автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Лазерная дифрактометрия агрегации эритроцитов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОТПИКИ

РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕМАТОЛОГИИ И ТРАНСФУЗИОЛОГИИ МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛАЗЕРНАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ АГРЕГАЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ

Специальность 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы 14.00.29 - Гематология и переливание крови

На правах рукописи

Ходус Ирина Геннадьевна

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2004

Работа выполнена на кафедре квантовой электроники и биомедицинской

оптики в Санкт - Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики и Российском научно-исследовательском институте гематологии и трансфузиологии министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научные руководители: Доктор технических наук, профессор Владимир Алексеевич Тарлыков

Доктор медицинских наук, профессор Станислав Семенович Бессмельцев

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Святослав Михайлович Латыев

Доктор медицинских наук, профессор Андрей Юрьевич Зарицкий

Ведущая организация: ВНЦ 'ТОИ им. СИ. Вавилова" (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится

на заседании диссертационного совета Д.212.227.01 при Санкт - Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу

197101, С. — Петербург, ул. Саблинская, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт — Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

Автореферат разослан /с/ОЛ^Х^^ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.212.227.01

Валерий Михайлович Красавцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В последние годы в клинической практике и научных исследованиях для изучения реологических свойств крови все большее применение получают когерентно-оптические методы. Причем показано, что среди когерентных методов наиболее перспективным является лазерная дифрактометрия.

В современных клинических исследованиях большое значение придается агрегационной способности эритроцитов, как одному из основных факторов, определяющих реологические свойства крови. Реологические свойства крови связаны с наиболее важными процессами, происходящими в организме человека. Отклонения в степени агрегируемости эритроцитов характерны для различных заболеваний системы крови. Так, например, при множественной миеломе (ММ), нередко наблюдаются осложнения, в основе которых лежит нарушение реологических свойств крови с расстройством микроциркуляции: гипервискозный синдром, недостаточность кровообращения и др., что существенно ухудшает состояние больных. Образование агрегатов в кровотоке происходит непрерывно и определяет роль эритроцитов в газообмене. При обратимой агрегации эритроцитов происходит отдача клеткам кислорода и удаление продуктов распада. Необратимая агрегация задерживает выделение углекислоты из тканей, вызывает седиментацию и гипоксию эритроцитов с последующей дегенерацией, разрушением и высвобождением эритроцитарных факторов свертывания в кровоток, способствуя нарушению микроциркуляции в органах и тканях.

К настоящему моменту времени предложено много прямых и косвенных методов оценки агрегации эритроцитов, но ни один из них не свободен от недостатков. В одних случаях велика возможность сделать ошибочные выводы, в других требуется сложная специальная аппаратура.

В связи с этим разработка экспрессных и информативных методов определения степени агрегации представляется весьма актуальной задачей.

В работе для исследования агрегации эритроцитов предложено использовать метод лазерной дифрактометрии. К основным преимуществам данного метода относятся высокая скорость и точность измерения, большая информативность, неконтактность. Степень агрегации эритроцитов определяется по дифракционной картине (ДК) от препарата эритроцитов.

Цели и задачи работы

Цель исследования: разработка информативного способа оценки степени агрегации эритроцитов с использованием метода лазерной дифрактометрии.

При выполнении диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить моделирование дифракции лазерного излучения на эритроцитарных агрегатах:

- разработать модель объекта;

- провести анализ формирования дифракционной картины от модели объекта;

- рассмотреть влияние дисперсности по размерам исследуемых объектов на контраст функции рассеяния интенсивности.

2. Экспериментально исследовать применимость метода лазерной дифрактометрии для определения агрегационной способности эритроцитов доноров и больных с множественной миеломой.

3. Экспериментально проверить возможность включения в комплексную терапию больных с множественной миеломой постоянного магнитного поля.

Личный вклад автора: Все представленные экспериментальные исследования и теоретические расчеты проведены при личном участии автора.

Научная новизна работы;

- Впервые применено и обосновано использование метода лазерной дифрактометрии для определения степени агрегации эритроцитов

- Предложена и обоснована модель препарата крови с агрегированными эритроцитами.

- Впервые исследовано изменение контраста функции рассеяния в результате среднеквадратического отклонения поперечного размера монетного столбика от его среднего размера.

- Теоретически обоснован и экспериментально апробирован способ определения степени агрегации по значению величины поперечной координаты первого минимума дифракционной картины

- С использованием предложенного способа измерения агрегации эритроцитов подтверждено, что основными причинами патологической агрегации эритроцитов у больных множественной миеломой являются высокий уровень общего белка и моноколонального парапротеина в сыворотке крови.

- Уточнен механизм влияния постоянного магнитного поля на реологические свойства эритроцитов.

Практическая значимость: Предложена модель дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах, позволяющая определять степень агрегации по функции рассеяния.

Предложен и апробирован доступный в клинической практике информативный метод лазерной дифрактометрии для определения степени агрегации эритроцитов. Использование дифрактометрии эритроцитов значительно сокращает время, необходимое для объективной оценки степени их агрегируемости. Способ исследования агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии позволяет улучшить диагностику тромбогеморрагических осложнений при множественной миеломе. Данный

способ определения степени агрегации эритроцитов используется в гематологической клинике Российского НИИ гематологии и трансфузиологии и клинике гематологии и клинической иммунологии в Военно-медицинской академии и включен в план исследования больных.

Установлено, что постоянное низкочастотное магнитное поле при выбранном режиме воздействия улучшает агрегацию эритроцитов, что дает основание рекомендовать его для использования в клинической практике.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты;

> При дифрактометрии объектов прямоугольной формы, случайным образом расположенных и ориентированных на плоскости, основное влияние на суммарную дифракционную картину оказывает минимальный характерный размер объекта.

> Координата первого минимума суммарной дифракционной картины, образованной совокупностью случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости прямоугольных и круглых объектов, зависит от соотношения числа круглых и прямоугольных объектов. Характер зависимости описывается полиномом второй степени.

> Пропорциональное изменение размеров прямоугольных объектов, случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости, по одному из направлений приводит к изменению контраста функции рассеяния. Для одинаковых соотношений величина контраста принимает одинаковые значения.

> Предложен информативный способ измерения агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии.

> Способом лазерной дифрактометрии подтверждено, что при наличии патологической агрегации эритроцитов в крови больных множественной миеломой воздействие постоянного низкочастотного магнитного поля in vitro приводит к уменьшению агрегации.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на семинарах кафедры КЭиБМО СПбГУИТМО. Основное содержание докладывалось на конференции «Лазеры. Измерения. Техника», С-Пб, 2001; 7-ом международном симпозиуме «Laser Metrology Applied to Scince, Industry, and Everyday Life», Новосибирск, 2002; научно-практической конференции, посвященной 70-летию Российского НИИ гематологии и трансфузиологии «Актуальные вопросы гематологии и трансфузиологии», С-Пб, 2002; конференции «Лазеры. Измерения. Техника», С-Пб, 2003; конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии», С-Пб, 2004; 8-ой научно-технической конференции по электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности. ЭМС — 2004., С-Пб, 2004.

Структура и объем работы. Диссертация, отражающая основное содержание проделанной работы, состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитированной литературы и приложений с экспериментальным материалом. Изложена на /А/ машинописных страницах, включая рисунков, таблиц и список литературы, содержащий/

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цели, задачи и основные положения, выносимые на защиту.

Рассмотрены нарушения, характерные для больных ММ, связанные с изменением эритроцитарной агрегации. Отмечены достоинства и недостатки обратимой и необратимой агрегации эритроцитов: отдача клеткам кислорода и удаление продуктов распада с одной стороны и выделение углекислоты из тканей, нарушение микроциркуляции в органах и тканях с другой.

