автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Биотехническая система ранней диагностики анемии

На правах рукописи

Фролова Анна Васильевна

БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ АНЕМИИ

Специальность: 05.11.17 - Приборы, системы и изделия

медицинского назначения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7

Москва - 2006

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель:

д.т.н., профессор Спиридонов И. Н.

Официальные оппоненты:

д.т.н., профессор Веденков В.Г. к.т.н. Светашев М.Г.

Ведущая организация:

ВНИИ медицинского приборостроения

Защита диссертации состоится "МЦ' 2006 г.

в 4'! ^часов на заседании диссертационного совета Д 212.141.14 при МГТУ им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005 г. Москва, 2-ая Бауманская улица, д.5.

Ваш отзыв в одном экземпляре просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

Спиридонов И. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

По данным Всемирной организации здравоохранения в настоящее время более 10% населения Земли страдает различными типами анемий. Наиболее предрасположенными к этому заболеванию являются женщины и дети. В некоторых регионах России заболеваемость анемией достигает 30-60%.

Под термином «анемия» понимают состояние, характеризующееся снижением концентрации гемоглобина в единице объема крови. Большое разнообразие факторов, приводящих к развитию анемий, усложняет задачу их диагностики на ранней стадии и формирования групп риска при скрининг-обследованиях.

Первичные изменения, приводящие к анемии, происходят на биохимическом уровне. Биохимические нарушения сопровождают изменения морфологических параметров эритроцитов, которые возникают задолго до клинического проявления анемии, затем происходит снижение концентрации гемоглобина (Воробьев А. И. 1985, Козинец Г. И., 2001).

Поэтому были сформулированы показатели назначения для диагностики анемии на ранней стадии, включающие размер и форму эритроцитов, и концентрацию гемоглобина.

В результате анализа существующих подходов и методов диагностики анемии показано, что они имеют ряд недостатков: отсутствие достоверной количественной оценки морфологических параметров эритроцитов, невозможность оценки формы эритроцитов. Морфологические параметры эритроцитов можно оценивать только по мазкам крови (Козинец Г.И., 1997)

Существующие методы оценки концентрации гемоглобина также имеют ряд недостатков, основным из которых является высокая токсичность используемых цианидных соединений, а также зависимость результатов от соблюдения пациентом требований по подготовке к исследованию. В работах Козинца Г.И. показана принципиальная возможность оценки концентрации гемоглобина по мазкам крови, что важно при скрининг-обследованиях, однако результаты существенно зависят от качества приготовления мазков крови.

Таким образом, для проведения ранней диагностики анемий необходимо определение комплекса морфологических параметров эритроцитов и гемоглобина в мазках крови.

Существующие автоматизированные системы для анализа мазков крови не находят широкого применения в клинической практике вследст-

вие недостаточной точности определения комплекса морфологических параметров эритроцитов.

Существенное влияние на результаты анализа мазков крови при любом методе анализа оказывает качество приготовления препаратов, которое остается основным источником погрешностей.

На сегодняшний день существуют количественные критерии качества приготовления мазков крови (Самородов A.B., 2002), однако, их пороговые значения зависят от особенностей приготовления мазков крови в конкретной лаборатории. Таким образом, совершенствование количественных критериев качества приготовления мазков крови, комплекса характеристик эритроцитов (КХЭ), безусловно, актуально.

Ни один из разработанных ранее методов не позволяет проводить раннюю диагностику анемии, т.е. измерять размер и форму эритроцитов и оценивать концентрацию гемоглобина. Поэтому разработка биотехнической системы анализатора ранней диагностики анемии, несомненно, является актуальной.

В результате проведенного анализа были сформулированы цель и задачи диссертационной работы:

Цель и задачи исследования Целью данной работы является разработка биотехнической системы ранней диагностики анемии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследование оптических свойств эритроцитов в мазке крови;

2. Разработка метода оценки концентрации гемоглобина по мазкам крови;

3. Разработка комплекса характеристик эритроцитов для ранней диагностики анемий;

4. Разработка критериев качества мазков крови;

5. Разработка и апробация анализатора ранней диагностики анемии.

Методы исследования

Поставленные задачи решались на основе теории биотехнических систем, скалярной теории дифракции, теории рассеяния, теории оптических систем, методов цифровой обработки изображений, методов математической статистики, методов обработки сигналов, теории автоматического управления, методов проектирования электронных средств.

Научная новизна

1. Установлено, что измерение концентрации гемоглобина целесообразно проводить по значению оптической плотности моно-

слоя окрашенных и неокрашенных мазков крови в диапазоне длин волн 400-440 нм, а также по значению оптической плотности, измеряемой по гемоизображению.

2. Предложен комплекс характеристик эритроцитов: пространственные частоты экстремумов, пространственная частота затухания колебаний, интенсивность зарегистрированного гемо-изображения, оптическая плотность монослоя мазка крови, обеспечивающий достоверную оценку морфологических параметров эритроцитов.

3. Разработаны критерии качества приготовления мазков крови, основанные на вычислении эффективной площади корреляции, коэффициента направлений, относительной площади эритроцитов и средней интенсивности по изображению.

4. Результаты апробации анализатора ранней диагностики анемии, основанные на взаимосвязи технических требований и технических характеристик проектируемого анализатора.

Практическая значимость

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке метода количественной оценки качества приготовления препаратов и интегральной оценки морфологических параметров эритроцитов и концентрации гемоглобина, что позволяет стандартизировать исследование мазков крови и повышает диагностическую эффективность анализа мазков клеток крови за счет обнаружения патологии на ранней стадии.

Разработанная методика проектирования позволяет рассчитать технические характеристики анализатора, а также оценить возможность применения существующих систем для проведения ранней диагностики анемии.

Полученные данные после применения методов статистической обработки по оценке качества приготовления мазков крови и анализа морфологии подтвердили эффективность разработанных критериев качества и комплекс характеристик эритроцитов, метода измерения и макета анализатора ранней диагностики анемии.

Результаты работы позволяют рекомендовать анализатор ранней диагностики анемии к применению в гематологических лабораториях различных уровней и специализаций, а предложенный метод оценки качества приготовления мазков крови для определения области монослоя цитологических препаратов в онкологии и мазков крови животных.

Положения, выносимые на защиту

1. Концентрация гемоглобина в крови пропорциональна оптической плотности мазков крови в диапазоне длин волн 400-440 нм (полоса Соре).

2. Комплекс характеристик эритроцитов для ранней диагностики анемии включает форму, средний диаметр эритроцитов, которые определяются по положению максимумов выборочного радиального пространственно-частотного спектра и концентрацию гемоглобина, пропорциональную оптической плотности мазков крови и гемоизоб-ражений.

3. Критерии качества приготовления мазков крови включают эффективную площадь корреляции, коэффициент направлений, относительную площадь эритроцитов и среднюю интенсивность по изображению.

4. Концентрация гемоглобина и средняя концентрация гемоглобина в эритроците пропорциональны соответственно логарифму оптической плотности, измеряемой по гемоизображению и логарифму оптической плотности сегментированных эритроцитов на гемоизображении в монослое, при этом погрешность оценки гемоглобина и МСНС по гемоизображению не превышает 6% и 5 % соответственно.

