заболеваний и повреждений ЦНС по спектрам пропускания.

6.6. Применение метода ликворосорбции в практике комплексного лечения черепно-мозговой травмы.

6.7. Ликворосорбция в клинической практике лечения бактериальных менингитов и менингоэнцефалитов.

6.8. Ликворосорбция в практике комплексного лечения некоторых заболеваний центральной нервной системы.

Выводы к главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Принципы построения, методы и технические средства мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации жидких биологических сред по спектрам экстинкции в ультрафиолетовой области спектра»

Актуальность исследований. Изучение состава биологических жидкостей является одним из важнейших источников объективной информации о состоянии организма, позволяющих объективно выявить и оценить отклонения от нормы, установить диагноз, прогнозировать заболевание, оценить эффективность проводимого лечения, осуществить контроль за медикаментозной терапией и профилактику расстройств здоровья. Ежедневно в клинико-диагностических лабораториях мира выполняются десятки тысяч анализов жидких биологических сред (ЖБС). Основными объектами анализа являются: содержимое сосудов и полостей (кровь, цереброспинальная жидкость (ликвор), транссудаты, экссудаты, выделения человеческого организма). Наиболее распространенными средами анализа считаются кровь и моча. Анализ обычно проводится методом взятия проб исследуемой среды и последующего определения одного из компонентов с помощью разнообразных аналитических методик. При этом время, необходимое для проведения анализа, в зависимости от среды, используемой методики и типа анализируемого компонента, может составлять часы, сутки или недели. Кроме этого, для реализации анализа многие методики требуют специальной подготовки пробы, включающую ее технологическую и химическую обработку.

В практике современного здравоохранения в последние десятилетия получили широкое распространение новые методы лечения, называемые «эфферентной терапией», основанные на экстракорпоральной детоксикации ЖБС путем диализа, фильтрации, сорбции, облучения среды излучением определенного спектрального состава. Так, для больных, страдающих хронической почечной недостаточностью, единственным способом поддержания жизни является программный гемодиализ, а при черепно-мозговых травмах, сопровождающихся субарахноидальным кровоизлиянием, сеансы ликворосорбции позволяют санировать церебро-спинальную жидкость и предотвратить тяжелые осложнения, связанные с появлением в ликворе чужеродных токсических веществ. Длительность подобных процедур, скорость процесса детоксикации и выбор типа диализатора или сорбента назначает лечащий врач по результатам ежемесячного анализа состава контрольных проб, взятых до и после процедуры. Если учесть, что экстракорпоральное воздействие на ЖБС продолжается часами с периодичностью до нескольких раз в неделю, а курс лечения может длиться годами, становится очевидной проблема исследования способов организации непрерывного контроля (мониторинга) состава и разработка информационно-измерительных систем на их основе для количественной оценки изменений состава и коррекции лечения в ходе процедуры в режиме on-line.

В настоящее время многие научные центры как в нашей стране, так и за рубежом интенсивно занимаются разработкой методов и устройств для создания автоматизированных систем мониторинга ЖБС. Из законченных разработок опубликован единственный прибор, изготовленный фирмы "Baxter"[Kesaviah P.R., 1995], одного из мировых производителей аппаратов "Искусственная почка", предназначенный для мониторинга состава диализата по мочевине. Однако широкого применения этот прибор пока не получил из-за высокой стоимости, необходимости использования для анализа специальных расходных материалов и больших временных затрат.

Отсутствие непрерывного контроля состава во время экстракорпоральной де-токсикации ЖБС зачастую приводит к тем или иным осложнениям, связанными с нарушением обменных процессов, сердечной недостаточностью, нарушениям центральной и периферической нервной системы. Поэтому разработка автоматизированных информационно-измерительных систем, основанных на неинвазивных, безопасных для больного и обслуживающего персонала, оперативных, достоверных и не требующих расходных материалов методах, жизненно важна для миллионов больных, нунедающихся в экстракорпоральном очищении ЖБС.

В работе рассматривается возможность применения для целей мониторинга ЖБС метода абсорбционной ультрафиолетовой (УФ) спектрометрии. Абсорбционный спектральный анализ в различных областях спектра является одним из распространенных физических методов и находит широкое применение для анализа и контроля состава вещества в технике, биофизике, биологии, медицине, агрофизике, сельском хозяйстве. Этот метод, основанный на классическом законе Ламберта-Бера-Бугера, обладает высокой чувствительностью, неинвазивен, безопасен для больного, не требует дополнительных расходных материалов, при использовании проточных кювет может быть реализован в оперативном автоматическом режиме и, таким образом, удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к устройствам мониторинга состава ЖБС в процессе экстракорпоральной детоксикации.

Основным веществом ЖБС организма является вода, спектр пропускания которой ограничен ультрафиолетовой и видимой областью спектра. Спектр поглощения многих компонентов, входящих в состав ЖБС (мочевая кислота, креатинин, нуклеиновые кислоты, мочевина), имеет вид широких бесструктурных, перекрывающихся полос и в большинстве случаев приходится на УФ область спектра. Поэтому для целей качественного и количественного спектрального анализа ЖБС УФ область спектра наиболее информативна.

Состав ЖБС организма чрезвычайно сложен, содержит большое количество различных компонентов и зависит от многих факторов - особенностей наследственного характера, возраста, режима питания, перенесенных заболеваний, принимаемых лекарственных препаратов, степени тяжести заболевания. В процессе экстракорпоральной детоксикации происходит изменение состава ЖБС, связанное с целенаправленным снижением концентрации токсических компонентов в ЖБС. Одновременно из состава ЖБС выводятся и другие компоненты, не являющиеся токсинами для данного процесса детоксикации, но контроль которых необходим для оценки эффективности процедуры. Поэтому при организации мониторинга необходим анализ состава одновременно по нескольким компонентам, причем в условиях, когда любое вмешательство в исследуемую среду исключено. Общепринятые методики спектрального абсорбционного анализа, применительно к растворам ЖБС, позволяют определить содержание вещества в однокомпонентном растворе в определенном диапазоне концентраций, когда соблюдается пропорциональная связь между спектральным коэффициентом поглощения и концентрацией компоненты в растворе. Для сложных ЖБС спектральный анализ проводится для каждой компоненты в отдельности после предварительной обработки раствора, так как принцип аддитивности, который лежит в основе многокомпонентного спектрального анализа, для ЖБС не соблюдается. Проблема анализа состава сложных сред, содержащих несколько взаимодействующих компонентов, концентрация которых изменяется в широких пределах, несмотря на многочисленные попытки, до настоящего времени не решена. Таким образом, применение современных методик для спектрального анализа УФ спектров экстинкции ЖБС в процессе экстракорпоральной детоксикации создает только потенциальную возможность получения объективной информации о динамике состава ЖБС.

Одним из способов решения проблемы многокомпонентного спектрального анализа является организация и проведение анализа не на дискретных длинах волн по каждой компоненте, а в широкой информативной области, включающей полосы поглощения анализируемых компонентов. Современные спектральные аппараты с фотоприемным устройством на ПЗС- структурах позволяют выделить в пределах информативной области 500 и более узких спектральных участков. Спектральное поглощение исследуемой среды в каждом участке содержит информацию о всех компонентах и зависит от индивидуальных свойств каждого из компонентов и их концентрации.