В качестве метода исследования агрегации эритроцитов предложен метод лазерной дифрактометрии, к основным достоинствам которого относятся высокая скорость и точность измерения, большая информативность.

В первой главе рассмотрен процесс формирования эритроцитарных агрегатов различной величины и формы. Под агрегацией понимается объединение эритроцитов друг с другом своими вогнутыми сторонами в так называемые монетные столбики. Приведены критерии оценки степени агрегации эритроцитов (интегральной оценки числа эритроцитов объединившихся в агрегаты). Проведен обзор факторов, влияющих на механизм агрегации.

Отмечено, что воздействие магнитного поля в комплексной терапии больных может стимулировать защитные силы организма и, следовательно, может быть применено для профилактики и лечения инфекционных осложнений и гемореологических сдвигов.

Проведен обзор методов исследования агрегации эритроцитов. Отмечены их достоинства и недостатки. Показано, что наибольшее преимущество перед другими методами имеет метод лазерной дифрактометрии, так как с его помощью появляется возможность одновременного, быстрого, точного и объективного определения среднего размера большого числа эритроцитов и их агрегатов, образующих ДК.

Вторая глава посвящена математическому моделированию дифракции лазерного излучения на совокупности эритроцитарных агрегатов.

Объект исследования данной работы — препарат крови с агрегированными эритроцитами (совокупность двух типов объектов достаточно сложной формы: эритроцитов и монетных столбиков). Решение задачи дифракции на таком объекте представляет определенные трудности. В работе рассмотрено и обосновано использование в качестве модели объектов исследования их теневое сечение. Для расчета ДК использовалось приближение дифракции Фраунгофера. В качестве модели свободных эритроцитов использовался диск. Монетные столбики моделировались вписанными в них прямоугольниками. В качестве модели объекта дифракции рассматривается совокупность прямоугольников и круглых дисков, расположенных и

ориентированных случайным образом, как по углу, так и на плоскости. Предполагается, что области их пересечения отсутствуют, что позволяет не учитывать вклад в дифракцию от областей пересечения объектов.

По результатам визуальных наблюдений были построены функции распределения эритроцитов и монетных столбиков по размерам (рис. 1).

Рис. 1. Распределение эритроцитов (а) и монетных столбиков (б) по размерам в камере Горяева

Был построен ряд моделей объектов для различной степени агрегации от О % до 100 % с шагом 5%. Общее число эритроцитов во всех моделях было фиксировано и равнялось 500. Дисперсность по длине и ширине монетных столбиков и размеру свободных эритроцитов не учитывалась. С точки зрения геометрической теории дифракции показано, что в этом случае распределение интенсивности в фокальной плоскости имеет кольцевую структуру (рис. 2).

Рис. 2. Модель агрегации эритроцитов иДК для данной апертуры

В процессе численного моделирования ДК исследовалось влияние характерных размеров монетных столбиков на положение минимумов интенсивности функции рассеяния. Характерные размеры монетных столбиков существенно отличаются друг от друга. Его ширина значительно меньше его длины (Ь < И). Следовательно, пространственный период ДК, соответствующий длине монетного столбика значительно меньше пространственного периода ДК, соответствующего ширине. Поэтому в пределах дифракционного лепестка

Соотношение пространственных периодов и амплитуд ДК для ширины и длины монетного столбика:

/• 10'2 , отн ед.

1 I I 1 I I I 1 I I

Рис. 3. Формирование усредненного по углу дифракционного распределения для объекта прямоугольной формы

укладывается несколько периодов, соответствующих его длине (рис. 3). При этом амплитуды, соответствующие одинаковым порядкам дифракционных лепестков должны быть равны.

Усреднение по углу (суммирование) приводит к уменьшению контраста результирующей ДК и несет на себе следы модуляции соответствующих дифракционных периодов. При этом низкочастотная модуляция, соответствующая пространственному периоду ДК, обусловленному дифракцией на «ширине» монетного столбика (меньшем размере), проявляется более отчетливо. Таким образом, основное влияние на модуляцию ДК оказывают дифрагированные волны, соответствующие длине монетных столбиков.

Результаты численного

моделирования показали, что изменение степени агрегации «сдвигает» координату первого минимума ДК в пределах от = 1 (случай полной агрегации) до 1,22 (нулевая агрегация). Используя полученную в результате моделирования

зависимость координаты первого минимума интегральной ДК от степени агрегации, можно, измеряя координату минимума ДК, находить степень агрегации объекта (рис.4).

Исследовалось влияние дисперсности и соотношения длины и ширины эритроцитарных агрегатов на величину контраста ДК. Контраст ДК определялся следующим образом. [Тарлыков В.А. Контраст дифракционной

картины//Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 94. № 2. С. 250 — 253]: У = где

1а, 1> - соответственно амплитуды модуля Фурье-спектра нулевой и основной гармоник Фурье-спектра выровненной ДК. Фурье-спектр дифракционного

распределения определяется следующим образом:

Г{а,) =

где

огр - граничная регистрируемая пространственная частота ДК.

Как показали расчеты, величина контраста существенно зависит от соотношения

длины и ширины монетного столбика (рис. 5).

Наличие разброса монетных столбиков по ширине приводит к

существенному снижению

контраста ДК, в то время, как дисперсность по длине монетных столбиков на вид функции рассеяния практически не оказывает влияния, в силу специфики формирования

интегральной ДК для

прямоугольного объекта

(рис. 6).

В третьей главе приведено описание экспериментальной установки, методики приготовления исследуемых образцов, анализ погрешностей эксперимента и полученных результатов.

Исследование агрегации проводили параллельно двумя методами: С помощью лазерного дифрактометра и с помощью микроскопа. Экспериментальная установка, используемая для исследования агрегации эритроцитов, приведена на рис. 7.

Рис 7. Схемаустановки: 1 - He-Neлазер(Х = 0,63 мкм), 2-Nd:YAGna3ep (X = 0,53мкм), 3 - делительный кубик, 4 - диафрагма, 5 - предметный столик, 6 —объектив, 7-сканер, 8-компьютер.

На представленной установке были проведены исследования агрегации эритроцитов крови доноров и больных ММ. Под нашим наблюдением находилось 40 больных ММ в возрасте от 41 до 80 лет с длительностью заболевания от 1 года до 10 лет. Для 17 больных было проведено повторное исследование после проведения курса лечения.

У всех больных обнаружен М-компонент (парапротеин), в среднем составивший 45,0 ± 9,0 г/л. Все больные получали лечение по различным программам полихимиотерапии (ПХТ).

Контрольную группу составили 5 практически здоровых людей.

Сначала образец эритроцитов помещали в дифрактометр и измеряли диаметр дифракционных колец, а затем с помощью микроскопа производили подсчет числа агрегатов и свободных эритроцитов.

Исходно у всех больных ММ было выявлено увеличение степени агрегации от 75 до 99 %. После проведения курса лечения отмечалось снижение степени агрегации в среднем на 8 %, связанное с уменьшением уровня белка и парапротеина в крови.

В результате проведенных исследований обнаружили, что связь степени агрегации эритроцитов с координатой первого минимума функции рассеяния различна для различных показателей крови. На рис. 8 показана полученная экспериментально зависимость Х(и) для образцов крови больных до курса лечения и уровнем общего белка (60-80) г/л.

Сравнение степени агрегации, полученной с помощью микроскопа, и методом лазерной дифрактометрии приведено в таблице 1.