Апробация работы

Апробация работы проведена на базе лаборатории клинико-гематологических исследований НИИ педиатрии Научного центра здоровья детей РАМН и цитологической лаборатории МНИОИ им. Герцена. Результаты представлены на выставках «Здравоохранение-2004», «Мир био-технологии-2004», «Высокие технологии-2004», «НТТМ-2005», «Софтул-2005», «Здравоохранение-2005». Результаты работы внедрены в учебный процесс факультета «Биомедицинская техника» МГТУ им. Н. Э. Баумана. Основные положения работы доложены и обсуждены на V РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья», (г. Шарм Эль Шейх (Египет), 2003), IV Всероссийском научно-техническом семинаре «Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники» (г. Сочи, 2003), XIV РНТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (Москва, 2004), V Всероссийском научно-техническом семинаре «Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники» (г. Сочи, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Биотехнические системы в XXI веке» (г. Санкт-Петербург, 2004), VI МНТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (г. Владимир, 2004),VI РНТК «Медико-

технические технологии на страже здоровья», (г. Ираклион (Греция), 2004), научно-технической конференции «Технологии живых систем» (Москва, 2004), XV РНТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (г. Москва, 2005), Международной конференции «Образование через науку» (г. Москва, 2005), II евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика-2005» (г. Москва, 2005), VII РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья» (о. Родос, 2006), VII Всероссийский научно-технический семинар «Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники» (г. Сочи, 2006).

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 2 научных статьи и 16 тезисов докладов на научных конференциях.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Текст диссертации изложен на /Страницах. В приложения вошли результаты экспериментальных исследований и сведения справоч-но-сопроводительного характера. Список литературы включает /^библиографических источников. Диссертация проиллюстрирована рисунками, таблицами, графиками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практическая значимость исследования, сформулированы цель и задачи, а также положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обобщению литературных данных по общему клиническому анализу крови, анализу методов оценки эффективности эритропоэза и морфологических параметров эритроцитов для ранней диагностики анемии в клинической практике. Определены медицинские требования к морфологическому анализу и комплекс эритроцитов для ранней диагностики анемии.

В результате анализа литературных данных показано, что для визуального морфологического исследования необходимы фиксированные мазки крови, окрашенные по Романовскому. Стандартный анализ мазков крови включает 4 этапа: I) нанесение и размазывание капли крови по предметному стеклу, 2) фиксация, 3) окрашивание, 4) микроскопическое исследование клеточных элементов.

На основании ранее проведенных исследований (Сафонова Л.П. 1998, Самородов A.B., 2002) и в результате анализа статистических свойств мазков крови и оптико-физических характеристик эритроцитов ус-

тановлеио, что мазок крови содержит 5 характерных зон, статистически достоверно отличающихся друг от друга (рис.1). Третья зона мазка крови соответствует визуально определяемой области монослоя.

Рис. 1. Зоны мазка крови

На основании анализа литературных данных сформулированы медицинские показатели назначения для диагностики анемии на ранней стадии, включающие размер эритроцитов, их форму и концентрацию гемоглобина.

Таблица 1.

Значения параметров ранней диагностики анемии в норме и при патологии

Наименование В норме При патологии

Эффективный диаметр Ка, мкм 7,6 (7,0 - 8,2) 5,2-10

СКО распределения по диаметрам СТл мкм 0,6 (до 0,8) доЗ

Форма КР: всего пойкилоцитов, % 3 до 10-40

Концентрация гемоглобина в крови (НЬ), г/л 120-160 менее 120 (до 40), более 160 (до 300)

Во второй главе проанализирована эффективность существующих систем для автоматизированного анализа мазков крови.

В результате анализа существующих подходов и методов диагностики анемии показано, что они имеют ряд недостатков: отсутствие достоверной количественной оценки морфологических параметров эритроцитов (для визуального метода), невозможность оценки формы эритроцитов (для проточного метода), отсутствие статистически достоверной оценки концентрации гемоглобина (для компьютерного метода).

Показано, что существующие методы оценки концентрации гемоглобина также имеют ряд недостатков, основным из которых является высокая токсичность используемых цианидных соединений. Стандартные методы оценки концентрации гемоглобина и их погрешности составляют

б

соответственно 20-30% для метода Сали и сапонинового метода и 2-5% для гемихромного и гемоглобинцианидного методов.

Подтверждена необходимость количественной оценки качества приготовления мазков крови. Рассмотрен предложенный ранее визуальный критерий качества приготовления мазка крови (СамородовА.В., 2002), и установлена необходимость его совершенствования для проведения автоматизированного анализа эффективности эритропоэза.

В результате анализа медицинских требований установлена взаимосвязь параметров морфологического анализа эритроцитов и измеряемых характеристик эритроцитов. В результате анализа комплекса характеристик морфологии эритроцитов показано, что данный комплекс является недостаточным для анализа эффективности эритропоэза, так как не содержит характеристик, позволяющих оценить концентрацию и содержание гемоглобина в мазке крови, что необходимо для ранней диагностики анемий.

В третьей главе проведен поиск критериев количественной оценки качества приготовления мазков крови и оценки морфологических параметров совокупности эритроцитов в мазке крови, обеспечивающих достоверную оценку качества приготовления мазков крови.

На основании исследований разработанного ранее критерия качества предложены дополнительные количественные критерии качества приготовления препаратов, позволяющие обнаружить область монослоя в автоматизированном режиме и представленные в таблице 2.

Результирующий вектор признаков для классификации изображений выглядит следующим образом (1):

V

О)

где 8кор — средняя эффективная площадь корреляции; Вычисляется по формуле (2):

(2)

о о

где V - коэффициент направления; Вычисляется по формуле (3):

где Hnn — относительная площадь эритроцитов Вычисляется по формуле (4):

(4) об-

гце Бэрит — площадь гистограммы слева от 157 отсчета, Бобщ щая площадь под гистограммой.

1Ср - средняя яркость по изображению (измеряется в относительных единицах от 0 до 255) (5).

Таблица 2.

Комплекс характеристик качества мазков крови

КОМПЛЕКС КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА МАЗКОВ КРОВИ Взаимосвязь комплекса критериев качества с комплексом характеристик качества КОМПЛЕКС ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА МАЗКОВ КРОВИ

Критерии качества Обозначение Обозначение Характеристики качества

Средняя эффективная площадь корреляции &кор 00 00 0 0 h(v) Радиальный пространственно-частотный спектр

Коэффициент направления V п Радиус корреляции сечения двумерной ковариационной функции

1 V 2

Относительная площадь эритроцитов Нпп Нпп=Бэрит Яэрит Площадь под гистограммой яркости от 0 до min между модами

Общая площадь под гистограммой яркости

Средняя интенсивность по изображению 1ср 2 к-\ di Значение гистограммы распределения яркости

На основании анализа медицинских требований определена взаимосвязь морфологических параметров эритроцитов с измеряемыми характеристиками.

Предложен комплекс характеристик эритроцитов, определяемый по выборочному радиальному пространственно-частотному спектру монослоя, а также цветовым параметрам мазка крови, представленный в таблице 3.

Таблица 3.