Математически информация о качественном и количественном составе среды может быть представлена в виде системы уравнений, описывающих спектральное поглощение среды в информативной области, в которых неизвестными являются концентрации анализируемых компонентов. В простейшем случае (слабоконцентрированные среды и выполнение принципа аддитивности) для определения концентрации достаточно измерить спектральное поглощение среды в информативной области и одним из статистических методов решить систему линейных уравнений. Для случая ЖБС в условиях экстракорпорального воздействия, когда не исключено взаимное влияние компонентов, а концентрация может изменяться в широких пределах, характер зависимости спектрального поглощения среды от концентрации компонентов значительно усложняется и до настоящего времени недостаточно изучен. Это требует разработки уточненных математических моделей, корректирующих специфику поглощения излучения в сложных средах. Практическая реализация разработанных моделей для анализа ЖБС в условиях ее экстракорпоральной детоксикации требует организации контрольного мониторинга, по результатам которого рассчитываются спектральные коэффициенты коррекции поглощения для анализируемых компонентов в информативной области УФ спектра. Банк полученных данных для различных сред и методов детоксикации позволяет разрабатывать и создавать автоматизированные информационно - измерительные системы мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС.

Целью данной работы явилась разработка принципов построения, методов и технических средств, обеспечивающих поликомпонентный мониторинг состава ЖБС в процессе экстракорпоральной детоксикации на базе абсорбционной ультрафиолетовой спектрометрии.

Основными задачами, решение которых позволило создать систему мониторинга, явились: исследование и анализ спектральной информации, регистрируемой в ходе экстракорпоральной детоксикации ЖБС, для обобщенной оценки специфики спектрального поглощения ЖБС и выделения информативной области, разработка уточненных математических моделей, адекватно описывающих спектральное поглощение для однокомпонентной и поликомпонентной ЖБС, исследование и разработка методик обработки спектральной информации для поликомпонентного анализа состава ЖДС в режиме on-line и разработка на этой основе автоматизированных систем мониторинга ЖБС, экспериментальное исследование разработанных систем для мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС диализными и сорбционными методами в режиме on-line и оценка достоверности результатов анализа.

Основные этапы исследований включали изучение и решение следующих вопросов:

- исследование корреляционных характеристик динамики спектров экстинкции и концентрации удаляемых компонентов в ходе экстракорпоральной детоксикации ЖБС с целью определения границ информативной области;

- исследование индивидуальных особенностей УФ спектров экстинкции низкомолекулярных ЖБС и их систематизация с целью унификации требований к моделированию процесса поглощения;

- разработка принципов построения автоматизированных систем для мониторинга жидких биосред в ходе сеансов экстракорпоральной детоксикации в режиме on-line;

- разработка математической модели абсорбционного анализа однокомпонентной среды в широком диапазоне концентраций и исследование спектральных характеристик поглощения компонентов;

- разработка математической модели анализа поликомпонентных жидких биосред и алгоритмов расчета концентрации компонентов ЖБС по спектрам экстинкции в информативной области спектра;

- разработка методики автоматизированного анализа состава диализата и техническая реализация информационно-измерительной системы мониторинга сеанса гемодиализа по спектрам экстинкции диализной жидкости;

- экспериментальное исследование динамики состава диализата в ходе сеансов гемодиализа больных, страдающих хронической почечной недостаточностью;

- разработка методики автоматизированного анализа состава ликвора и техническая реализация информационно-измерительной системы мониторинга сеанса ликворосорбции по спектрам экстинкции ликвора;

- экспериментальное исследование динамики состава ликвора в ходе сеансов ликворосорбции при лечении заболеваний и повреждений центральной нервной системы.

Методы исследований.

Решение поставленных задач проводилось путем сочетания теоретических и экспериментальных методов исследования. Теоретические исследования основывались на абсорбционном спектральном анализе, методах математического моделирования, статистического анализа параметров коррекции поглощения при заданных начальных условиях и оценки степени достоверности решений.

Экспериментальные исследования нативных жидких биосред проводились в условиях, максимально приближенных к клиническим в расширенной (информативной) области спектра.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 32 печатных работы, в том числе 13 публикаций в изданиях, включенных в перечень ВАК. Опубликовано: 2 монографии, 16 статей, тезисы к 10 докладам на международных и всероссийских научно-технических конференциях и 4 авторских свидетельства и патента на изобретения.

Работа выполнена на кафедре Физической электроники и оптико-электронных приборов Санкт-Петербургского Государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина). Клинические испытания и экспериментальные исследования проводились на базе Российского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена, Санкт-Петербургской медицинской Академии им. И.И. Мечникова, Военно-медицинской академии, Городского центра гемокоррекции г. Санкт-Петербурга и отделений гемодиализа городских больниц г. СПб.

Научную новизну работы составляют:

- методика комплексного анализа состава ЖБС в информативной области спектра, в пределах которой спектральная информация отражает динамику состава ЖБС в процессе детоксикационных мероприятий; методика дифференциации спектров низкомолекулярных жидких биологических сред организма по относительному содержанию двух компонентов;

- классификация низкомолекулярных ЖБС по форме спектральных характеристик поглощения, отражающая индивидуальные особенности обмена нуклеиновых кислот, причем индивидуальная форма спектра сохраняется как в пределах одного сеанса гемодиализа, так и при повторных сеансах в течение продолжительного (более года) времени;

- метод коррекции зависимости показателя поглощения однокомпонентной среды от концентрации в информативной области спектра, основанный на определении членов второго порядка в разложении функции поглощения в ряд Тейлора;

- метод оценки взаимного влияния компонентов на спектральное поглощение в поликомпонентной жидкой биологической среде, основанный на введении в матрицу удельного поглощения компонентов недиагональных членов и методика расчета спектральных коэффициентов удельного поглощения компонентов в информативной области спектра на его основе;

- принципы построения информационно- измерительных систем мониторинга ЖБС в режиме on-line по спектрам экстинкции в УФ области спектра, учитывающие взаимосвязанные компоненты системы - инструментальное, методическое, метрологическое и информационное обеспечение;

- информационная схема мониторинга состава ЖБС методом УФ спектрометрии, комплексно учитывающая этапы преобразования информации в технических и аналитических звеньях автоматизированной системы мониторинга;

- методика оценки достоверности результатов анализа состава ЖБС в режиме on-line.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что:

- разработаны практические рекомендации по построению автоматизированных систем поликомпонентного анализа состава ЖБС в режиме on-line по спектрам экстинкции в УФ области спектра;

- разработаны технические средства мониторинга ЖБС при экстракорпоральной детоксикации диализными и сорбционными методами;

- получены спектральные характеристики и коэффициенты коррекции удельного поглощения низкомолекулярных компонентов ЖБС в информативной области спектра в широком диапазоне концентраций;

- разработаны алгоритм и программное обеспечение расчета концентрации нескольких компонентов ЖБС по спектрам экстинкции в процессе экстракорпоральной детоксикации ЖБС в режиме on-line;

- определена информативная область и, в пределах этой области, исследованы спектральные характеристики удельных коэффициентов коррекции взаимного влияния потенциальных уремических токсинов в составе диализата и других ЖБС.