Корреляционный анализ агрегационной способности эритроцитов показал высокий уровень достоверности полученных результатов. Между агрегацией эритроцитов и уровнем общего белка и парапротеина в крови больных получена прямая зависимость, а при применении лазерной дифрактометрии зависимость оказалась обратной. Так, выявлена корреляционная зависимость с парапротеином , уровнем общего

белка и количеством иммуноглобулинов

Рис. 8. Связь степени агрегации и координаты первого минимума

Таблица 1.

Сравнение метода лазерной дифрактометрии с микроскопическим.

Степень агрегации X, % Координата и/ж

Микроскопический метод Метод лазерной дифрактометрии

98 99 1,01

95 95 1,06

95 94 1,07

93 93 1,08

91 92 1,08

91 91 1,09

79 79 1,13

76 77 1,13

Для того, чтобы оценить влияние магнитного поля (МП) на агрегационную способность эритроцитов и обосновать возможность и целесообразность включения в комплексную терапию больных ММ магнитного поля, нами предпринята попытка использования этого метода в эксперименте (in vitro). В качестве объекта исследования использовалась кровь 16 больных с ММ.

Проведенные исследования показали, что постоянное магнитное поле (ПМП) в большинстве случаев оказывает положительное воздействие на агрегацию эритроцитов. Следует отметить, что влияние МП на эритроциты может быть не однозначным. Оно может снижать агрегируемость эритроцитов либо, напротив, увеличивать, или не оказывать никакого воздействия. Влияние ПМП на агрегацию эритроцитов, вероятно, объясняется действием поля не только на электрический заряд эритроцита, но и на активность экстрацеллюлярных макромолекул и белки наружной мембраны.

Полученные результаты подтверждают возможность использования метода лазерной дифрактометрии для определения степени агрегации эритроцитов. В этом случае отпадает необходимость подсчета эритроцитов под микроскопом, что значительно сокращает время проведения эксперимента,

практически полностью исключается субъективный фактор, а также не оказывается вредного воздействия на глаза.

В заключении диссертации обобщены основные результаты работы:

1. Рассмотрены условия возникновения агрегации. Проведен анализ возможных механизмов агрегации эритроцитов. Приведены критерии оценки степени агрегации.

2. Проведен анализ методов исследования агрегации эритроцитов. Нами установлено, что по сравнению с визуальной оценкой под микроскопом, наиболее информативным является метод лазерной дифрактометрии, основанный на измерении линейного размера колец дифракционной картины. Метод позволяет быстро и объективно оценить агрегационную способность эритроцитов.

3. Предложена и обоснована модель агрегата эритроцитов для задачи дифрактометрии (цилиндр, охватывающий основное «тело» монетного столбика). При этом формирование дифракционной картины определяется характерным размером, соответствующим теневому сечению монетного столбика - прямоугольником.

4. Выявлены на наглядном языке геометрической теории дифракции основные качественные закономерности структуры дифракционной картины множественного объекта, состоящего из совокупности прямоугольных и круглых объектов, случайным образом распределенных по углу и на плоскости.

5. Объяснено формирование кольцевой структуры дифракционной картины от множества случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости прямоугольных объектов. Показано, что при суммировании по углу дифрагированных волн, соответствующих ширине и длине монетного столбика, основное влияние на модуляцию дифракционной картины оказывают дифрагированные волны, соответствующие длине монетного столбика. Основную роль при этом играет его минимальный характерный размер — ширина.

6. Проведен анализ влияния количества объектов на характер результирующего распределения. При увеличении числа объектов результирующее сечение дифракционной картины становится более гладким.

7. Построена теоретическая модель дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах. Получена теоретическая зависимость, показывающая связь координаты первого минимума дифракционной картины и степени агрегации эритроцитов.

8. Проведен численный расчет дифракционного распределения интенсивности по предложенной модели. Анализ результирующего распределения интенсивности показывает, что основной вклад в формирование минимумов функции рассеяния дает компонента, соответствующая ширине монетного столбика.

9. Исследовано изменение контраста дифракционной картины при изменении соотношения длины и ширины монетного столбика. Максимальная величина контраста соответствует квадратной форме агрегата; уменьшение или увеличение числа эритроцитов от агрегата квадратной формы приводит к понижению контраста.

Ю.Показано, что основное влияние на контраст функции рассеяния оказывает дисперсность ширины монетных столбиков. Наличие разброса монетных столбиков по длине практически не влияет на вид функции рассеяния и ее контраст, в силу специфики формирования интегральной дифракционной картины для прямоугольного объекта.

11.Экспериментально показано, что связь степени агрегации эритроцитов и координаты первого минимума функции рассеяния различна, для разных лабораторных показателей крови.

12.С помощью метода лазерной дифрактометрии подвержено, что при множественной миеломе агрегационная способность эритроцитов существенно повышена, что связано с высоким уровнем общего белка и парапротеина в крови больных.

13.В опытах in vitro показано, что низкочастотное постоянное магнитное поле в преобладающем большинстве случаев приводит к снижению агрегации эритроцитов больных множественной миеломой.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лендяев А.В., Ходус И.Г. Исследование постоянного магнитного поля на трансформацию эритроцита при осмотическом набухании (метод лазерной дифрактометрии)// Современные технологии. Труды молодых ученых ИТМО. СПбГИТМО (ТУ), 2001. С. 64 - 67.

2. Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Использование лазерной дифрактометрии для измерения степени агрегируемости эритроцитов// Тезисы докладов конференции «Лазеры. Измерения. Информация» - СПб., СПбБГТУ «Военмех», 2001. С.68-69.

3. Александрова Л.А., Бессмельцев С.С., Магурин В.Г., Тарлыков В.А., ' Ходус И.Г. Лазерная дифрактометрия степени агрегации эритроцитов//

Сб. статей «Оптические технологии в фундаментальных и прикладных исследованиях». СПбГИТМО (ТУ), 2001. С. 146 - 154.

4. Москалева А.Ю., Бессмельцев С.С., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Исследование влияния постоянного магнитного поля на агрегацию эритроцитов// Материалы Российской научно-практической конференции, посвященной 70-летию НИИ гематологии и трансфузиологии «Актуальные вопросы гематологии и трансфузиологии» - СПб., Российский НИИ гематологии и трансфузиологии МЗ РФ, 2002. С. 201.

5. Ходус И.Г., Бессмельцев С.С., Москалева А.Ю., Тарлыков В.А. Измерение степени агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии// Материалы Российской научно-практической конференции, посвященной 70-летию НИИ гематологии и трансфузиологии «Актуальные вопросы гематологии и трансфузиологии» - СПб., Российский НИИ гематологии и трансфузиологии МЗ РФ, 2002. С. 217 - 218.

6. Bessmeltsev S.S., Lendiaev A.V., Tarlykov V.A., Hodus I.G. Use of laser diffractometry for erythrocytes aggregation estimation// Proceedings of SPIE. 2002. -Vol. 4680. P. 177- 180.

7. Bessmeltsev S.S., Lendiaev A.V., Moskaleva A.U., Tarlykov V.A., Hodus I.G. The measurement of the refractive index and aggregation of the erythrocytes by the laser diffractometry method// Proceedings of SPIE. 2002. -Vol. 4900. P. 1031-1038.

8. Бессмелыдев С.С., Лендяев А.В., Москалева А.Ю., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Дифракционный метод измерения степени агрегации эритроцитов// Тезисы докладов конференции «Лазеры. Измерения. Информация» - СПб., СПбГПУ, 2003. С. 51.