Комплекс характеристик эритроцитов_

КОМПЛЕКС ПАРАМЕТРОВ ЭРИТРОЦИТОВ Взаимосвязь комплекса характеристик эритроцитов с комплексом параметров эритроцитов КОМПЛЕКС ХАРАКТЕРИСТИК ЭРИТРОЦИТОВ

Параметр Обо значение Обо значение Характеристика, определяемая по ПЧС и по мазку крови

Эффективный диаметр К<х - 1 А , 1 ( т. тг т, т. ^ Ка = - > V, =- ——+——+——+—— V/ Пространственные частоты экстремумов ВРПЧС

СКО распределения по диаметрам ~ 0,4 о* = — V, Пространственная частота затухания колебаний ВРПЧС

Форма Кр Ка 1 ¿(^-К а? ^—--,к/? = г V Коэффициент вариации пространственных частот экстремумов ВРПЧС

Гемоглобин Снь Ф=Ф0*е'ы, А=1п(Фо/Ф), А=Ы, Снь=а}+Ь1А Снь^а2+Ь2^(1ЯэсЛ) А Оптическая плотность мазка крови

?Эср Интенсивность эритроцитов по мазку

Полученные в процессе теоретических исследований результаты позволили сформулировать основные технические требования к анализатору ранней диагностики анемии. Для оценки качества приготовления мазка крови по значению средней яркости по изображению относительная погрешность формирования и регистрации интенсивности рассеянного света — не более 0,1. Для оценки качества приготовления мазка крови по значению эффективной площади корреляции неравномерность контраста изображения мазка крови — не более 0,2. Минимальная пространственная частота - не более 120 мм"1. Максимальная пространственная частота - не менее 670 мм*1. Площадь анализируемого участка монослоя мазка крови -

не менее ОД мм2. Для оценки концентрации гемоглобина по значению оптической плотности мазка крови относительная погрешность — не более 0,13.

Четвертая глава посвящена разработке методики проектирования БТС ранней диагностики анемии.

Сформулированы технические требования к анализатору ранней диагностики анемии (АРДА), позволяющему определять размеры и форму эритроцитов и оценивать концентрацию гемоглобина в мазках крови и удовлетворяющие сформулированным выше медицинским требованиям.

На основании сформулированных технических требований и предложенного комплекса характеристик эритроцитов была разработана методика проектирования анализатора ранней диагностики анемии, основанная на взаимосвязи технических требований: неравномерность контраста по полю зрения, шаг дискретизации гемоизображения, поле зрения и коэффициент передачи предметного стола и технических характеристик проектируемого анализатора: соотношения сигнал/шум, разрешение камеры, фокусное расстояние фотообъектива, шаг углового перемещения предметного стола. Предложенная методика включает: расчет характеристик микроскопа, выбор приемника излучения для регистрации изображения, определение характеристик предметного столика.

Биотехническая система АР ДА, отличительной особенностью которой являются система формирования изображения и автоматизированный предметный стол, представлена на рис. 2.

БТС ранней диагностики анемии

ут

I__

Рис. 2. БТС для ранней диагностики анемии ОС - осветительная система МК - мазок крови

СФИ - система формирования изображения

СОИ - система отображения информации

В - врач

П - пациент

ПС - предметный стол

ПУ - плата управления

Связи:

- вещественная

- энергетическая

- информационная

Разработана методика проектирования АР ДА, включающая габаритный, светоэнергетический расчет и анализ погрешностей определения параметров пространственно-частотного спектра (ПЧС), расчет электрической схемы и проектирования платы управления АРДА. На основании проведенных расчетов компонентов макетов определена элементная база АРДА, содержащая оптические элементы отечественного производства и электронные компоненты отечественного и зарубежного производства.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований эффективности количественных критериев качества приготовления мазков крови и методов оценки концентрации гемоглобина вмазках крови. В соответствии с разработанной методикой проектирования и элементной базой рассчитан и собран макет АРДА. Для автоматизированной обработки регистрируемых изображений мазка крови написано универсальное программное обеспечение «ГемоСкан», позволяющее анализировать размер и форму эритроцитов и оценивать концентрацию гемоглобина.

Результаты исследований погрешности определения концентрации гемоглобина по средней интенсивности изображения эритроцитов представлены на Рис.3, 4. Относительная погрешность оценки концентрации гемоглобина по значению приведенной оптической плотности в полосе Соре составляет 5%, что удовлетворяет требованиям к допустимой погрешности определения концентрации гемоглобина.

Кроме того, в результате экспериментальных исследований было показано, что по гемоизображению можно оценивать МСН. Значение данного индекса пропорционально логарифму средней оптической плотности, измеряемой по гемоизображению. Относительная погрешность оценки МСН составила 5%.

Рис. 3 Оценка НЬ по значениям оптической плотности

Рис. 4 Оценка НЬ

по значениям оптической плотности, измеряемой по гемоизображениию

Результаты исследования погрешностей определения морфологических параметров эритроцитов для ранней диагностики анемии показали, что разработанный анализатор ранней диагностики анемии позволяет оценивать данные параметры с погрешностями, не превышающими допустимые установленные погрешности.

Наиболее критичной для оценки качества мазка крови является ошибка 2-го рода, так как оценку морфологических параметров эритроцитов необходимо проводить только в области монослоя. Для снижения вероятности ошибочной классификации гемоизображений установлены критерии качества, имеющие минимальные ошибки 2-го рода: эффективная площадь корреляции и коэффициент направлений (Таблица 5, 6).

Таблица 4.

Вероятности классификации гемоизображений (%)

Критерии качества

Ошибка классификации, % Эффективная площадь корреляции бкор Коэффициент направлений v Относительная площадь эритроцита Нпп Средняя яркость 1ср

1-го рода (а) 41 37,25 27,75 31

2-го рода (Р) 14,5 13,5 30,5 29,75

Таблица 5.

Вероятности классификации гемоизображений (%)

Совокупности критериев качества гемоизображений

Ошибкаклассификации, % 5кОВ. V» Нпп йкор.У, Нпп, 1ср

1-го рода (а) 34,75 6 3

2-го рода (Р) 14,5 22,5 24,25

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате анализа научно-технических данных и современного состояния проблемы показана актуальность, практическая значимость и возможность создания биотехнической системы ранней диагностики анемии.

2. Предложен комплекс характеристик эритроцитов, позволяющий измерять средний диаметр и форму эритроцитов и концентрацию гемоглобина по мазкам крови и обеспечивающий проведение ранней диагностики анемии при скрининг-обследованиях.

3. Установлена взаимосвязь между концентрацией гемоглобина и оптической плотностью эритроцитов в мазках крови, позволяющая измерять концентрацию гемоглобина и среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците.

4. Предложены критерии качества приготовления мазков крови, позволяющие в автоматическом режиме определять область препарата, пригодную для анализа, что повышает достоверность проводимой диагностики анемии и позволяет стандартизировать условия анализа мазков крови.

5. Экспериментально установлено, что погрешность оценки средней концентрации гемоглобина в эритроците не превышает 5%, среднего содержания гемоглобина в эритроците 6%, среднего диаметра эритроцитов 2% и среднеквадратического отклонения распределения по диаметрам эритроцитов 4%.

6. Разработана методика проектирования, позволяющая создать анализаторы мазков крови и оценить возможность применения существующих систем для проведения ранней диагностики анемии.

7. Критерии качества приготовления мазков крови могут быть использованы для автоматизации анализа цитологических препаратов в дифференциальной диагностике онкологических заболеваний, а также для создания контрольных материалов для тестирования анализаторов гематологических и цитологических препаратов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пространственно-частотный анализ морфологии эритроцитов в мазках крови / А. В. Самородов, И. Н. Спиридонов, А. В. Фролова и др.

// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. — 2003. — №11. — С.65-70.

2. Исследование критериев для автоматизированного обнаружения монослоя в мазках крови / A.B. Фролова, A.B. Самородов, И.Н. Спиридонов и др.// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. докладов VII РНТК, г. Салоники (Греция), 2-9 октября 2005 г. - М., 2005. -С.134- 135.