Научные положения, выносимые на защиту:

• измерительный спектральный канал системы мониторинга состава ЖБС должен учитывать особенности поглощения как отдельных компонентов ЖБС, так и их комбинаций в пределах информативной области 200.350нм;

• при обработке спектральных сигналов должны учитываться индивидуальные особенности формы низкомолекулярных спектров экстинкции ЖБС в информативной области, отражающей относительное содержание компонентов;

• математическая модель, адекватно описывающая спектральное поглощение компонентов ЖБС в условиях изменения концентрации, должна учитывать члены разложения удельного коэффициента экстинкции по концентрации второго порядка в пределах информативной области;

• математическая модель, адекватно описывающая спектральное поглощение ЖБС должна учитывать межмолекулярное взаимодействие, для чего в матрицу удельных коэффициентов экстинкции отдельных компонентов необходимо ввести недиагональные члены;

• мониторинг состава ЖБС по нескольким компонентам при экстракорпоральных детоксикационных мероприятиях в режиме on-line, основанный на предлагаемых методиках спектрального анализа, повышает достоверность анализа состава, позволяет индивидуализировать процесс лечения и корректировать процедуру детоксикации непосредственно в ходе сеанса.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- Межд. конф, «Медико-техническое обеспечение в больницах России», СПб,

1994

- Межд. конф. «Диагностика, информатика, метрология-96», СПб, 1996

- Межд. семинар «Инновации в здравоохранении» СПб, 1997

- Межд. конф. «Диагностики, информатика, метрология-97»,СПб, 1997

- Межд. конф. фирмы «Fresenius Medical Саге», Schweinfurt, Germany, 2830.09.1998

- 1Х ежегодный нефрологический семинар. СПб, 2001

- 1 Международный конгресс «Новые медицинские технологии» (New medical technology), СПб, 8-12.08. 2001

- Международный оптический конгресс «Оптика - XXI век», СПб, 2002

- Международная научно-техническая конференция «Компьютерные технологии в управлении, диагностике и образовании». - Тверь, Тверской государственный технический университет. - 2002.

- "World Congress of Nefrology" (10-17.10.2001, г.Сан-Франциско, Калифорния, США).

Разработанные автоматизированные информационно - измерительные системы мониторинга прошли клинические испытания в Городском центре гемокоррекции г.СПб, отделении гемодиализа Городской больницы № 15 г.СПб и в отделении лик-воросорбции РНИИТО им. Р. Р. Вредена. Из этих организаций получены акты о внедрении разработанных систем в клиническую практику.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Василевский, Александр Михайлович

Выводы к главе 6:

1. техническая реализация разработанной информационно - измерительной системы мониторинга состава ЖБС подтвердила возможность проведения анализа состава церебро - спинальной жидкости в процессе лечебных процедур экстракорпоральной детоксикации методом УФ спектрометрии;

2. применение кварцевых проточных кювет толщиной 5 мм позволяет Ш проводить спектральный анализ без дополнительного разведения ликвора в ходе всего сеанса ликворосорбции;

3. проведение контрольного мониторинга позволяет определить коэффициенты коррекции взаимного влияния компонентов в сложной среде; При организации мониторинга сеанса ликворосорбции по предложенному способу необходим учет рассеянной компоненты.

4. Анализируемыми компонентами являются альбумин, мочевая кислота, креатинин, глюкоза и ряд других компонентов;

5. при мониторинге ксантохромного ликвора информативная область приходится на видимую часть спектра. Параметрами, характеризующими состав ликвора и эффективность процесса ликворосорбции служат: отношение коэффициентов пропускания ликвора на длинах волн 415 и 630 нм да сеанса и отношение коэффициентов пропускания на длине волны 415 нм до и после сеанса;

6. результаты клинических испытаний показали, что параметры системы согласованы с режимом работы аппарата «Ликворосорб 1», получаемая в ходе мониторинга информация о концентрации компонентов и динамике процесса детоксикации ликвора достоверна и реализуется в режиме on-line,

7. метод ликворосорбции, организованный на базе разработанной авто-•ф- матизированной информационно-измерительной системы мониторинга процесса детоксикации методом УФ спектрометрии, успешно использован в лечении целого ряда заболеваний,

8. выполненные исследования позволили сформировать одно из новых направлений современной медицинской технологии, направленной на повышение эффективности лечения заболеваний и повреждениях ЦНС. т

259

Заключение

Целью исследований, изложенных в диссертационной работе, являлась разработка принципов построения и технических средств мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации жидких биологических сред методом УФ спектрометрии.

Для решения поставленных задач были предварительно изучены современные методы экстрокорпоральной детоксикации ЖБС, проанализирован состав основных ЖБС организма и определены компоненты, контроль которых необходим при проведении мониторинга. К числу потенциальных компонентов, удаляемых в ходе деток-сикационных мероприятий, в первую очередь относятся низкомолекулярные уремические токсины - мочевина, мочевая кислота, креатинин, а также низкомолекулярные белки - альбумины и ряд других компонентов.

Экспериментальные исследования УФ спектров диализной жидкости - одной из важнейших ЖБС, формирующейся в процессе экстракорпоральной детоксикации крови, показали:

УФ спектр поглощения диализата содержит размытые слабо выраженные полосы поглощения; изменения в спектрах в процессе детоксикационных мероприятий происходят в широкой спектральной области, поэтому анализ состава и его динамики должен проводиться не на дискретных длинах волн, а во всей информативной области. Диапазон информативной области можно ограничить областью 200.350 нм; изменения в уровне поглощения диализата в информативной области имеют тесную корреляционную связь с изменением концентрации ряда уремических токсинов - мочевины, мочевой кислоты и креатинина, поэтому метод УФ спектрометрии принципиально может быть применен для анализа состава диализной жидкости; форма УФ спектров пропускания диализата индивидуальна для каждого больного и сохраняется в течение длительного (более года) времени; предложен способ оценки индивидуальных признаков формы спектров диализата, основанный на определении отношения интегрального поглощения в двух участках спектрограмм - в диапазоне 250.270 нм и и 280.300 нм; исследование распределения формы УФ спектров диализата по предложенному параметру для большой (81 чел.) группы показало, что оно может быть описано нормальным законом распределения при среднем значении 0.997 и стандартном отклонении 0.15; предложена классификация спектрограмм по форме на 3 основных типа «А». «В» и «С» в зависимости от величины отклонения от среднего значения; анализ информативных признаков поглощения компонентов в выделенных областях показал, что форма УФ спектров диализата отражает относительное содержание в нем мочевой кислоты и аденозина. Оба этих компонента относятся к обмену нуклеиновых кислот организма, поэтому индивидуальная форма спектра отражает специфику обменных процессов в крови, а, следовательно, и в организме больного; обнаружено, что в пределах информативной области изменение уровня поглощения нелинейно зависит от изменения концентрации компонентов. Это может быть объяснено значительным изменением концентрации компонентов и их взаимным влиянием. Для учета нелинейной зависимости коэффициента поглощения от концентрации и взаимного влияния компонентов в сложной смеси требуется разработка уточненных математических моделей поглощения для одно- и поликомпонентных растворов.

Теоретические и экспериментальные исследования поглощения растворов в расширенном диапазоне концентраций позволили предложить уточненные математические модели, описывающие зависимость спектрального поглощения от концентрации: представить зависимость удельного спектрального поглощения для од-нокомпонентного раствора от концентрации в виде ряда Тейлора по степеням С, ограничиться первыми и вторым порядком разложения и проводить спектральный анализ во всей информативной области; для предложенного способа разработана методика и алгоритм определения удельных коэффициентов экстинкции первого и второго порядка по измеренным спектрам поглощения однокомпонентного раствора в расширенном диапазоне изменения концентрации; предложена методика и алгоритм расчета концентрации по спектру экстинкции в информативной области, реализующий предложенную модель; по разработанной модели и методикам в информативной области спектра исследованы спектральные коэффициенты экстинкции первого и второго порядка основных потенциальных компонентов ЖБС. Показано, что применение уточненной модели и проведение анализа во всей информативной области повышает точность расчета концентрации до 3%; если в пределах информативной области создан банк данных спектральных коэффициентов экстинкции нескольких сред, предлагаемая математическая модель позволяет решать следующие задачи: при заданной концентрации раствора для каждой среды восстановить форму спектра поглощения в пределах информативной области; вычислить концентрацию раствора по измеренному спектру поглощения в широком интервале вариации концентраций; проводить анализ не на одной длине волны, а во всей информативной области; по спектру поглощения идентифицировать среду путем сравнения коэффициентов подобия формы кривых в информативной области спектра. предложена уточненная математическая модель коррекции спектрального поглощения многокомпонентных сред, учитывающая взаимное влияние компонентов, основанная на дополнении матрицы удельных коэффициентов экстинкции компонентов недиагональными членами; разработана методика и алгоритм расчета спектральных коэффициентов коррекции взаимного влияния компонентов в информативной области спектра: показано, что применение уточненной модели расширяет возможности абсорбционного спектрального анализа применительно к многокомпонентным средам и, если определены коэффициенты коррекции поглощения для отдельных компонентов, позволяет решить следующие задачи:

• проводить спектральный анализ состава одновременно по нескольким компонентам; расширить область анализа на всю информативную область и повысить точность расчета концентрации компонентов в смеси; рассчитать форму кривой поглощения многокомпонентной среды в информативной области при различных концентрациях отдельных компонентов; сравнить измеренный и рассчитанный спектры и оценить степень их приближения.

Таким образом, для организации мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС по УФ спектрам поглощения должны быть использованы уточненные математические модели зависимости спектрального поглощения исследуемой среды от концентрации компонентов.

Рассмотренные принципы построения, информационная и метрологическая схемы информационно-измерительных систем подтверждают возможность мониторинга состава жидких биосред в процессе детоксикации в режиме on-line на основе метода УФ спектрометрии.

• Анализ требований к построению информационно - измерительных систем мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС по УФ спектрам поглощения показал, что для сохранения информации о составе исследуемой среды разрабатываемые системы должны обеспечивать регистрацию спектра поглощения среды на М 400 дискретных длинах волн информативной области спектра;

• в процессе сеанса экстракорпоральной детоксикации ЖБС измерения проводятся в R точках, разделенных по времени на 10. 15с. Длительность экспозиции линейки фотоприемников на основе кремния может составлять. 1. 2 с;

• анализ спектров должен основываться на предложенных моделях, адекватно описывающих процесс поглощения многокомпонентных ЖБС. Достоверность результатов анализа состава оценивается по ходу процесса в режиме on-line для каждого измеренного спектра по коэффициенту подобия К измеренного и рассчитанного спектров в пределах информативной области.

Для реализации предложенных принципов необходимо: облучить исследуемую среду излучением внешнего источника, разложить прошедшее излучение в спектр, выделить информативную область, зарегистрировать спектр пропускания среды в информативной области и обработать результаты измерений по предложенным алгоритмам. Система мониторинга, реализующая эли принципы, должна быть подключена и согласована с устройствами, осуществляющими детоксикацию ЖБС, а результаты анализа представлены в доступном виде лечащему врачу.

Схема построения систем мониторинга по УФ спектрам экстинкции во время проведения лечебных процедур должна включать:

• объект мониторинга (больной, состав ЖБС которого подвергается экстракорпоральной детоксикации);

• устройство экстракорпорального воздействия на ЖБС (аппарат «Искусственная почка», система ликворосорбции);

• устройство, обеспечивающее безопасный доступ к исследуемой ЖБС для получения объективной информации о ее составе;

• спектральный аппарат для регистрации спектров экстинкции;

• блоки обработки спектральной информации и анализа состава ЖБС;

• устройство отображения текущей информации о ходе лечебной процедуры;

• блок анализа результатов и выработки рекомендаций лечащему врачу о необходимой коррекции процедуры;

• при необходимости - систему обратной связи.

Общим звеном, связывающим лечебную процедуру и спектральный аппарат системы мониторинга, является проточная кювета, оптическая толщина которой должны быть оптимальной как по скорости протекания исследуемой среды, так и по уровню пропускания излучения.

Спектральный аппарат является наиболее ответственным узлом системы и, дополнительно к требованиям по разрешению и спектральной области, должен работать в автоматическом режиме при минимальном времени регистрации спектра с представлением спектральной информации в удобном для последующей обработки виде. В наибольшей степени указанным требованиям удовлетворяют многоканальные спектроанализаторы с регистрацией сигнала на ПЗС - структурах. Спектральные аппараты этого типа позволяют проводить измерения в режиме on-line и представлять спектральную информацию во всей информативной области в цифровом виде.

В ходе выполнения работы были уточнены требования, разработаны и изготовлены две модификации автоматизированного многоканального спектроанализатора для ультрафиолетовой (диапазон от 200 до 400 нм) и видимой (400 - 700 нм) областей спектра. В состав каждого из них входят: источник излучения (лампы ДЦС-30 или ДМК-15), формирователь пучка, проточная кювета с исследуемой средой, поли-хроматор (вогнутая 4-х секционная дифракционная решетка 300 штр/мм), фотоприемник (ПЗС-линейка) с регистрацией спектра на 512 дискретных длинах волн, контроллер и ЭВМ с блоками управления режимами, ввода и обработки информации по предложенным методикам.

Техническая реализация разработанных принципов построения автоматизированных информационно-измерительных систем была осуществлена для мониторинга состава двух наиболее важных ЖБС: крови в процессе гемодиализа и церебро -спинальной жидкости в процессе ликворосорбции.

При технической реализации системы мониторинга сеансов гемодиализа были исследованы следующие вопросы: согласование размеров проточной кюветы со скоростью протекания диализата выходной магистрали аппарата «Искусственная почка», работа системы в режиме измерения спектров отдельных проб и в режиме on-line, калибровка системы перед началом и в процессе мониторинга, оценка степени достоверности расчетов в ходе мониторинга, анализ сеанса и выработка рекомендаций врачу о возможной коррекции программы гемодиализа и разработаны необходимые алгоритмы и прикладные программы.

Разработанная в результате исследований система мониторинга сеанса гемодиализа подключается к выходной магистрали аппарата «Искусственная почка» через проточную кювету. Оптимальный размер кюветы при скорости протекания диализата не более 0.5 л/мин - 5 мм. При работе в дискретном (по пробам) режиме система обеспечивает параллельный мониторинг 5 больных, в режиме on-line - одного больного; временной интервалом между измерениями - не менее 1 минуты; для измерения уровня 100% сигнала используется чистый диализат, очистка кюветы проводится одновременно с очисткой аппарата после сеанса.

Результаты контрольного мониторинга и клинических испытаний системы показали: разработанная система полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к медицинской аппаратуре, она безопасна для больного и обслуживающего персонала, реализует непрерывный контроль (мониторинг) процесса детоксикации методом гемодиализа, не требует расходных материалов, позволяет отражать в режиме on-line динамику концентрации ряда уремических токсинов - мочевины, креатинина, мочевой кислоты, аденози-на, фосфатов в ходе сеанса гемодиализа для конкретного больного, информация о концентрации компонентов и динамике процесса детоксикации достоверна, погрешность расчета концентрации по предложенным способам не превышает ±12 %, определять общее количество выводимых веществ по ходу сеанса и по каждому компоненту определять количество выведенных веществ на единицу массы больного, вырабатывать рекомендации лечащему врачу о возможных изменениях программы диализа больного. Дополнительная информация, представляемая системой врачу, может включать:

- концентрацию компонентов в диализате на начало сеанса (этот параметр коррелирует с содержанием уремических токсинов в крови больного до сеанса гемодиализа)временной интервал, в течение которого концентрация данной компоненты в диализате снижается в 2 раза (характеристика скорости процесса диализа);

- время достижения уровня снижения концентрации данной компоненты в диализате в 5 раз (параметр, характеризующий эффективную длительность сеанса).