9. Bessmeltsev S.S., Tarlykov VA, Hodus I.G. Research of the erythrocytes aggregation by the laser diffractometry method// Proceedings of SPIE. 2003. -Vol. 5381. P. 146-150.

10. Бессмельцев С.С., Тарлыков В.А., Тимофеева B.H., Ходус И.Г. Дифракция лазерного излучения на эритроцитарных агрегатах// Тезисы докладов конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии» -СПб., СПбБГПУ, 2004. С. 10.

11. Александрова Л.А., Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Москалева А.Ю., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Исследование воздействия in vitro постоянного магнитного поля на гипоосмотическое набухание и агрегацию эритроцитов (метод лазерной дифрактометрии)/ Сб. докладов восьмой Российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности. ЭМС - 2004, СПб, Военный инженерно-технический университет, 2004. С. 550-556.

12. Ходус И.Г. Влияние постоянного магнитного поля на агрегацию эритроцитов (лазерная дифрактометрия) больных множественной миеломой (in vitro)/! Тромбоз, гемостаз и реология. 2002 - №1. С. 149-152.

#22254

РНБ Русский фонд

2005-4 20477

Тиражирование и брошюровка выполнены в Центре «Университетские телекоммуникации». Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14. Тел (812)233-46-69

Тираж 100 экз.

Введение

Глава 1. Методы исследования агрегации эритроцитов

1.1. Система крови

• Кровь как физиологическая система

• Физико-химические свойства крови

• Основные функции крови

1.2. Форменные элементы крови 17 л • Эритроциты

• Лейкоциты и кровяные пластинки

1.3. Реологические свойства крови

• Влияние реологических свойств крови на микроциркуляцию

• Деформируемость эритроцитов

• Агрегация эритроцитов

• Механизм агрегации

• Ориентация эритроцитов в кровотоке

1.4. Воздействие магнитного поля на агрегацию эритроцитов

1.5. Методы определения агрегации эритроцитов

• Когерентно-оптические методы 44 Выводы

Глава 2. Дифрактометрия агрегации эритроцитов

2.1. Приближения, используемые при дифрактометрии эритроцитов

2.2. Геометрическая модель формы эритроцита

2.3. Геометрическая модель формы монетного столбика

2.4. Моделирование агрегации эритроцитов

2.5. Влияние дисперсности эритроцитов и монетных столбиков по 75 размерам на контраст дифракционного распределения

• Дифракция на свободных эритроцитах

• Дифракция на монетных столбиках

• Влияние соотношения h/b монетного столбика на контраст ДК

• Влияние дисперсности монетных столбиков по размерам на контраст ДК

Выводы

Глава 3. Дифракционный метод исследования агрегации 91 эритроцитов

3.1. Методика определения образцов крови. Подсчет степени 92 агрегации

3.2. Погрешности экспериментальных исследований 95 щ • Анализ точности экспериментальной установки

3.3. Материалы исследования

3.4. Исследование агрегации эритроцитов методом лазерной 103 дифрактометриии

3.5. Агрегационная способность эритроцитов у разных групп больных

3.6. Влияние лазерного излучения на агрегацию эритроцитов

3.7. Влияние магнитного поля на агрегацию эритроцитов 111 3.8 Использование метода лазерной дифрактометрии для определения степени агрегации эритроцитов

Выводы

Актуальность работы

В последние годы в клинической практике и научных исследованиях для исследования реологических свойств крови все большее применение получают когерентно-оптические методы. Причем показано, что среди когерентных методов наиболее перспективным является лазерная дифрактометрия.

В современных клинических исследованиях большое значение придается агрегационной способности эритроцитов, как одному из основных факторов, определяющих реологические свойства крови. Реологические свойства крови связаны с наиболее важными процессами, происходящими в организме человека. Отклонения в степени агрегируемости эритроцитов характерны для различных заболеваний системы крови. Так, например, при множественной миеломе (ММ), нередко наблюдаются осложнения, в основе которых лежит нарушение реологических свойств крови с расстройством микроциркуляции: гипервискозный синдром, недостаточность кровообращения и др., что существенно ухудшает состояние больных. Образование агрегатов в кровотоке происходит непрерывно и определяет роль эритроцитов в газообмене. При обратимой агрегации эритроцитов происходит отдача клеткам кислорода и удаление продуктов распада. Необратимая агрегация задерживает выделение углекислоты из тканей, вызывает седиментацию и гипоксию эритроцитов с последующей дегенерацией, разрушением и высвобождением эритроцитарных факторов свертывания в кровоток, способствуя нарушению микроциркуляции в органах и тканях.

К настоящему моменту времени предложено много прямых и косвенных методов оценки агрегации эритроцитов, но ни один из них не свободен от недостатков. В одних случаях велика возможность сделать ошибочные выводы, в других требуется сложная специальная аппаратура.

В связи с этим разработка экспрессных и информативных методов определения степени агрегации представляется весьма актуальной задачей.

В работе для исследования агрегации эритроцитов предложено использовать метод лазерной дифрактометрии. К основным преимуществам данного метода относятся высокая скорость и точность измерения, большая информативность, неконтактность. Степень агрегации эритроцитов определяется по дифракционной картине от препарата эритрорцитов.

Цели и задачи работы

Цель исследования: разработка информативного способа оценки агрегации эритроцитов с использованием метода лазерной дифрактометрии.

При выполнении диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить моделирование дифракции лазерного излучения на эритроцитарных агрегатах:

- разработать модель объекта;

- провести анализ формирования дифракционной картины от модели объекта;

- рассмотреть влияние дисперсности по размерам исследуемых объектов на контраст функции рассеяния интенсивности.

2. Экспериментально исследовать применимость метода лазерной дифрактометрии для определения агрегационной способности эритроцитов доноров и больных с множественной миеломой.

3. Экспериментально проверить возможность включения в комплексную терапию больных с множественной миеломой постоянного магнитного поля.

Содержание работы

Структурно диссертационная работа состоит из трех глав, вводного и заключительного раздела, а также списка используемой литературы и приложения с экспериментальным материалом.

В первой главе работы анализируются механизмы агрегации эритроцитов и методы оценки степени их агрегации. Показано, что благодаря таким особенностям как минимальное воздействие на объект, инвариантность к смещениям образца и возможность одновременной регистрации большого количества малых частиц наиболее перспективной для исследования агрегационной способности эритроцитов является лазерная дифрактометрия, основанная на измерении линейного размера колец дифракционной картины (ДК).

Во второй главе проведено моделирование дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах. Показали, что основное влияние на формирование дифракционных минимумов при статистическом расположении объектов с двумя характерными размерами оказывает минимальный размер. Диапазон изменения координаты минимума связан со степенью агрегации: (1-1 ,22)*7г от полной до нулевой агрегации соответственно. Рассмотрели особенности формирования ДК от двух совокупностей апертур: круглых, размер которых определяется размерами свободных эритроцитов и прямоугольных, соответствующих агрегированным эритроцитам. Оценили влияние размеров монетных столбиков и дисперсности по размерам на контраст ДК.

Третья глава работы посвящена описанию экспериментальных исследований агрегации эритроцитов. Проведен анализ погрешностей эксперимента и полученных результатов.

Было проведено исследование агрегации эритроцитов доноров и больных с множественной миеломой. Корреляционный анализ степени агрегации эритроцитов с различными показателями крови больных ММ показал высокий уровень достоверности полученных результатов.

Проведено исследование влияния магнитного поля на процесс агрегации. Полученные результаты подтвердили целесообразность использования магнитного поля в медицинской практике.

В заключении диссертации обобщены основные результаты работы.