3. Количественная оценка морфологических параметров эпителия почки при доброкачественных процессах и раке / A.B. Самородов, E.H. Славнова, A.B. Фролова и др.// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. докладов VII РНТК, г. Салоники (Греция), 2-9 октября 2005 г. — М., 2005. —С.155 — 156.

4. Разработка комплекса характеристик эритроцитов / A.B. Фролова, A.B. Самородов, Е.Л. Семикина и др.// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. трудов VIII НТК, о. Родос (Греция), 24 сентября -1 октября 2006 г. -М., 2006. - С.68 - 71.

5. Самородов А. В., Колючкина А. В., Спиридонов И. Н. Автоматизированный комплекс для анализа качества приготовления мазков крови

// Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники: Сб. докл. IV Всероссийского научно-технического семинара, г. Сочи 15-19 сентября 2003 г. - М., 2003. - С. 59-61.

6. Самородов А. В., Колючкина А. В., Спиридонов И. Н. Формирование статистически обоснованных требований к аналитическим системам для эритроцитометрии// Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники: Сб. докл. IV Всероссийского научно-технического семинара, г. Сочи 15-19 сентября 2003 г. -М., 2003.-С. 63-64.

7. Самородов A.B., Колючкина A.B., Спиридонов И.Н. Оценка качества приготовления мазков крови// Технологии живых систем: Материалы научно-технической конференции. — М., 2004. — С. 136 — 140.

8. Самородов A.B., Фролова A.B., Спиридонов И.Н. Разработка биотехнической системы для морфометрии клеток крови// Биотехнические системы в XXI веке: Материалы ВНТК. - С.-Пб., 2004. - С.20-21.

9. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н. Морфометри-ческий анализ эритроцитов в мазках крови// Фотометрия и ее метрологическое обеспечение: Тез. докл. XIV РНТК. - М., 2004. - С. 155-157.

10. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н. Оптико-цифровой метод оценки концентрации гемоглобина по мазкам крови

// Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники: Тез. докл. V Всероссийского научно-технического семинара, г. Сочи 21-24 сентября 2004 г. - М., 2004. - С. 51-53.

П.Фролова A.B., Самородов А. В., Спиридонов И. Н. Разработка оптико-цифрового метода оценки концентрации гемоглобина по мазкам крови// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. трудов VI РНТК, г. Ираклион (Греция), 10-17 октября 2004 г. - М., 2004. - С. 143 -146.

12. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н. Разработка метода морфометрии эритроцитов в мазках крови// Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: Сб. докл. VI МНТК. — Владимир, 2004. — Книга 1. -С.173-175.

13. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н. Оценка концентрации гемоглобина в эритроцитах мазков крови// Фотометрия и ее метрологическое обеспечение: Тез. докл. XV РНТК. — М., 2005. — С. 144-146.

14. Фролова A.B., Самородов A.B., Семикина E.JI. Автоматизированная оценка морфологических параметров эритроцитов// Образование через науку: Тез. докл. Межд. конф. - М., 2005. - С. 358.

15. Фролова A.B., Самородов А. В., Славнова E.H., Спиридонов И. Н. Морфологические параметры эритроцитов// Медицинская физика-2005: Сборник материалов II евразийского конгресса по медицинской физике и инженерии. - М, 2005. - С. 378-379.

16. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н., Семикина E.JI. Разработка биотехнической системы для анализа эффективности эритро-поэза // Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. докладов VII РНТК, г. Салоники (Греция), 2-9 октября 2005 г. - М., 2005. - С.131 -133.

17. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н., Семикина E.JI. Определение средней концентрации гемоглобина в эритроците по гемо-изображению// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. трудов VIII НТК, о. Родос (Греция), 24 сентября - 1 октября 2006 г. - М., 2006.-С.55-56.

18. Фролова A.B., Самородов A.B., Спиридонов И.Н., Семикина Е.Л. Исследование оптической плотности мазков крови и определение средней концентрации гемоглобина в эритроците по гемоизображению// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. трудов VIII НТК, о. Родос (Греция), 24 сентября - 1 октября 2006 г. - М., 2006. - С.57 - 58.

Подписано к печати ¿0.4.26 Заказ №57^7 Объем /<м Тираж 100 экз Типография МГТУ имени Н.Э.Баумана

Список принятых сокращений.

Введение.

Глава 1. Морфологические параметры эритроцитов.

1.1. Анализ состава крови в клинической практике.

1.2. Морфологические параметры эритроцитов.

1.2.1. Изменения параметров крови при патологии.

1.3. Патология красной крови.

1.3.1. Количественно оцениваемые изменения.

1.3.2. Качественно оцениваемые изменения морфологических параметров эритроцитов.

1.4. Эритропоэз.

1.4.1. Эффективность эритропоэза.

1.5. Стандартный морфологический анализ эритроцитов.

1.5.1. Исследование мазка крови.

1.5.2. Приготовление мазка крови.

1.5.3. Фиксация мазка крови.

1.5.3.1. Окрашивание мазка крови.

1.6. Визуальный анализ мазка крови.

1.6.1. Методика визуального исследования мазков крови человека.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Методы диагностики анемии.

2.1. Автоматизированные системы для исследования морфологии эритроцитов.

2.2. Типы микроскопических систем.

2.3 Комплекс характеристик морфологии эритроцитов.

2.4. Критерии качества приготовления мазков крови.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Комплекс характеристик эритроцитов и критерии качества приготовления мазков крови.

3.1 Разработка комплекса характеристик эритроцитов.

3.1.1 Характеристики концентрации гемоглобина.

3.1.1.1. Исследование спектров поглощения компонентов мазка крови.

3.1.1.2 Исследование взаимосвязи оптической плотности мазка крови и концентрации гемоглобина.

3.1.1.3. Исследование взаимосвязи оптической плотности, измеренной по изображениям эритроцитов, и концентрации гемоглобина.

3.1.1.4 Определение концентрации гемоглобина по характеристикам мазка крови.

3.1.2 Комплекс характеристик эритроцитов.

3.2. Критерии качества приготовления мазков крови.

3.2.1. Классификация изображений.

3.2.1.1. Геометрические признаки.

3.2.1.2. Топологические признаки.

3.2.1.3. Спектральные признаки.

3.3. Технические требования к анализатору ранней диагностики анемии.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Проектирование анализатора ранней диагностики анемии.

4.1. Основы проектирования анализатора ранней диагностики анемии.

4.1.1. Формирование требований к анализатору ранней диагностики анемии.

4.1.2. Методика проектирования АР ДА.

4.2. Анализатор ранней диагностики анемии.

4.2.1. Биотехническая система ранней диагностики анемии.

4.2.2. Структурная схема анализатора ранней диагностики анемии.

4.2.3. Состав и назначение АРДА.

4.2.3.1. Оптико-электронный блок анализатора ранней диагностики анемии.

4.2.3.2. Габаритный расчет.

4.2.3.2.1. Выбор фотоприемника.

4.2.3.2.2. Расчет микропроектора.

4.2.3.2.3. Расчет формирующей системы.

4.2.3.3. Светоэнергетический расчет.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Исследование анализатора ранней диагностики анемии.

5.1. Результаты расчета оптической системы макета АРДА.

5.1.1. Результаты габаритного расчета.

5.1.2. Результаты светоэнергетического расчета.

5.2. Результаты расчета макета АРДА.

5.2.1. Блок управления предметным столиком.

5.3. Измерение концентрации гемоглобина по характеристикам мазка крови.