Разработанная автоматизированная информационно - измерительная система была установлена в отделении гемодиализа Городского Центра гемокоррекции г.СПб, подключена к выходной магистрали одного из аппаратов «Искусственная почка» и использована для мониторинга процесса гемодиализа больных, подключаемых к аппарату. Работа проводилась в автоматическом режиме ежедневно в 3 смены в течение двух месяцев.

Результаты применения системы в условиях стационара показали: разработанная система обеспечивает получение необходимой информации о концентрации креатинина, мочевины, мочевой кислоты, аденозина и фосфатов в составе диализата в ходе сеанса гемокоррекции; надежно работает в условиях стационара в режиме on-line; позволила детально изучить процесс экстракорпоральной детоксикации крови, особенно в начальный (первые 30 минут) период, оценить эффективность каждого сеанса для конкретного больного, сформулировать рекомендации по коррекцию программы гемодиализа нескольких больных; система может быть рекомендована для мониторинга процесса гемодиализа в практическом здравоохранении.

Техническая реализация автоматизированной информационно - измерительной системы для анализа состава церебро - спинальной жидкости (ликвора) осуществлялась применительно к мониторингу процесса ликворосорбции. Показания к проведению, методика и аппаратура ЛС были разработаны в Российском научно -исследовательском институте травматологии и ортопедии им.Р.Р.Вредена. В ходе исследований были решены вопросы согласования системы с аппаратурой ЛС, определена информативная область, проведен контрольный мониторинг определены информатиные признаки анализируемых компонентов.

Исследования показали:

- применение кварцевых проточных кювет толщиной 2.5 мм позволяет проводить спектральный анализ состава без дополнительного разведения ликвора в ходе всего сеанса ликворосорбции;

- информативная область для нативного ликвора в большинстве случаев приходится на диапазон 200.350 нм;

- при анализе состава ликвора по предложенному способу необходим учет рассеянной компоненты, обусловленный цитозом;

- анализируемыми компонентами являются альбумин, мочевая кислота, креатинин, глюкоза и ряд других компонентов, погрешность расчета концентрации компонентов не превышает ±20%;

- при мониторинге ксантохромного ликвора информативная область смещается в видимую часть спектра.

- предложено оценивать состав ликвора и эффективность процесса ликворосорбции по двум параметрам: отношению коэффициентов пропускания ликвора на длинах волн 415 и 630 нм да сеанса и отношению коэффициентов пропускания на длине волны 415 нм до и после сеанса.

Результаты клинических испытаний показали, что параметры системы согласованы с режимом работы аппарата «Ликворосорб 1», получаемая в ходе мониторинга информация о концентрации компонентов и динамике процесса детоксикации ликвора достоверна и реализуется в режиме on-line.

Метод ликворосорбции, дополненный разработанной автоматизированной информационно-измерительной системой мониторинга процесса детоксикации, успешно использован в лечении целого ряда заболеваний: стойкая ксантохромия, возникающая в связи с травматическим и нетравматическим субарахноидальным кровоизлиянием; менингитоэнцефалиты с замедленной спонтанной санацией ликвора (высокая мутность ликвора, протеинорахия и гипогликорахия); отравление нейротропными ядами (при недостаточности гемокорреги-рующей детоксикации); опийный абстинентный синдром (героиномания); тяжелый алкогольный абстинентный синдром; толерантность к нейродепрессантам; аутоиммунные, в т.ч. демиелинизирующие заболевания головного мозга, при неэффективности традиционной терапии; мозговые комы неясной этиологии.

Выполненные исследования и разработки позволили сформировать одно из новых направлений современной медицинской технологии - мониторинг состава ЖБС в процессе экстракорпоральных детксикационных лечебных процедур, направленной на повышение эффективности лечения как хронических заболеваний, так при экстренных операционных вмешательствах.

Уточненные математические модели поглощения в одно- и многокомпонентных средах и алгоритмы и методики их реализации могут быть применены для автоматизированного мониторинга состава и качества жидких лекарственных форм в процессе их изготовления, анализа неизвестных сред по подобию формы спектра со спектрами известных растворов, моделирования изменений формы спектра смеси при добавлении новых или изменения концентрации присутствующих в составе компонентов.

Индивидуальные особенности формы низкомолекулярных ЖБС, например, мочи, и предложенная методика их количественной оценки позволяет целенаправленно изучить связь обменных процессов с генетическими и другими особенностями организма.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Василевский, Александр Михайлович, 2004 год

1. K.Ya. Gurevich, A.M. Vasilevsky, A.A. Sokolov, A.L. Shavkin, A.K. Gurevich, U.V. Konstantinov. Dialysis Monitoring by the Spectrophotometrically Analysis of Dialys-ate. American Sosiety of Nefrology, v. 12, sept 2001, p.266

2. Арутюнов B.A. Линейные фоточувствительные приборы с переносом заряда. //Радиоэлектроника и связь. 1991. - Вып.1 - С.91-98.

3. Ашихмина Е.И., Ошемков С.В., Петров А.А. и др.\\ Оптический журнал,-1995.- №6.- с.37 42.

4. Бабушкин А.А., Бажулин П.А., Королев Ф.А. и др. Методы спектрального анализа.-М.:изд.МГУ, 1962, 509 с.

5. Батраков Р.Н., Мавлютов М.М. Особенности излучения водородного (дей-териевого) континуума в низковольтных газоразрядных источниках питания. Оптико механ. промышл. 1991, №8, с. 41 - 45.

6. Биохимия человека: / Р.Марри, Д. Греннер, Л. Мейес, В. Одуэлл . М. Мир, 19938. Брио А.Н. К методике УФ спектроскопии спинно-мозговой жидкости, Лабораторное дело, 1969, №1, с.41.

7. Василевский A.M. Информационно-измерительная система мониторинга сеанса гемодиализа по спектрам экстинкции в УФ области спектра.// Информационно-управляющие системы.-2003.- №1.- с. 40-46.

8. Василевский A.M., Востров А.А., Дьяконов С.Ю., Маркарян Е.М. Исследование спектральных характеристик излучения осветителей медицинских эндоскопов, Медицинская техника, 1996, №3, с.19 -23.

9. Василевский A.M., Востров А.А., Дьяконов С.Ю., Маркарян Е.М., Динамика отражательной способности пораженных биологических объектов при визуальной эндоскопии, Медицинская техника, 1996, №5, с.16-20.

10. Василевский A.M., Гуревич К.Я., Корнилов Н.В., Соколов А.А. Устройство для мониторинга диализной жидкости в процессе диализа. Авт. свид. на полезную модель. № 27427 от 27.01.2003.

11. Василевский A.M., Коноплев Г.А. Исследование спектров экстинкции диализата перитонеального диализа в УФ области спектра. Оптический журнал, 2004, №2, 31-33 (в печати).

12. Василевский A.M., Коноплев Г.А. Компьютерный контроль состава жидких биосред по спектрам экстинкции в УФ области спектра. У111 СПб международная конференция «Региональная информатика-2002. Матер, конференции. Часть 2,- СПб.,-2002- с. 126.

13. Василевский A.M., Коноплев Г.А., Корнилов Н.В. Оптико-информационная система экологического мониторинга жидких сред. У111 СПб международная конференция «Региональная информатика-2002. Матер, конференции. Часть 2.- СПб.,-2002- с.126 127.