Личный вклад автора: Все представленные экспериментальные исследования и теоретические расчеты проведены при личном участии автора.

Научная новизна работы:

- Впервые применено и обосновано использование метода лазерной дифрактометрии для определения степени агрегации эритроцитов.

- Предложена и обоснована модель препарата крови с агрегированными эритроцитами.

- Впервые исследовано изменение контраста функции рассеяния в результате среднеквадратического отклонения поперечного размера монетного столбика от его среднего размера.

- Теоретически обоснован и экспериментально апробирован способ определения степени агрегации по значению величины поперечной координаты первого минимума дифракционной картины.

- С использованием предложенного способа измерения агрегации эритроцитов подтверждено, что основными причинами патологической агрегации эритроцитов у больных множественной миеломой являются высокий уровень общего белка и моноколонального парапротеина в сыворотке крови.

- Уточнен механизм влияния постоянного магнитного поля на реологические свойства эритроцитов.

Практическая значимость; Предложена модель дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах, позволяющая определить степень агрегации по функции рассеяния.

Предложен и апробирован доступный в клинической практике информативный метод лазерной дифрактометрии для определения агрегации эритроцитов. Использование дифрактометрии эритроцитов значительно сокращает время, необходимое для объективной оценки степени их агрегируемости. Способ исследования агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии позволяет улучшить диагностику тромбогеморреологических осложнений при множественной миеломе. Данный способ определения степени агрегации эритроцитов используется в гематологической клинике Российского НИИ гематологии и трансфузиологии и клинике гематологии и клинической иммунологии в Военно-медицинской академии и включен в план исследования больных.

Установлено, что постоянное низкочастотное магнитное поле при выбранном режиме воздействия улучшает агрегацию эритроцитов, что дает осгование рекомендовать его для использования в клинической практике.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

При дифрактометрии объектов прямоугольной формы, случайным образом расположенных и ориентированных на плоскости, основное влияние на суммарную дифракционную картину оказывает минимальный характерный размер объекта.

Координата первого минимума суммарной дифракционной картины, образованной совокупностью случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости прямоугольных и круглых объектов, зависит от соотношения числа круглых и прямоугольных объектов. Характер зависимости описывается полиномом второй степени.

Пропорциональное изменение размеров прямоугольных объектов, случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости, по одному из направлений приводит к изменению контраста функции рассеяния. Для одинаковых соотношений величина контраста принимает одинаковые значения.

Предложен информативный способ измерения агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии.

Способом лазерной дифрактометрии подтверждено, что при наличии патологической агрегации эритроцитов в крови больных множественной миеломой воздействие постоянного низкочастотного магнитного поля in vitro приводит к уменьшению агрегации.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на семинарах кафедры КЭиБМО СПбГУИТМО. Основное содержание докладывалось на конференции «Лазеры. Измерения. Техника», С-Пб, 2001; 7-ом международном симпозиуме «Laser Metrology Applied to Scince, Industry, and Everyday Life», Новосибирск, 2002; научно-практической конференции, посвященной 70-летию Российского НИИ гематологии и трансфузиологии «Актуальные вопросы гематологии и трансфузиологии», С-Пб, 2002; конференции «Лазеры. Измерения. Техника», С-Пб, 2003; конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии», С-Пб, 2004; 8-ой научно-технической конференции по электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности. ЭМС -2004., С-Пб, 2004.

Все расчеты и моделирование в диссертационной работе выполнены в пренебрежении толщиной объекта, т.е. для тонких плоских экранов.

С целью улучшения иллюстративных возможностей рисунков в большинстве графиков, демонстрирующих распределение интенсивности, учитывая высокую скорость спада, по оси ординат откладывается отношение

1оё[1 + £-/(ц)] log[l + K/(o)] где К= 103 105,1{и) - интенсивность, и - пространственная частота.

Выводы

Провели исследование агрегации эритроцитов методом лазерной дифрактометрии. Дифракционное распределение регистрировали в фокальной плоскости объектива. Интегрировали ДК и измеряли диаметр первого дифракционного минимума.

Провели анализ точности приготовления образцов эритроцитов и погрешностей, возникающих при работе на экспериментальной установке. Г

Получили связь степени агрегации с положением экстремальных точек функции рассеяния.

Провели исследование агрегации эритроцитов до и после воздействия магнитного поля. Отметили, что в 50 % случаев после воздействия магнитного поля отмечалось уменьшение степени агрегации от 3 до 16 %. Таким образом, проведенное исследование свидетельствует о возможности и целесообразности использования магнитного поля в медицинской практике.

Показали, что использование метода лазерной дифрактометрии для исследования агрегационной способности эритроцитов значительно сокращает время проведения эксперимента, дает более точные результаты, поскольку полностью исключается субъективный фактор.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены условия возникновения агрегации. Проведен анализ возможных механизмов агрегации эритроцитов. Приведены критерии оценки степени агрегации.

2. Проведен анализ методов исследования агрегации эритроцитов. Нами установлено, что по сравнению с визуальной оценкой под микроскопом, наиболее информативным является метод лазерной дифрактометрии, основанный на измерении линейного размера колец дифракционной картины. Метод позволяет быстро и объективно оценить агрегационную способность эритроцитов.

3. Предложена и обоснована модель агрегата эритроцитов для задачи дифрактометрии (цилиндр, охватывающий основное «тело» монетного столбика). При этом формирование дифракционной картины определяется характерным размером, соответствующим теневому сечению монетного столбика - прямоугольником.

4. Выявлены на наглядном языке геометрической теории дифракции основные качественные закономерности структуры дифракционной картины множественного объекта, состоящего из совокупности прямоугольных и круглых объектов, случайным образом распределенных по углу и на плоскости.

5. Объяснено формирование кольцевой структуры дифракционной картины от множества случайным образом распределенных и ориентированных на плоскости прямоугольных объектов. Показано, что при суммировании по углу дифрагированных волн, соответствующих ширине и длине монетного столбика, основное влияние на модуляцию дифракционной картины оказывают дифрагированные волны, соответствующие длине монетного столбика. Основную роль при этом играет его минимальный характерный размер - ширина.

6. Проведен анализ влияния количества объектов на характер результирующего распределения. При увеличении числа объектов результирующее сечение дифракционной картины становится более гладким.

7. Построена теоретическая модель дифракции лазерного излучения на агрегированных эритроцитах. Получена теоретическая зависимость, показывающая связь координаты первого минимума дифракционной картины и степени агрегации эритроцитов.

8. Проведен численный расчет дифракционного распределения интенсивности по предложенной модели. Анализ результирующего распределения интенсивности показывает, что основной вклад в формирование минимумов функции рассеяния дает компонента, соответствующая ширине монетного столбика.

9. Исследовано изменение контраста дифракционной картины при изменении соотношения длины и ширины монетного столбика. Максимальная величина контраста соответствует квадратной форме агрегата; уменьшение или увеличение числа эритроцитов от агрегата квадратной формы приводит к понижению контраста.

10.Показано, что основное влияние на контраст функции рассеяния оказывает дисперсность ширины монетных столбиков. Наличие разброса монетных столбиков по длине практически не влияет на вид функции рассеяния и ее контраст, в силу специфики формирования интегральной дифракционной картины для прямоугольного объекта.

11 .Экспериментально показано, что связь степени агрегации эритроцитов и координаты первого минимума функции рассеяния различна, для разных лабораторных показателей крови.

12.С помощью метода лазерной дифрактометрии подвержено, что при множественной миеломе агрегационная способность эритроцитов существенно повышена, что связано с высоким уровнем общего белка и парапротеина в крови больных.