5.3.1. Измерение концентрации гемоглобина по оптической плотности мазков крови.

5.3.2. Измерение концентрации гемоглобина по оптической плотности, измеряемой по гемоизображениям.

5.4. Апробация методов оценки качества приготовления мазков крови.

5.4.1. Исследование критериев качества приготовления мазков крови.

Выводы к главе 5.

По данным Всемирной организации здравоохранения в настоящее время более 10% населения Земли страдает различными типами анемий. Наиболее предрасположенными к этому заболеванию являются женщины и дети. В некоторых регионах России заболеваемость анемией достигает 30 - 60%.

Под термином «анемия» понимают состояние, характеризующееся снижением концентрации гемоглобина в единице объема крови. Большое разнообразие факторов, лежащих в основе развития анемий, делает важной задачу их диагностики на ранней стадии и формировании групп риска при скрининг-обследованиях.

Первичные изменения, приводящие к анемии, происходят на биохимическом уровне. Биохимические нарушения сопровождают изменения морфологических параметров эритроцитов, которые возникают задолго до клинического проявления анемии, затем происходит снижение концентрации гемоглобина.

Поэтому в диссертации для диагностики анемии на ранней стадии сформулированы показатели назначения, включающие размер и форму эритроцитов, и концентрацию гемоглобина.

В результате анализа существующих подходов и методов диагностики анемии показано, что они имеют ряд недостатков: отсутствие достоверной количественной оценки морфологических параметров эритроцитов, невозможность определения формы эритроцитов и др.

Существующие методы измерения концентрации гемоглобина также имеют ряд недостатков, основным из которых является высокая токсичность используемых цианидных соединений.

Таким образом, для проведения ранней диагностики анемий необходимо определение комплекса морфологических параметров эритроцитов и гемоглобина в мазках крови.

Существующие автоматизированные системы для анализа мазков крови не находят широкого применения в клинической практике вследствие недостаточной точности определения комплекса морфологических параметров эритроцитов.

Значительное влияние на результаты анализа мазков крови при любом методе анализа оказывает качество приготовления препаратов, которое остается основным источником погрешностей.

На сегодняшний день разработаны количественные критерии качества приготовления мазков крови (Самородов А.В., 2002), однако, их пороговые значения зависят от особенностей приготовления мазков крови в конкретной лаборатории. Таким образом, совершенствование количественных критериев качества приготовления мазков крови, комплекса характеристик эритроцитов (КХЭ), безусловно, актуально.

Ни один из разработанных ранее методов не позволяет проводить раннюю диагностику анемии, основанную на информации о размерах и форме эритроцитов. Поэтому разработка биотехнической системы анализатора ранней диагностики анемии, несомненно, является актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка биотехнической системы ранней диагностики анемии. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследование оптических свойств эритроцитов в мазке крови;

2. Разработка метода измерения концентрации гемоглобина по мазкам крови;

3. Разработка комплекса характеристик эритроцитов для ранней диагностики анемий;

4. Разработка критериев качества мазков крови;

5. Разработка и апробация анализатора ранней диагностики анемии.

Научная новизна

1. Установлено, что измерение концентрации гемоглобина целесообразно проводить по значению оптической плотности монослоя окрашенных и неокрашенных мазков крови в диапазоне длин волн 400-440 нм, а также по значению оптической плотности, измеряемой по гемоизображениям.

2. Предложен комплекс характеристик эритроцитов: пространственные частоты экстремумов, пространственная частота затухания колебаний, интенсивность зарегистрированного гемоизображения, оптическая плотность монослоя мазка крови, обеспечивающий достоверную оценку морфологических параметров эритроцитов.

3. Разработаны критерии качества, основанные на вычислении эффективной площади корреляции, коэффициента направлений, относительной площади эритроцитов и средней интенсивности гемоизображения. Предложенные критерии позволяют достоверно выделять область монослоя и стандартизировать условия анализа мазков крови.

4. Разработана методика проектирования анализатора ранней диагностики анемии, основанная на взаимосвязи технических требований и технических характеристик проектируемого анализатора.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке метода количественной оценки качества приготовления препаратов и интегральной оценки морфологических параметров эритроцитов, что позволит стандартизировать исследование мазков крови и повысить диагностическую эффективность морфологического анализа клеток крови за счет обнаружения патологии на ранней стадии.

Разработанная методика проектирования позволяет рассчитать технические характеристики анализатора, а также оценить возможность применения существующих систем для проведения ранней диагностики анемии.

Полученные данные подтвердили эффективность разработанных критериев качества и комплекса характеристик эритроцитов, метода их измерения и макета анализатора ранней диагностики анемии.

Результаты работы позволяют рекомендовать анализатор ранней диагностики анемии к применению в гематологических лабораториях различных уровней и специализаций.

Результаты апробации позволяют рекомендовать предложенный метод оценки качества приготовления мазков крови для определения области монослоя цитологических препаратов в онкологии и мазков крови рыб.

Полученные результаты позволяют рекомендовать методы оценки качества приготовления мазков крови и цветовых параметров гемоизображений для автоматизации анализа цитологических препаратов для решения задач дифференциальной диагностики онкологических заболеваний. Положения, выносимые на защиту.

1. Концентрация гемоглобина в мазках крови пропорциональна оптической плотности мазков крови в диапазоне длин волн 400-440 нм (полоса Соре).

2. Комплекс характеристик эритроцитов ранней диагностики анемии включает форму, эффективный диаметр эритроцитов, которые связаны с положением максимумов ВРПЧС и концентрацию гемоглобина, пропорциональную оптической плотности мазко крови и оптической плотности, измеряемой по изображению.

3. Критерии качества приготовления мазков крови включают эффективную площадь корреляции, коэффициент направлений, относительную площадь эритроцитов и среднюю интенсивность гемоизображений.

4. Концентрация гемоглобина и среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН) пропорциональна логарифму средней интенсивности изображений эритроцитов и логарифму оптической плотности, измеряемой по гемоизображению, при этом погрешность определения средней концентрации гемоглобина в эритроците и среднего содержания гемоглобина в эритроците по гемоизображению не превышает 6% и 5 % соответственно.

Апробация работы проведена на базе лаборатории клинико-диагностических исследований НИИ педиатрии Научного центра здоровья детей РАМН и цитологической лаборатории МНИОИ им. Герцена, на выставках «Здравоохранение-2004», «Мир биотехнологии-2004», «Высокие технологии-2004», «НТТМ-2005», «Софтул-2005», «Здравоохранение-2005». Результаты работы внедрены в учебный процесс факультета «Биомедицинская техника» МГТУ им. Н. Э. Баумана. Основные положения работы доложены и обсуждены на V РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья», (г. Шарм Эль Шейх (Египет), 2003), IV Всероссийском научно-техническом семинаре «Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники» (г. Сочи, 2003), XIV РНТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (Москва, 2004), V Всероссийском научно-техническом семинаре «Проблемы метрологического обеспечения в здравоохранении и производстве медицинской техники» (г. Сочи, 2004), Всероссийской научно-технической конференции «Биотехнические системы в XXI веке» (г. Санкт-Петербург, 2004), VI МНТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (г. Владимир, 2004),VI РНТК «Медико-технические технологии на страже здоровья», (г. Ираклион (Греция), 2004), научно-технической конференции «Технологии живых систем» (Москва, 2004), XV РНТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (г. Москва, 2005), Международной конференции «Образование через науку» (г. Москва, 2005), II евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика-2005» (г. Москва, 2005).