14. Василевский A.M., Корнилов Н.В. Анализ индивидуальных особенностей обмена нуклеиновых кислот по спектрам экстинкции диализата в УФ области спектра. //Травматология и ортопедия России, 2004, №1, с.31-35.

15. Василевский A.M., Корнилов Н.В. Мониторинг диализной жидкости в процессе гемодиализа по спектрам экстинкции в ультрафиолетовой области спектра. Оптический журнал, том 66, № 8, Август 1999, с.24-27

16. Василевский A.M., Корнилов Н.В. Устройство для мониторинга жидкой биологической среды. Пат. России № 2161791 от 30.12.1998.

17. Василевский A.M., Корнилов Н.В. Исследование спектров экстинкции жидких биологических сред в ультрафиолетовой области спектра, Тез.конф. «Ди-агностка, информатика, метрология 98», СПб, 1998, с.211-212

18. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Гуревич К.Я., Соколов А.А. Способ анализа жидкой биологической среды в процессе мониторинга. Пат. России .№2212029 от 03.12.2001.

19. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Коноплев Г.А. Исследование спектров экстинкции альбумина и мочевой кислоты в УФ области спектра. Оптический журнал, 2001,12,с.76-78.

20. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Маркарян Е.М., Михайлова Н.Г. Лечение заболеваний и повреждений ЦНС методом ликворосорбции, Тез. доклада Межд. конф, «Медико техн.обеспечение в больницах России, СПб, 1994

21. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Маркарян Е.М., Михайлова Н.Г. Абсорбционная спектрофотометрия ликвора при лечении методом ликворосорбции, Изв. ГЭТУ, вып. 481,1995 , с. 37-42,

22. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Маркарян Е.М., Михайлова Н.Г. Исследование спектров экстинкции ликвора в процессе ликворосорбции, Изв. ГЭТУ, вып. 464, с. 42-47,1993.

23. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Маркарян Е.М., Чупрасов В.Б. Система контроля диализата в процессе гемодиализа, Тез.докл. «Диагностика, информатика, метрология-96», СПб, 1996.

24. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Маркарян Е.М., Чупрасов В.Б. Мониторинг состава диализата в процессе гемодиализа, Научное приборостроение, 1996, т.6, N1-2, с.116-117,

25. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Чупрасов В.Б., Обидейко В.Р., Хадикова Н.Г. Количественная оценка динамики выведения уремических токсинов в процессе сеанса гемодиализа, Известия ГЭТУ, вып.506, СПб, 1997, с.77-83

26. Василевский A.M., Корнилов Н.В., Чупрасов В.Б., Хадикова Н.Г. Управляемый гемодиализ новые методы лечения, Урология и нефрология, 1997, №11, с. 87-88.

27. Василевский A.M., Корнилов Н.В. Исследование динамики концентрации креатинина и мочевины в процессе диализа, Инновации в здравоохранении, Тр.межд.сем.,СПб, 1997,с.92-93

28. Василевский A.M., Кропоткин М.А., Тихонов В.В. Оптическая электроника,-Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1990. 176 е.: Илл.

29. Василевский A.M., Чупрасов В.Б. .Управляемый диализ новое направление в лечении почечной недостаточности, Инновации в здравоохранении, Тр. межд. сем., СПб, 1997, с.87-91.

30. Гиллер А., Штерн Е. Электронные спектры поглощения органических соединений. М., 1957.

31. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов Л.А. Общие механизмы токсического действия. -Л.Медицина, 1986.-280 с.

32. Горбачев В.И., Горбачева С.М., Файтельсон А.А. Лечение вторичных гнойных менингитов // 5-й Всерос. съезд анестезиологов и реаниматологов. Материалы докладов. М, 1996 С. 28.

33. Гордон Б.Л. Сравнительная характеристика углеродных сорбентов применительно к поликомпонентным биологическим системам.- В кн.:Гемо сорб-ция.М.,1977,с.16-21.

34. Городецкий В.В., Малеши М.Н., Петров С.Я., Соколова Е.А., Пчелкин В.И., Соловьев С.П. Малогабаритные многоканальные оптические спектрометры. Оптический журнал, 1995, №7, с.З 9.

35. Гудим В.И., Сигалла П., Дево 3. Клиническое значение средних молекул в патогенезе нефрогенной анемии. Тер. Архив, 1983, ;6, с.78 -82.

36. Дельва В.А. Абсорбционная спектроскопия спинно-мозговой жидкости человека в УФ области спектра. Ж. невропатологии и психиатрии АНСССР, 1961,в.6,с.829; в.9, с.1290.

37. Дельва В.А. Об изменениях спектральных свойств СМЖ при опухолях головного мозга. Журнал нейрохирургии, 1963, №5, с.53.

38. Демченко А.П. УФ спектрофотометрия и структура белков. Киев, 1981.

39. Джиордано К. (Giordano С.) Сорбенты и их клиническое применение. Ки-ев,"Выща школа", 1989.400 с.

40. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир, 1991. 543 с.

41. Евдокимов Ю.М., Скуридин С.Г., Чернуха Б.А. и др. Способ определения в анализируемой жидкости биологически активного вещества. Авт. Свид. № 96122087/25, 1996.

42. Земченков А.Ю. Адекватность гемодиализа. Классический подход\\ Нефрология и диализ.- 2001 .№1 ,с.4 20.

43. Иванов П.Г., Астахов А.В., Шадрин A.M. Способ количественного хромато-гафического анализа. Авт. Свид № 1728796, 1989.

44. Камышников B.C. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: В 2 т.- Мн.: Беларусь, 2000.-463с.

45. Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М., Изд.Наука, 1976, 392 с.

46. Коноплев Г.А., Василевский A.M. Определение белка в перитонеальном диализате методом УФ спектрофотометрии. Межд. оптический конгресс «Оптика ХХ1 век». Труды второй научной мол. школы. -СПб., 2002 - с.29.

47. Корнилов Н.В., Михайлова Н.Г., Василевский A.M., Маркарян Е.М., Востров А.А. Способ лечения повреждений ЦНС и устройство для его реализации. Авт. свид. №4891453 от 17.12.1990.

48. Костюченко А.Л., Гуревич К .Я., Лыткин М.И. Интенсивная терапия послеоперационных осложнений: Руководство для врачей. СПб.: Спец. Лит,2000. -575 е.:ил.

49. Лопаткин Н.А., Лопухин Ю.М. Эфферентные методы в медицине. М.: Медицина, 1989. - 353 с.

50. Лопухин Ю.М.,Комаров Б.Д.,Лужников Е.А.и др. Детоксикационная сорбция в реанимации и интенсивной терапии при острых экзогенных и эндогенных токсикозах.-В кн.: Всесоюзный съезд анестезиологов и реаниматологов. Тру-ды.Ташкент, 1977,с.446-448.

51. Лопухин Ю.М.,Молоденков М.Н. Гемосорбция.-2-е изд.-М.: Медицина. 1985288 с.

52. Макаров А.Ю. Современные биохимические методы исследования ликвора в неврологии.-Л.:Медицина, 1973.-224 с.

53. Молодкин В.М.Якубова Р.Р.,Бацунов В.А. Действие эндогенной интоксикации на различные системы организма // В сб.: Клиника и лечение эндооксемии при острых хирургических заболеваниях. Ярославль, 1986. - С.44-80.

54. Нагибина И.М., Прокофьев В.К. Спектральные приборы и техника спектроскопии. Л., 1978.

55. Нахапетов Б.А., Крашутский В.В. УФ спектроскопия СМЖ в дифференциальной диагностике инсультов. Журн. нейропатологии и психиатрии, 1985,т. LXXXV, вып.9,с.1329.