13.В опытах in vitro показано, что низкочастотное постоянное магнитное поле в преобладающем большинстве случаев приводит к снижению агрегации эритроцитов больных множественной миеломой.

1. Абдулкадыров К.М., Бессмельцев С.С., Любимова Н.Ю. Иммунологические и реологические нарушения у больных множественной миеломой// Терапевтический архив. 1991. № 7. С. 122 - 126.

2. Абрамов М.Е. Гематологический атлас. М.: Медицина, 1985. - 344 с.

3. Александрова Л.А., Бессмельцев С.С., Магурин В.Г., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Лазерная дифрактометрия степени агрегации эритроцитов/ Сб. статей «Оптические технологии в фундаментальных и прикладных исследованиях». СПбГИТМО (ТУ), 2001. С. 146 154.

4. Алексеев П.П. Общие вопросы клиники нарушений микроциркуляции. -Смоленск.: Смол. мед. ин-т, 1978. 77 с.

5. Аллен К., Клуатр. М. Оптические преобразования Фурье фракталов/ Фракталы в физике: Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике. Под ред. Л. Пьетронеро и Э. Тозатти. М.: Мир, 1988. С. 91 -97.

6. Анализ крови и мочи. Как его интерпретировать? под. ред. Г.И. Козинца -М.: Мир, 2001.- 112 с.

7. Ангельский О.В, Ушенко А.Г, Архелюк А.Д., Ермоленко С.Б., Бурковец Д.Н. О структуре матриц преобразования лазерного излучения биофракталами// Квантовая электроника. 1999. Т. 29. № 3. С. 235 238.

8. Ангельский О.В, Ушенко А.Г, Архелюк А.Д., Ермоленко С.Б., Бурковец Д.Н. Рассеяние лазерного излучения мультифрактальными биоструктурами// Оптика и спектроскопия. 2000. Т. 88. № 3. С. 495 498.

9. Ашкинази И .Я. Метод количественной визуальной оценки агрегации эритроцитов. Л.: Ин-т физиологии им. И.П. Павлова АН СССР, 1986.-6 с.

10. Ашкинази И.Я. Эритроцит и внутреннее тромбопластинообразование. JL: Наука, 1977.- 156 с.

11. Баркагон З.С. Гемморрагические заболевания и синдромы. М.: Медицина, 1988. - 525 с.

12. Баренблатт Г.И., Зельдович Я.Б. Промежуточные асимптотики в математической физике// УМН, 1971. Т. 26. Вып. 2 (158). С. 115 129.

13. Бейер В.А. Краткое пособие по гематологии. JL: Медицина, 1973. - 239 с.

14. Бессмельцев С.С., Абдулкадыров К.М., Замотана Т.Б. Лечебный плазмаферез в лечении больных с множественной миеломой// Эфферентная терапия. 2001. Т. 7. № 3. С. 34 43.

15. Бессмельцев С.С., Абдулкадыров К.М., Кацадзе Ю.Л., Гончар В.А., Волкова С.Д., Замотина Т.Б. Применение омагниченной аутокрови в терапии больных с множественной миеломой// Эфферентная терапия. 1998. Т. 5. № 1.С. 34-40.

16. Бессмельцев С.С., Абдулкадыров К.М. Современные методы терапии больных множественной миеломой// Пособие для врачей. Санкт-Петербург, 2001.-38 с.

17. Бессмельцев С.С., Балашова В.А., Абдулкадыров К.М. Влияние in vitro постоянного магнитного поля на колонеобразующую способность клеток костного мозга гематологических больных// Вопросы онкологии. 1998. Т. 44. №3. с. 310-315.

18. Бессмельцев С.С., Кацадзе Ю.Л., Абдулкадыров К.М. Применение низкомолекулярного гепарина (кливарина) при лечебном плазмаферезе в комплексной терапии больных с множественной миеломой// Эфферентная терапия. 1998. Т. 4. № 4. С. 32 37.

19. Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Москалева А.Ю., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Дифракционный метод измерения степени агрегации эритроцитов/

20. Тез. докл. конф. «Лазеры. Измерения. Информация» СПб., СПбГПУ,2003. С. 51.

21. Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Скворцова Ю.А„ Тарлыков В.А. Лазерная дифрактометрия оптических и механических свойств эритроцитов// Оптический журнал. 2000. Т. 67. № 4. С. 47 51.

22. Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Тарлыков В.А. Лазерная дифрактометрия эритроцитов/ Сб. статей «Оптические лазерные технологии». СПб, 2001. С. 120- 132.

23. Бессмельцев С.С., Лендяев А.В., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Использование лазерной дифрактометрии для измерения степени агрегируемости эритроцитов/ Тез. докл. конф. «Лазеры. Измерения. Информация» С-Пб., СПбБГТУ «Военмех», 2001. С. 68 - 69.

24. Бессмельцев С.С., Тарлыков В.А., Тимофеева В.Н., Ходус И.Г. Дифракция лазерного излучения на эритроцитарных агрегатах/ Тез. докл. конф. «Лазеры для медицины, биологии и экологии» СПб., СПбБГПУ,2004. С. 10.

25. Бессмельцев С.С., Федорова З.Д., Абдулкадыров К.М. Реологические свойства эритроцитов и система гемостаза у больных истиной полицитемией// Гематология и трансфузиология. 1989. № 11. С. 29 33.

26. Бобылева Л.А., Тимофеев Ю.П. Лазерные методы контроля изменений формы эритроцитов/ Тезисы докладов конференции «Оптика 99». - СПб. 1999. С. 114.

27. Божокин С.В. Количественное описание морфологического строения агрегированных клеточных элементов крови// Биофизика. 1994. Т. 39. Вып. 6. С. 1051 -1057.

28. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. - 855 с.

29. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978.-248 с.

30. Бочарова М.В., Лукин А .Я., Мараханова М.В., Перчанок Т.М. Исследование агрегации эритроцитов человека индикатриссным методом/ Тезисы докладов 6-ой Петербургской школы-семинар-выставки «Лазеры для медицины, биологии и экологии». СПб. 1998. С. 25.

31. Бычков С.М., Кузьмина С.А. Агрегация эритрорцитов в крови при различных состояниях организма животного// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1993. Т. 1. № 6. С. 604 607.

32. Гаврилов O.K. Теория системной регуляции агрегатного состояния крови/ Система регуляции агрегатного состояния крови в норме и патологии: Тезисы всесоюзного совещ. Барнаул. -М., 1982. С. 5 13.

33. Гаврилова O.K., Козинец Г.И., Черняк Н.Б. Клетки костного мозга и периферической крови: (структура, биохимия, функция). М.: Медицина, 1985.-286 с.

34. Гамалея Н.Ф. Световое облучение крови фундаментальная сторона проблемы/ Тезисы Всесоюзной конференции «Действие низкоэнергетического лазерного излучения на кровь». - Киев, 1989. С. 180- 182.

35. Голиков В.И. Установка для измерения спектра размеров сферических частиц и капель туманов// Труды ГГО. 1961. Т. 109. С. 76 84.

36. Джейкмен Э. Рассеяние на фракталах/ Фракталы в физике: Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике. Под ред. JL Пьетронеро и Э. Тозатти. М.: Мир, 1988. С. 82 - 90.

37. Жульен Р. Фрактальные агрегаты// УФН. 1989. Т. 157. Вып. 2. С. 339 356.

38. Закс JI. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. - 598 с.

39. Звонарев C.JI., Тарлыков В.А. Дифрактометрия края контура микрообъекта// Научно-технический вестник СПбГИТМО (ТУ). Квантовая электроника, волоконная оптика и лазерные технологии. 2001. Вып. 4. С. 80 84.