По материалам диссертации опубликованы 2 научных статьи и 14 тезисов докладов на научных конференциях.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Текст диссертации изложен на 174 страницах. В приложения вошли результаты экспериментальных исследований и сведения справочно-сопроводительного характера. Список литературы включает 141 библиографический источник. Диссертация проиллюстрирована рисунками, таблицами, графиками.

Основные результаты и выводы

1. В результате анализа научно-технических данных и современного состояния проблемы показана актуальность, практическая значимость и возможность создания анализатора ранней диагностики анемии.

2. В результате анализа существующих автоматизированных систем для исследования морфологии эритроцитов показаны их недостатки, и сформулированы требования к разрабатываемому анализатору ранней диагностики анемии.

3. Предложен комплекс характеристик эритроцитов, позволяющий измерять средний диаметр и форму эритроцитов, а также концентрацию гемоглобина по мазкам крови и обеспечивающий проведение ранней диагностики анемии при скрининг-обследованиях.

4. Установлена взаимосвязь между концентрацией гемоглобина и оптической плотностью эритроцитов в мазках крови, позволяющая измерять концентрацию гемоглобина и среднее содержание гемоглобина в эритроците МСН.

5. Предложены критерии качества приготовления мазков крови, позволяющие в автоматическом режиме определять область монослоя в препарате, что повышает достоверность проводимой диагностики анемии и позволяет стандартизировать условия анализа мазков крови.

6. Экспериментально установлено, что погрешность измерения концентрации гемоглобина не превышает 5%, эффективного диаметра эритроцитов 2%.

7. Разработана методика проектирования, позволяющая создать анализаторы мазков крови.

8. Критерии качества приготовления мазков крови могут быть использованы для автоматизации анализа цитологических препаратов в дифференциальной диагностике онкологических заболеваний, а также для создания контрольных материалов для тестирования анализаторов гематологических и цитологических препаратов.

121

1. Абрамов М. Г. Гематологический атлас. 2-е издание переработанное и дополненное, - М.'Медицина, 1985. - 286 с.

2. Автоматический анализатор крови «Техникой Н-1» в гематологической клинике/ Н. Б. Лебедева, Г. Н. Зубрихина и др.// Клиническая лабораторная диагностика. 1995. - №6. - С.72-73.

3. Авторегуляция неспецифической проницаемости мембраны эритроцита/ М. В. Фок, А. Р. Зарицкий и др. М.: Наука, 1999. - 77 с.

4. Акаев А. А., Майоров С. А. Оптические методы обработки информации. М.: Высшая школа, 1988.-238 с.

5. Аполлонова И. А. Биотехническая лазерная система дерматоглифической диагностики: Дис. .канд. техн. наук. -М., 1996. 156 с.

6. Аполлонова И. А., Спиридонов И. Н. Применение оптических фурье-процессоров для дерматоглифической диагностики// Вестник МГТУ. Приборостроение. 1994. - N 4. - С. 119-124.

7. Аполлонова И. А., Спиридонов И. Н., Солониченко В. Г. Возможности фурье-процессора при диагностике генетических заболеваний//Лазеры в науке, технике, медицине: Тез. докл. VII МНТК. -Суздаль, 1995.-С.97.

8. Арсеньев В. В., Давыдов Ю. Т. Приемные устройства оптического диапазона: Учеб пособие. М.: Изд-во МАИ, 1992. - 157 с.

9. А. С. N 1306358 (СССР). Способ получения фурье-спектра транспаранта/ Н.М. Вереникина, И. Н. Спиридонов, О. В. Рожков, Л. Н. Тимашова//БИ.-1988.-№9.

10. А. С. N 1171819 (СССР). Способ селекции признаков объектов прираспознавании образов/ С. А. Герасимов, И. Н. Спиридонов, В. М. Захарченко, С.А. Земляков, А.С. Прибыловский//БИ. 1985. -К21.

11. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 540 с.

12. Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа: Пер. с англ. М.: Мир, 1983.-312 с.

13. Биотехнические системы. Теория и проектирование: Учебное пособие/Под ред. В. М. Ахутина. JI.: ЛГУ, 1981.-220 с.

14. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправл-е. - М.: Наука, 1986. - 544 с.

15. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений/ Под ред.

16. Т. С. Хуанга. М.: Радио и связь, 1984. - 224 с.

17. Василенко Г. И. Голографическое опознавание образов. М.: Сов. радио, 1977.-328 с.

18. Василенко Г. И. Теория восстановления сигналов: О редукции к20. идеальному прибору в физике и технике. М.: Сов. радио, 1979. - 272 с.

19. Василенко Г. И., Цыбулькин JI. М. Голографические распознающие устройства. М.: Радио и связь, 1985. — 312 с.

20. Вереникина Н.М., Рожков О.В., Тимашова JI.H. К вопросу о построении оптической системы когерентных процессоров// Труды МВТУ. 1984. -N419.-0.66-79.

21. Вереникина Н.М., Рожков О.В., Тимашова JI.H. К расчету оптических схем когерентных процессоров// Труды МВТУ. 1986. -N468. - С. 18-25.

22. Вереникина Н. М., Рожков О. В., Тимашова JI. Н. Оптика когерентных процессоров: Учеб. пособие. М.: МГТУ, 1991. - 148 с.

23. Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М.: Искусство, 1978. -546 с.

24. Вычислительная оптика: Справочник/ Под общ. ред. М. М. Русинова. -JI.: Машиностроение, 1984. 423 с.

25. Гаранина Е. Н. Качество лабораторного анализа. Факторы, критерии и методы оценки/ Под ред. В. В. Меньшикова. М.: ТОО «Лабинформ», 1997.192 с.

26. Гаркави Л. X., Квакина Е. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма. Ростов н/Д.: Изд-во Ростовского ун-та, 1990. -224 с.

27. Гвоздева Н. П., Коркина К. И. Прикладная оптика и оптические измерения. -М.: Машиностроение, 1976. 383 с.

28. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. М.: Сов. радио, 1977. - 608 с.

29. Горелик А.Л., Гуревич И.Б., Скрипкин В.А. Современное состояние проблемы распознавания/ Под ред. А.Л. Горелика.- М.: Радио и связь, 1985. -160 с.

30. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику: Пер. с англ. М.: Мир, 1970. -364 с.

31. Гудмен Дж. Возможности когерентных оптических систем обработки информации// ТИИЭР. 1977. - Т.65, N 1. - С.37-39.

32. Гумен В.Ф., Калинская Т.В. Следящий шаговый электропривод. Л.: «Энергия», 1980

33. Заказнов Н. П., Кирюшин СИ., Кузичев В. Н. Теория оптических систем: Учеб. для студ-ов приборостр. спец-тей вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.

34. Зимин Э. П., Иноземцев О. И., Кругерский А. М. Исследование парадисперсной фазы по рассеянию света под малыми углами// Физика аэродисперсных систем (Одесса). 1974. - Вып. 11. - С. 19-23.

35. Иваницкий Г. Р., Литинская Л. Л., Шихматова В. Л. Автоматический анализ микрообъектов. М.-Л.: Энергия, 1967. - 224 с.

36. Иконика. Пространственная фильтрация изображений. Фотографическиесистемы. М.: Наука, 1970. - 134 с.

37. Иконика в физиологии и медицине/ Под ред. А. М. Уголева. JL: Наука, 1987.-302 с.