56. Николаев В.Г.,Стражеско Д.Н.,Стрелко В.В. и др. Критерии комплексной оценки углеродных гемосорбентов.-В кн.:Адсорбция и адсорбенты. Киев: Нау-кова думка, 1976,сю24-29.

57. Одинак М.М., Корнилов Н.В., Грицанов А.И., Василевский A.M., Михайлова Н.Г. Невропаталогия контузионно-компрессионных повреждений мирного и военного времени. СПб.: МОРСАР АВ, 2000.- 432 е., илл.

58. Панченков Р.Т.,Выренков Ю.Е.,Ярема И.В.,Уртаев Б.М. Лимфосорбция.-М.:Медицина,1982,-240 с.

59. Портной О.А.,Николаев В.Г.,Белкин А.Л.и др. Исследование биологически активных веществ активированными углеродными волокнами// Хим. фарм. журн.-1984. -N3. -с.360-364.

60. Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс Справочник биохимика. М.: Мир, 1991.

61. Рачков Б.М., Левит P.M. Ликворотрансфузия и ликворосорбция. СПб. 1997, 115 с.

62. Рубин В.И., Ларский Э.Г., Орлова Л.С. Биохимические методы исследования в клинике Саратов.: Изд. Сарат.университета,1980. - 316 с.

63. Рябов С.И., Чупрасов В.Б., Шостка Г.Д., Спиридонов В.Н. Критерии оценки адекватности диализной терапии/ГГерапевт архив.-1987. -Т.59. №8. - С. 91 -96.

64. Свердлова О.В. Электронные спектры в органической химии.- Л., 1985.

65. Сидоренко В.М. Оптические спектральные методы исследования биологических объектов. СПб, 1998.

66. Скоков И.В. Оптические спектральные приборы. Л., 1984.

67. Бернштейн И.Л., Каминский Ю.Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии-Л, «Химия», 1975

68. Скрипник Ю.А., Дашковский А.А., ХимичеваА.И., Петрук В.Г. Устройство для измерения неравномерности спектра экстинкции потока излучения. Пат. России № 2024846, 1992.

69. Соколова Е.А., Мапешин М.Н. Расчет хода луча в спектральных приборах со стигматическими вогнутыми дифракционными решетками.// ОМП.- 1991.-№6,- С. 36-38.

70. Соколова Е.А., Старцев Г.П. Оптимизация параметров схем светосильных монохроматоров со стигматическими вогнутыми дифракционными решетками. //ОМП.- 1988.- №7,-С. 1-3.

71. Спектроскопические методы исследования в физиологии и биохимии: сборник статей. Под ред. Леонтьева А.В. Л., 1987.

72. Стецюк Е.А. Современный гемодиализ.- Москва, 1998.

73. Туликова 3. А. Среднемолекулярные уремические токсины. Вопросы мед. химии. 1983, №1, с.2 10.

74. Цветанова Е.М. Ликворология. Киев: "Здоровье", 1986 г., 345 с.

75. Чупрасов В.Б. Программный гемодиализ.-СПб: Изд.»Фолиант»,2001.-256 с.

76. Шоломицкий Г.Б., Городецкий А.К. Способ мониторинга атмосферных примесей. Пат. России № 1800325, 1993.

77. Щипович В.К., Туликова З.А., Маркелов И.М. Лабор.дело, 1987, №3, 221 -223.

78. Яковлев Э.А., Старцев Г.П. Неклассические нарезные дифракционные решетки и спектральные приборы на их основе.\\ Тр.ГОИ.-1991.- Т.75.- Вып.209.-С.59 69.

79. Alloatti, S., Molino, A., Manes, М., Bonfant, G., and Bosticardo, G. M., "On-line dialysate urea monitor: comparison with urea kinetics," Int. J. Artif. Organs, vol. 18, pp. 548-552, 1995.

80. Arrigo G., Tetta C., Santoro A. Continuous Urea Monitoring in Hemodialysis: a Model approach to forecast dialytic performans/ J. of Nefrology, 2001, v.14, p.481 -487.

81. Beaven G.H., Holiday E.R. Advanced Protein Chemistry, 1951, vol.7, p.380-384.

82. Berger A., Koo T.-W., Itzkan I., Feld M. N. Enhanced Algoritm for Linear Multivariate Calibration. Anal. Chem. 1998, 70, p. 623 627.

83. Bhandare P., MendelsonY., Peura R. Multivariable Determination of Glucose in Whole Blood Using Partial Least- Squares and Artificial Neural Networks Based on Mid-Infrared Spectroscopy. Applied Spectroscopy, 1993, v.47, N8, p. 1214 1221.

84. Bosticardo, G. M., Avalle, U., Giacchino, F., Molino, A., and Alloatti, S., "Accuracy of an On-line Urea Monitor Compared with Urea Kinetic Model and Direct Dialysis Quantification," ASA/O Journal, vol. 40 pp. M426-M430,1994.

85. Calzavara, P., Calconi, G., Da Rin, G. С. E., and Paolini, F., "A new biosensor for continuous monitoring of the spent dialysate urea level in standard hemodialysis," Int. J. Artif. Organs, vol. 21 pp. 147-150,1998

86. Canaud В., Bosc J.-Y., Leblanc M. Evaluation of High-Flux Hemodiafiltration Efficiency Using an On Line Urea Monitor. Amer. J. of kidney Diseases, 1998,v. 31, N 1, p/74 - 80.

87. Chiari, L., Cappello, A., Tartarini, R., Paolini, F., and Calzavara, P., Model based dialysis adequacy prediction by continuous dialysate urea monitoring. Int J Artif Organs, 1998, 21, 526-534.

88. Bland J.M., Altman D.G. Statistical Methods For Assessing Agreement Between Two Methods Of Clinical Measurement \\ Thelancet/ February 8, 1986, p. 307 -311.

89. Collavahti G., Arrigo G., Santera A. Biochemical Aspects and Clinical Perspectives of Continious Urea Monitoring in Plasma Ultrafiltrate. Preliminary Result of a Multicenter Study. Int. J. Artif. Organs, 1995, v.18, p.544-547.

90. Davis W., Schonfeld E., Kibbey A.H. Determinations of Urinary Constituents in Solutions by Least-Squares Resolution of Ultraviolet Spectrums. Clin.Chem., Vol.14, No.4, pp.310-325, 1968

91. Fishman R.A. Cerebrospinal fluid in diseases of the nervous system, Philadelphia, Ed. W.B.Sauders, 1980, 1-384.

92. Garred, L. J., Canaud В., Bose J.Y. Urea Rebound and Delivered KT/V Determination with Continuous Urea Sensor. Nephrol. Dial. Transpl. 1997, v.12, p. 512 -535.

93. Garred, L. J., St.Amour, N. R., McReady, W. G., and Canaud, В. C„ "Urea Kinetic Modeling with a Prototype Urea Sensor in the Spent Dialysate Stream," ASAIO Journal, vol. 39 pp. M337-M341, 1993.

94. Gottfried S.P.,Rosenberg B. Improved manual spectrophotometric procedure for determination of serum tryglycerides//Clin.Chem.1973.-p.191-197.

95. Gotch F.A., Keen M.L. Care of the Patient on Haemodialysis.- In: Introduction to Dialysis. Ed Cogan M.R. Churchil Livingstone Inc. New-York, 1986, p.73-143.

96. Groves W.E., Davis F.C., Sells B.H. Spectrophotometry determination of microgram quantities of protein without nucleic acid interference. Analytical Biochemistry, 1968, vol.22, №2, p.195-210.