40. Зимняков Д.А., Мишин А.А., Серов А.Н. Диагностика двухмерных фрактальных структур с использованием сканирующих когерентных пучков// Журнал технической физики. 1997. Т. 67. № 11. С. 101-112.

41. Зимняков Д.А. Эволюция фрактальной размерности спекл-структур в ближней зоне дифракции// Оптика и спектроскопия. 1997. Т. 83. №5. С. 795-800.

42. Иванов К.П. Успехи и спорные вопросы в изучении микроциркуляции// Физиологический журнал имени И.М. Сеченова. 1995. Т.81. №6. С. 48-51.

43. Исследование системы крови в клинической практике, под. ред. Г.И. Козинца, В.А. Макарова М.: Триада-Х, 1997. - 480 с.

44. Кассирский Г.Н. Новый метод измерения диаметра эритроцита// Лабораторное дело. 1955. №5. С. 25 27.

45. Катюхин Л.Н. Реологические свойства эритроцитов, современные методы исследования// Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1995. Т. 81. №6. С. 122- 129.

46. Кизилова Н.Н. Агрегация и оседание эритроцитов в магнитном поле// Биофизика. 1993. Т. 38. Вып. 5. С. 826 832.

47. Килечкин Л.М., Добровольский Г.А., Косыгина A.M. Микроциркуляция. -Саратов.: изд-во Саратовского университета, 1981. 72 с.

48. Королевич А.Н., Пригун Н.П. Статистические характеристики квазиупругого рассеянного света для анализа размеров агрегатовбиологических частиц// Оптика и спектроскопия. 2002. Т. 93. №6. С. 969-974.

49. Котовщикова М.А., Федорова З.Д. Изменение некоторых свойств эритроцитов при различных патологических состояниях/ Система регуляции агрегатного состояния крови в норме и патологии: Тезисы всесоюзного совещ. Барнаул. М., 1982. С. 142 - 146.

50. Крживицкая Н.М. К вопросу об измерении объема эритроцитов// Лабораторное дело. 1957. №2. С. 3 9.

51. Кузник Б.И. Физиология и патология системы крови. Чита: Поиск, 2001.-283 с.

52. Кузник Б.И., Скипетров В.П. Форменные элементы крови, сосудистая стенка, гемостаз и тромбоз. М.: Медицина, 1974. - 308 с.

53. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М.: Медицина, 1982.-256 с.

54. Лопатин В.В., Приезжев А.В. Многократное рассеяние света ансамблями агрегирующих сфероидов, приложение к задаче агрегации эритроцитов// Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 1999. №5. С. 19-22.

55. Лопатин В.В., Приезжев А.В., Федосеев В.В. Численное моделирование процесса распространения и рассеяния света в мутных биологических средах// Биомедицинская радиоэлектроника. 2000. № 7. С. 29 41.

56. Люсов В.А., Катышкина Н.И., Богаевленсекая О.В. Модифицированный метод определения агрегационной способности эритроцитов// Клиническая лабораторная диагностика. 1993. № 6. С. 37 38.

57. Мандельброт Б. Самоафинные фрактальные множества/ Фракталы в физике: Труды VI международного симпозиума по фракталам в физике. Под ред. Л. Пьетронеро и Э. Тозатти. М.: Мир, 1988. - С. 9 - 29.

58. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А. Применение лазеров в машиностроении, СПб: Машиностроение, 1988. 335 с.

59. Москалева А.Ю., Бессмельцев С.С., Тарлыков В.А., Ходус И.Г. Исследование влияния постоянного магнитного поля на агрегацию эритроцитов/ Материалы Российской НП конф., посвященной 70-летию

60. НИИ гематологии и трансфузиологии «Актуальные вопросы гематологии и трансфузиологии» СПб., Российский НИИ гематологии и трансфузиологии МЗ РФ, 2002. С. 201.

61. Мун Ф. Хаотические колебания. М.: Мир, 1990. - 311 с.

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

63. Родионов Б.В., Когосов Ю.А., Коновалов Е.П., Хмель О.В., Гуменюк Н.И. Влияние лазерного излучения малой интенсивности на кровь и сосуды в клинике и эксперименте// Советская медицина. 1991. №1. С. 27 29.

64. Саркисян Г.П., Дубынин В.Н., Мкоян Ф.А., Хлебопрос Р.Г. Теоретические аспекты дифрактоэметрии/ Препринт №35Б. Красноярск, 1984. - 29 с.

65. Сафонова Л.П., Спиридонов И.Н. Анализ морфологии форменных элементов крови когерентно-оптическим методом// Биомедицинская радиоэлектроника. 1999. № 3. С. 34 45.

66. Световая микроскопия в биологии. Методы./ Под ред. А. Лейси, М.: Мир, 1992.-462 с.

67. Сизых Т.П., Сараева Н.О. Гематология. Иркутск: ИГМУ, 1997. - 79 с.

68. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991. - 134 с.

69. Тарлыков В.А., Бессмельцев С.С. Использование дифрактометрии мазков крови для диагностики реологических расстройств и оценки течения заболеваний системы крови// Клиническая лабораторная диагностика. 1997. №4. С. 8-16.

70. Тарлыков В.А., Звонарев С.Л. Определение характерного размера нитевидных объектов по дифракционной картине// Измерительная техника. 1991. № 6. С. 22 24.

71. Тарлыков В.А. Контраст дифракционной картины// Оптика и спектроскопия. 2003. Т. 94. № 2. С. 250 253.

72. Тухватулин Р.Т. Левтов В.А., Шуваева В.Н. и др. Агрегация эритроцитов в крови, помещенной в макро- и микрокюветы// Физиологический журнал СССР. 1986. Т. 72. № 3. С. 775 783.

73. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1998. - 383 с.

74. Ушенко А.Г. Лазерная диагностика биофракталов// Квантовая электроника. 1999. Т. 29. № 3. С. 239 244.

75. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. - 260 с.

76. Федорова З.Д., Абдулкадыров К.М., Бессмельцев С.С., Котовщикова М.А. Изменения некоторых реологических свойств эритроцитов при ряде заболеваний системы крови// Гематология и трансфузиология. 1989. № 2. С. 12-17.

77. Федорова З.Д., Бессмельцев С.С., Котовщикова М.А. Методы исследования агрегации, вязкости и деформируемости эритроцитов. Методические рекомендации, JL: НИИ Гематологии и переливания крови, 1989,- 12 с.

78. Хайруллина А.Я. Диагностика крови методами оптики рассеивающих сред/ Препринт № 391. Минск.: Институт физики АН БССР, 1985. - 55 с.

79. Ходус И .Г. Влияние постоянного магнитного поля на агрегацию эритроцитов (лазерная дифрактометрия) больных множественной миеломой (in vitro)!7 Тромбоз, гемостаз и реология. 2002. №1. С. 149- 152.

80. Хюлст Ван де Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Ин. лит., 1961.-536 с.

81. Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. Мн.: Наука и техника, 1981. - 216 с.

82. Чернов Ю.П., Численное моделирование сигналов кондуктометрических датчиков для частиц сложной конфигурации: агрегаты, эритроциты/ Препринт № 66. Новосибирск: Ин-т автоматики и электрометрии Сиб. отд. АН СССР, 1997. - 15 с.

83. Чижевский А.Л. Биофизические механизмы реакции оседания эритроцитов. Новосибирск: Наука, 1980. - 178 с.

84. Чижевский А.Л. Электрические и магнитные свойства эритроцитов. — Киев: Наука и думка, 1973. 93 с.