38. Использование автоматического анализатора крови «Техникой Н-1» в крупных клинико-диагностических и гематологических лабораториях /Г. Н. Зубрихина, Е. А. Соловьева и др.// Клиническая лабораторная диагностика. 1994. - №2. - С.39-40.

39. Исследование системы крови в клинической практике/ Под ред. Г. И. Козинца и В. А. Макарова. М.: Триада-Х, 1997. - 480 с.

40. Карасев И. В. Биотехническая система лазерной дерматоглифической наследственных болезней: Дис. .канд. техн. наук. М., 2001. -155 с.

41. Козинец Г. И. Интерпретация анализов крови и мочи. М.: Триада-Х. 1998. -103 с.

42. Козинец Г.И., Высоцкий В.В., Погорелов В.М., Еровиченков А.А., Малов

43. B.А. Кровь и инфекция. -М.: Триада-фарм, 2001 -456 с.

44. Клиническое значение анализов. М.: АОЗТ «Салит», 1995. - 124 с. 41. Козинец Г. И. Физиологические системы организма человека, основные показатели. - М.: Триада-Х, 2000. - 336 с.

45. Козловская JI. Ю., Николаев А. Ю. Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования. 2-е изд. - М.: Медицина, 1984. - 288 с.

46. Колфилд X. Дж. Применение когерентной оптики в биологии и медицине/Под ред. Д. Кейсесента: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 288 с. | 44. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. - М.: Наука, 1974. - 832 с.

47. Кровь и инфекция/ Г. И. Козинец, В. В. Высоцкий и др. М.: Триада-фарм,2001.-456 с.

48. Кровь индикатор состояния организма и его систем/ Под ред. Р. В. Ставицкого. - М.: МНПИ, 1999. - 160 с.

49. Лабораторная и инструментальная диагностика/ П. А. Воробьев, JI. И. Дворецкий и др. М.: Ньюдиамед-АО, 1997. - 342 с.

50. Лазерный анализатор для исследования мазков и жидких проб крови /И. Н. Спиридонов, Л. П. Сафонова, А. В. Самородов и др.// Медицинские технологии XXI века: Тез докл. ГНПК. М., 1999. - С.9.

51. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. - 926 с.

52. Лебедев Д. С. Учебное пособие по курсу «Основы теории информации». -М.: Изд-во Всес. заоч. энерг. ин-та, 1966. 94 с.

53. Левтов В. А., Регирер С.А., Шадрина Н. X. Реология крови. М.: Медицина, 1982.-270 с.

54. Литвиненко О. Н. Основы радиооптики. Киев: Технжа, 1974. - 208 с.

55. Лощилов В. И., Щукин С. И. Принципы анализа и синтеза биотехнических систем. М.: МВТУ, 1987. - 68 с.

56. Лощилов В. И., Щукин С. И., Иванцов В. И. Принципы анализа и синтеза биотехнических систем. М.: МВТУ, 1988. - 64 с.

57. Марешаль А., Франсон М. Структура оптического изображения. Дифракционная теория и влияние когерентности света: Пер. с фр. М.: Мир, 1964. -296 с.

58. Методы анализа гематологических характеристик, основанные на светорассеянии/ Е. Д. Буглов, В. С. Бондаренко и др.// Медицинская техника. -1989.-N4.-0.17-21.

59. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных при боров: Учебн. пособие для приборостроительных вузов. Л.: Машиностроение, 1983.-696 с.

60. Морфологические параметры эритроцитов /Фролова А.В., Самородов А. В., Славнова Е.Н. и др.// Медицинская физика-2005: Сборник материалов II евразийского конгресса по медицинской физике и инженерии. М, 2005. - С.378.379.

61. Норма в медицинской практике. Справочное пособие. М.: МЕД-пресс, 2000. - 144 с.

62. Обратные задачи в оптике: Пер. с англ./ГГод ред. Г. П. Болтса. М.: Машиностроение, 1984. - 200 с.

63. Общий анализ крови у детей: возможности и преимущества использования современных технологий/ Н. А. Торубарова, Е. А. Копыльцова и др.//Детский доктор. 2000. - №5. - С.48-51.

64. О'Нейл Э. Введение в статистическую оптику: Пер с англ. М.: Мир, 1966.-254 с.

65. Оптика и связь: Оптическая передача и обработка информации: Пер. с фр./ А. Козанне, Ж. Флере и др. М.: Мир, 1984. - 504 с.

66. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей/ С. П. Беляев, Н. К. Никифорова и др. М.: Энергоиздат, 1981. - 232 с.

67. Оптическая обработка информации: Пер. с англ./ Под ред. Д. Кейсе-сента. М.: Мир, 1980. - 350 с.

68. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике: Пер. с англ. -М.:Мир, 1971.-496 с.

69. Пахомов И.И., Цибуля А.Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. -М.: Радио и связь, 1982. 152 с.

70. Погорелов В.М., Козинец Г.И., Ковалева Л.Г. Лабораторно-клиническая диагностика анемий. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. -173 с.

71. Пресс Ф. П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М.: и связь, 1991.-264 с.

72. Престон К. Когерентные оптические вычислительные машины. М.: Мир, 1974.-400 с.

73. Претт 14. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ./ Под ред. Д.С. Лебедева.-М.: Мир, 1982.-Кн.2-480 е.: ил.

74. Приезжев А. В., Тучин В. В., Шубочкин Л. П. Лазерная диагностика вбиологии и медицине. М.: Наука, 1989. - 240 с.

75. Прикладная оптика: Учеб. для оптических специальностей вузов/ Под общ. ред. А. С. Дубовика. М.: Машиностроение, 1992. - 480 с.

76. Принципы анализа и синтеза биотехнических систем: Учебное пособие/ Под ред. В.И. Лощилова. М.: МВТУ, 1988. - 64 с.

77. Применение методов фурье-оптики: Пер. с англ./ Под ред. Г. Н. Старка. -М.: Радио и связь, 1988. 536 с.

78. Проектирование оптических систем: Пер. с англ./ Под ред. Р. Шеннона, Дж. Вайанта. М.: Мир, 1983. - 432 с.

79. Пространственно-частотный анализ морфологии эритроцитов в мазках крови /Самородов А. В., Семикина Е. Л., Фролова А. В. И др.// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. -№11.- С.65-70.

80. Разработка комплекса характеристик эритроцитов /Фролова А.В., Самородов А.В., Семикина Е.Л. и др.// Медико-технические технологии на страже здоровья: Сб. трудов VIII НТК, о. Родос (Греция), 24 сентября 1 октября 2006 г. - М., 2006. - С.68 - 71.

81. Рожков О. В., Щетинкин В. С. Лазерные приборы обработки информации. Когерентные процессоры: Учеб. пособие. М.: МВТУ, 1988. - 50 с.

82. Ронин В. С, Старобинец Г. М. Руководство к практическим86. по методам клинических лабораторных исследований: Уч. пособие. 4-е перераб. и доп. - М.: Медицина, 1989. - 320 с.

83. Руководство по гематологии: В 2 т./ Под ред. А. И. Воробьева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1985. - Т.1. - 448 с.

84. Самородов А. В. Биотехническая система анализатора мофрологии эритроцитов: Дис. .канд. техн. наук. -М., 2002. 168 с.

85. Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Анализ гемоизображений в автоматизированных системах оценки функционального состояния человека// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2001. - №9. - С. 11-17.

86. Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Статистические свойства гемоизображений// Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. Ill МНТК, г. Анталия (Турция), 30 сентября 7 октября 2001 г. - М., 2001. -С.78.