97. Jacobs P., Suls, J., Sansen, W., and Hombrouckx, R., "A disposable urea sensor for continuous monitoring of hemodialysis efficiency," ASAIO J, vol. 39, no. 3,

98. Jobsis F.F. Spectrophotometric Method for Quantitavely Determining the Concentration of a Dilute Component in a Light- or Other Radiation-Scattering environment. Patent USA N 4805623, 1989.

99. Keshaviah P.R., Ebben J.P., Emerson P.F. On-line monitoring of delivery of the hemodialysis prescription. Pediatric Nephrology, 1995, N9, S2 S8.

100. Kim Y.J., Kim S., Kim J.-W., Yoon G. Data Preprocessing and Partial Least Squares Regression Analysis for Determination of Hemoglobin Concetrations sing Conventional and Total Transmission Spectroscopy. J. of Biomedical Optics, 2001, v.6,p. 177-182.

101. Kirschenbaum D.M. Molar absoptivity and T x values for protein at selectedwavelengths of the ultraviolet and visible regions. Analytical Biochemistry, 1973, vol.55, №1, p.340.

102. Knudson E.J., Lau Y.C., Veening H., Dayton D.A.,Time-Concentraion Studies by High-Performance Liquid Chromatography of Metabolites Removed During Hemo-dialisis. Clin. Chem. 1978, Vol.24, No.4, pp.686 691.

103. Kjellstrand C.M., Evans R.L., Petersen R.J. et all. The "Unphysiology" of Dialysis: A Major Cause of Dialysis Side Effects? Kidney Int. 1975, Suppl. 2, p. 30 34.

104. Lin l.-K. A Concordance Correlation Coefficient to Evaluate Reproducibility. Biometrics, 1989, 45, p. 255-268.

105. Marshall, M. R., Santamaria, P., and Collins, J. F., "Biostat 1000 and Daugirdas blood-based hemodialysis quantification: agreement and reproducibility,"

106. Am. J.Kidney Dis, vol. 31, no. 6, pp. 1011-1018, June 1998.

107. McNichols R., Cote G. Optical Glucose Sensing in Biological Fluids: an overview. J. of Biomedical Optics, 2000, v.5,p. 5-16.

108. Merric M., Pardue H. Evaluation of Absorption and First- and Second-Derivative Spectra for Simultaneous Quantification of Bilirubin and Hemoglobin. Clinical Chemistry, 1986,v. 32, N4, p.598-602.

109. Panzetta G. Urea Monitoring in the dialysis Patient. Intern. Journal of Artificial Organs, 1995, v. 18, N 9, p/ 530 533.

110. Polaschegg, H. D., "Automatic, noninvasive intradialytic clearance measurement" Int. J. Artif. Organs, vol. 16, no. 4, pp. 185-191, Apr. 1993.119. pp. M353-M358, July 1993.

111. Ringoir S. An update on Uremic Toxins. Kidney Intern., 1997, v.52, Suppl.62, s2 s4.

112. Roggan A., Friebel M., Dorschel. Optical Properties of Calculating Human Blood in the Wavelength Range 400 2500 nm. J. of Biomedical Optics,1999, v4, p. 36 -46.

113. Ronco C., Brendolan A., Ceraldi et.all. On-line Monitoring: A Further Step Towards Adequate Dialysis Prescription and Delivery. Int. J. Artif. Organs, 1995, v. 18, p.534 543.

114. Ronco C., Ghezzi P.,Greca G. The Role of Technology in Hemodialysis, J. of Ne-frology, 1999, v. 12, s68 s81.

115. Santoro A., Tetta C. Mandolfo S. On line kinetics in Hemodiafiltration. Nephrology Dialysis Transplantation, 1996, 11, p/1084 - 1092.

116. Sargent J. A., Gotch F.A. The Analysis of Concentration Dependence of Uremic Sessions in Clinic Studies. Kidney Int., 1978, v.7, p.35-44.

117. Scopes R.K. Measurement of protein by spectrophotometry at 205 nm. Analytical Biochemistry, 1974, vol.59, №1, p.277-282.

118. Smat R.D., Glorieux G., Chen Hsu, Vanholder R.C.,p-Cresol and uric acid: Two old uremic toxins revisited. Kidney International, Vol.52, Suppl.62, pp.s-8 s11, 1997.

119. Smirthwaite, P. Т., Fisher, A. C., Henderson, I. A., McGhee, J., Mokhtar,

120. N.,Simpson, К. H., Whitehead, A. J., and Gaylor, J. D., "Development of a blood urea monitoring system for the closed loop control of dialysis," ASAIO J, vol. 39,no. 3, pp. M342-M347, July 1993.

121. Steinke J.M., Shepherd A.P. Effects Of Temperature on Optical Absrbance Spectra of Oxy, Carboxy-, and deoxyhemoglobin. Clin. Chem., 38/7,1360 1364.

122. Stemby J. Wholy Body KT/V from Dialysate Urea Measurement During Hemodialysis. J. Am.Soc. Nephrol., 1998, v.9, p.2118-2123.

123. Tetia C., Santoro A., Spongano M. Et all. A New On-line Device for Adequacy in Hemodialysis. ASAIO, 1994, v.23, p.77.

124. Vanholder R.C., Smet R.V., Ringoir S.D., Assesment of Urea and Other Uremicщ

125. Markers for Quantification of Dialisis Efficacy. Clin.Chem., Vol.38, No.8, pp.1429-1436,1992

126. Webster G.C. Comparison of direct spectrophotometric methods for measurement of protein concentration. Biochemistry et biophysics acta, 1970, vol.207 №2, p.371-373.

127. Winder A.F., Gent W.L.G. Correction of light-scattering errors in spectrophotometric protein determination. Biopolymers, 1971, vol.10, №7, p.1243-1251.

128. Wollenberger A. Ultraviolet Absorption Spectra of Creatinine. Acta Chem. Scand., 1953,7, N 2, p. 445-446.

129. Woods S.H., O'Bar P.R. Absorption of proteins and peptides in far ultraviolet. -* Science, 1970, vol.167, № 3915, p. 179-181.

130. Gal G., Grof J., Kiss E. Continuous Monitoring of the Efficiency of Hemodialysis by Recording the UV transmittance of the Dialysis Solution. Acta Chir Hung, 1983; 24(4): 231-129.

131. Gal G., Grof J. Continuous UV Photometric Monitoring of the Efficiency of Hemodialysis. Int. Artif. Organs. 1980, Nov; 3(6): p.338-341.

132. Fridolin I., Lindberg L.-G. On-line Monitoring of Solutes in Dialysate using Absorption of Ultraviolet Radiation: Technique Description. Int. Artif. Organs.2002, Aug; 25(8): 748-761.

133. Fridolin I., Lindberg L.-G. On-line Monitoring of Solutes in Dialysate using Wave-ф length-dependent Absorption of Ultraviolet Radiation. Medical & Biological Engineering & Computing. 2003, vol.41, p.263 270.

134. Uhlin F., Fridolin I., Lindberg L.-G. et al. Estimation of Delivered Dialisis Dose by On-line Monitoring of the Ultraviolet Absorption in Spent Dialysate. Amer. J. Kidney Diseases. 2003, v.41, No.5, p. 1026 1036.

135. Утверждаю" Гл.врач больницы № 15 1' .Санкт-Петербурга

136. Утверждаю" Проректор СПбГЗТУ профессор1. Викторов А. Д.1993. г. fcJpib-J 1998 г.a v тклинических испытаний прибора для мониторинга процесса гемодиализа.

137. Результаты параллельных измерений приведены втаблице 1.