85. Шабетник В. Фрактальная физика. Наука о мироздании. М.: Профиздат, 2000.-415 с.

86. Шифрин К.С., Голиков В.И. Измерение микроструктуры методом малых углов// Труды ГГО. 1964. Т. 152. С. 3 15.

87. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. M.-JL: Гос. изд. техн.-теорет. лит., 1951. - 288 с.

88. Bayer R., Wolf G. Analysys of erythrocyte flexibility by means of laser diffraction: rigidification due to defined shearing. In: Optical methods of biomedical diagnostics and therapy// Proceedings SPIE. 1992. Vol. 1981. P. 26-37.

89. Bertoluzzo S.M., Bollini A., Rasia M., Raynal A. Kinetic model for erythrocyte aggregation// Blood Cells, Molecules, and Diseases. 1999. V. 25 (22). № 30. P. 339-349.

90. Bessmeltsev S.S., Lendiaev A.V., Moskaleva A.U., Tarlykov V.A., Hodus I.G. The measurement of the refractive index and aggregation of the erythrocytes by the laser diffractometry method// Proceedings of SPIE. 2002. Vol. 4900. P. 1031 - 1038.

91. Bessmeltsev S.S., Lendiaev A.V., Tarlykov V.A., Hodus I.G. Use of laser diffractometry for erythrocytes aggregation estimation// Proceedings of SPIE. 2002. Vol. 4680. P. 177 - 180.

92. Bessmeltsev S.S., Tarlykov V.A., Hodus I.G. Research of the erythrocytes aggregation by the laser diffractometry method// Proceedings of SPIE. 2003. -Vol. 5381. P. 146-150.

93. Boynard M., Lelievre J.S. Size determination of red blood cell aggregate induced by dextran using ultrasound backscattering phenomenon// Biorheology. 1990. Vol. 27. P. 39-46.

94. Bunde A., Havlin Sh. Fractals and disordered systems. Berlin.: Springer, 1996.-408 p.

95. Chabanel A., Samama M. Evolution of a method to assess red blood cell aggregation// Biorheology. 1989. Vol. 26. № 4. P.785 797.

96. Chiens S., Jan K.-M. Ultrastructural basis of the mechanism of rouleaux formation// Microvascular Res. 1973. Vol. 5. P. 155 166.

97. Chien S. Shear dependence of effective cell volume as a determinant of blood viscosity// Science. 1970. Vol. 168. № 3934. P. 977 979.

98. Chien S., Usami S., Dellenback R.J., Gregersen M.I., Nanninga L.B., Guest M.M. Blood viscosity: Influence of erythrocyte aggregation// Science. 1967. Vol. 157. P.273 286.

99. Cokelet G.R., Meiselman H.J., Brooks D.E. Mechanism of erythrocyte aggregation/ Erythrocyte mechanics and blood flow. -N.Y.: Liss. Inc. 1980. -P. 119-140.

100. Fine I., Fikhte В., Shvartsman L.D. RBC aggregation assisted light transmission through blood and occlusion oximetry// Proceedings of SPIE. 2000. Vol. 4162. P. 130- 139.

101. Frederic W. Weigel, Alan S. Perelson. Statistical mechanics of red blood cell aggregation: the distribution of rouleaux in thermal equilibrium// Journal of statistical Physics. 1982. V. 29. № 4. P. 813 848.

102. Gaspar R.A., Thurston G.B. Erythrocyte aggregate rheology by transmitted and reflected light// Biorheology. 1988. Vol. 25. P. 471 487.

103. Gouyet J.-F. Physics and Fractal Structures. N .Y. Springer Paris: Masson, 1996.-234 p.

104. Iwai Т., Ishii K., Asakura T. Coherent backscattering of light from a polydisperse random medium as a model of fractal aggregations of particles// Proceedings of SPIE. 1998. Vol. 3252. P. 90 98.

105. Kaibara M. Date M. Fukada E. Dynamic evolution of aggregation and aggregation of red blood cells// Biorheology. 1984. Vol. 21. P. 43 47.

106. Kim S.Y., Miller I.F., Sigel В., Consigny P.M., Justin J.// Biorheology. 1989. Vol. 26. № 4. P. 723 736.

107. Korol A.M., Valverde J.R., Rasia R.J. Fractal behavior and optical properties on erythrocytes viscoelasticity subjected to mechanical stress// Proceedings of SPIE. 2000. Vol. 4162. P. 140 148.

108. Mandelbrott B.B. The Fractal Geometry of Nature. San Francisco: Freeman, 1982.-460 p.

109. McMillan D.E., Utterback N.G., Lee M.M. Red cells slide as they form Doublets and deform in rouleaux// Biorheology. 1989. V. 26. № 5. P. 899 906.

110. Nash G.B., Weby R.B., Sowemino-Coker S.O. Influence of cellular properties on red cell aggregation// Clinical Hemorheology. 1987. V. 7. P. 93 108.

111. Nemtsev I. Z. Diffractometric control in erythrocyte damage low energy lasers treatment. In: Low-energy laser effects on biological system// Proceedings SPIE. 1994. Vol.2136. P. 119-126.

112. Rozavian S.M., Guillemin M.Th., Guillet R., Beuzard Y., Boynard M. Assessment of red blood cell aggregation with dextran by ultrasonic interferometry// Biorheology. 1991. Vol. 28. P. 89 97.

113. Riquelme B.D., Valverde J.R., Rasia R.J. Determination of the complex viscoelastic parameters of human red blood cells by laser digractometry// Proceedings of SPIE. 2000. Vol. 3923. P. 132 140.

114. Safonova L.P., Spiridonov I.N. Blood cell properties by the coherent optical methods// Proceedings of SPIE. 1996. Vol. 2969. P. 648 651.

115. Sansonius N.S., Zijlstra W.G. Various factors influencing rouleaux formation of erythrocytes studies with the aid of syllectometry// Proc. Kon. Ned. Acad. Wet. 1971. Sec. C. Vol. 68. P. 122 127.

116. Schmid-Schoenbein H., Volger E., Klose M.S.A. Microrheology and light transmission of blood// Pflug. Arch. 1972. Vol. 333. P. 140 155.

117. Sewchand L.S., Canham P.B. Modes of rouleaux formation of red blood cells in polyvinylpyrrolidone and dextran solutions// Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 1979. V. 57. № 11 12. P. 1213 - 1222.

118. Shvartsman L.D., Fine I. RBC aggregation on light scattering from blood// Proceedings of SPIE. 2000. Vol. 4162. P. 120 129.

119. Sowemimo-Coker S.O., Yardin G., Meiselman H.S. Effects of procaine hydrochloride on the aggregation behavior and suspension viscoelasity of human red blood cells// Biorheology. 1989. V. 26. № 5. P. 951 972.

120. Swarnami S. Analysis of erythrocyte aggregation mechanism in presence of dextrin and magnetic field by ultrasound scattering in blood// Biorheology. 1989. V. 26. № 4. P. 847 862.

121. Swarnami S., Megha Signgh. Analysis of erythrocyte aggregation mechanism in presence of dextran and magnetic field by ultrasound scattering in blood// Biorheology. 1989. Vol. 26. P. 847 862.

122. The red blood cell, ed. by Douglas Mac N. Surgenor. N.Y., London: Acad, press, 1974.-612 p.

123. Theiler J. Estimating fractal dimension// Optical Society of America. 1990. Vol. 7. №6. P. 1055- 1073.

124. Usami S. Chien S. Optical reflectometry of red blood cell aggregation under shear flow/ Proceedings of the 7-th European conference on Microcirculation. 1973. P. 91-97.