87. Самородов А.В., Спиридонов И.Н., Десятчикова Ю.В. Оптико-цифровой комплекс для анализа мазков крови// Медицинская физика. Техника, биология, клиника: Материалы I евразийского конгресса. Москва. 2001. -№11.-С.84-85.

88. Самородов А.В., Колючкина А.В., Спиридонов И.Н., Щукин С.И. Оценка качества приготовления мазков крови// Технологии живых систем: Материалы научно-технической конференции. М., 2004. - С. 136-140.

89. Самородов А.В., Фролова А.В., Спиридонов И.Н. Разработкабиотехнической системы для морфометрии клеток крови// Биотехнические системы в XXI веке: Материалы ВНТК. С.-Пб., 2004. - С.20-21.

90. Сафонова JI. П. Пространственно частотный анализ форменных элементов крови: Дис. .канд. техн. наук. -М, 1998. 164 с.

91. Сафонова Л.П., Самородов. А.В. Метод количественной оценки приготовления мазков крови для клинико-лабораторных исследований// технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. II РНТК, г. Геленджик, 25-30 сентября 2000 г. М., 2000. - С.30-31.

92. Сафонова Л.П., Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Применение когерентно-оптического метода для клинического лабораторного анализа крови//Лазеры в науке, технике, медицине: Тез. докл. X МНТК г. Сочи, 16-21 сентября 1999.-М.Д999.-С.97-98.

93. Сафонова Л. П., Спиридонов И. Н. Перспективы автоматизации гематологического анализа// Актуальные проблемы создания биотехнических систем: Сб. науч. трудов МГТУ. 1997. - Вып.2. - С.232-242.

94. Сафонова Л.П., Спиридонов И.Н., Самородов. А.В. Когерентнооптический метод для клинического анализа крови// Медико-технические технологии на страже здоровья: Тез. докл. РНТК, г. Геленджик, 26 сентября 2 октября 1999 г.-М., 1999.-С.140-141.

95. Световая микроскопия в биологии. Методы: Пер. с англ./ Под ред. А. Лейси. М.: Мир, 1992. - 464 с.

96. Слюсарев Г. Г. Расчет оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975.-640 с.

97. Смирнов А. Я. Математическое описание изображений: Методическое пособие. Л.: ГОИ, 1986. - 74 с.

98. Сороко Jl. М. Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, 1971.-616с.

99. Спиридонов И. Н. Лазерные анализаторы сложноструктурированных медико-биологических изображений: Дисд-ра техн. наук. М., 1999.- 385 с.

100. Спиридонов И. Н. Аполлонова И. А. Карасев И. В. Автоматизированная система лазерной дифференциальной диагностики// Лазеры в науке, технике, медицине: Тез. докл. VIII МНТК. Псков, 1997. - С.92.

101. Спиридонов И. Н., Аполлонова И. А., Карасев И.В. Лазерная система дерматоглифической диагностики// Актуальные проблемы создания биотехнических систем: Сб. науч. трудов МГТУ. 1997. - Вып.2. - С.222-231.

102. Спиридонов И. Н., Аполлонова И. А., Сафонова Л. П. Основные принципы создания лазерных анализаторов сложноструктурированных изображений// Конверсия. 1997. - № 10. - С.55 - 57.

103. Спиридонов И. Н., Жаров В. П., Левандовский А. Г. Инфракрасная интроскопия биологических тканей// Клиническое и экспериментальное применение новых лазерных технологий: Тез. докл. III МНТК. Казань, 1994. -С.280-281.

104. Справочник по клиническим лабораторным методам исследования/ Под ред. Е. А. Кост. М:Медицина, 1975. - 384 с.

105. Франсон М. Оптика спеклов: Пер с франц. М.: Мир, 1980. - 172 с.

106. Франсон М., Сланский С. Когерентность в оптике: Пер. с франц. -М.: Наука, 1967.-80 с.

107. Фролова А.В., Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Морфометрический анализ эритроцитов в мазках крови// Фотометрия и ее метрологическое обеспечение: Тез. докл. XIV РНТК. -М., 2004. С. 155-157.

108. Фролова А.В., Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Разработка метода морфометрии эритроцитов в мазках крови// Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии: Сб. докл. VI МНТК. Владимир, 2004. - Книга 1. -С.173-175.

109. Фролова А.В., Самородов А.В., Спиридонов И.Н. Оценка концентрации гемоглобина в эритроцитах мазков крови// Фотометрия и ее метрологическое обеспечение: Тез. докл. XV РНТК. М., 2005. - С. 144-146.

110. Хюлст Ван де. Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ, 1961.-536 с.

111. Чэн Ш.-К. Принципы проектирования систем визуальной информации: Пер. с англ. М.: Мир, 1994. - 408 с.

112. Шифрин К. С. Изучение свойств вещества по однократному рассеянию// Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света. Минск: Наука и техника, 1971. - С.228-244.

113. Шиффман Ф. Дж. Патофизиология крови. Пер. с англ. М.-СПб.: Издательство БИНОМ - Невский диалект, 2000. - 448 с.

114. Ярославский Л. П. Введение в цифровую обработку изображений. -М.:Сов. радио, 1979.-312 с.

115. Ярославский Jl. П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии: Введение в цифровую оптику. М.: Радио и связь, 1987. - 296 с.

116. Kight J. С, Ball D., Robertson G. N. Analytical inversion for laser dif fraction spectrometry giving improved resolution and accuracy in size distribution// Applied optics. -1991. V.30, No.33.-P.4795.

117. Riley J. В., Agrawal Y. C. Sampling and inversion of data in diffraction particle sizing//Applied optics. 1991. - V.30, No.33. - P.4800-4817.

118. Safonova L. P., Spiridonov I. N. Blood analysis by coherent optical meth ods// Proceedings of SPIE. 1997. - V.2982. - P.232-238.

119. Safonova L. P., Samorodov A. V. Spiridonov I. N. Quantitative estimation of poikilocytosis by the coherent optical method// Proceedings of SPIE. 2000. -V.3923.-P.170-174.

120. Sheng Y., Deschenes S., Caulfield H. J. Monochromatic electromagnetic wavelets and the Huygens principle// Applied optics. 1998. - V.37, No.5. - P.828-833.

121. Single scattering by red blood cells/ M. Hammer, D. Schweitzer and al. //Applied Optics. 1998. -V.37, No.31.-P.7410-7418.

122. Spiridonov I. N., Apollonova I. A. Application of a optical Fourier-processor for dermatodlyphical diagnostics// Proceedings of SPIE. 1995. - V.2429. -P.166-171.

123. Spiridonov I. N., Safonova L. P., Samorodov A. V. A study of a possibil ity of quantitative estimation of blood cells' forms by the spatial-frequency spectrum analysis//Proceedings of SPIE. -2000. V.3923. -P. 163-169.

124. Streekstra G. J., Hoekstra A. G, Nijhof E. J. Light scattering by red blood cells in ektacytometry: Fraunhofer versus anomalous diffraction// Applied optics. -1993. V.32, No.13. - P.2266-2272.

125. Turgeon M. L. Clinical hematology: theory and procedures. 2nd ed. -Boston: Little Brown, 1993. - 480 p.

126. Tversky V. Absorption and multiple scattering by biological suspensions //Journal of Optical Society of America. 1970. - V.60. - P. 1084-1093.

127. Wintrobe M. M. Clinical hematology. 9th ed. - Philadelphia, London: Lea and Febiger, 1993. - 1267 p.