Способ определения функционального состояния клетки



Способ определения функционального состояния клетки
Способ определения функционального состояния клетки
Способ определения функционального состояния клетки

 


Владельцы патента RU 2569730:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" (МИРЭА) (RU)

Изобретение относится к медицине и биологии и может быть использовано для определения функционального состояния клетки. Для этого растровое изображение клетки и ее органелл получают в функции от оптической разности хода, представленной как фазовая толщина локального участка клетки или ее органелл, получают построчным последовательным сканированием каждого элемента клетки или ее органелл, попадающего в строку, с последующим переходом в следующую строку, расположенную под строкой, прошедшей сканирование. При этом сканирование каждого последующего элемента клетки и ее органелл осуществляют с контролируемой во времени задержкой после сканирования предыдущего элемента клетки или ее органелл в строке, с регистрацией данных величины локальной оптической разности хода для каждого отсканированного элемента растрового изображения. О параметрах клетки и ее органелл и о наличии динамических процессов в клетке или ее органеллах судят по разнице величин фазовой толщины в соседних элементах клетки или ее органелл. Изобретение обеспечивает одновременное получение информации о структуре и о динамических характеристиках раковых клеток и клеток крови. 2 ил.

 

Изобретение относится к микроскопии и цифровой обработке изображений, может быть использовано при лабораторных исследованиях в области биологии и медицины для определения функционального состояния клеток и органелл, определения диагноза на клеточном уровне. Изобретение может быть использовано для получения диагностически значимой информации о клетках и органеллах.

Фазовые микрообъекты, прозрачные для излучения видимого оптического диапазона, широко распространены как в промышленности, так и в биологии и медицине. К ним относятся различные полимерные пленки, кристаллы, оптические микродетали, оптоволоконные изделия и, наконец, биологические микрообъекты - клетки и др. Эти объекты описываются трехмерным (3D) пространственным распределением показателя преломления n (x, y, z), с которым связаны плотность, температура, концентрация и другие физические параметры объекта (Вест Ч. Голографическая интерферометрия. - М.: Мир, 1982, 504 с.).

При изучении фазовых объектов сразу возникает задача их визуализации. На сегодняшний день она решена. Широко известны следующие методы: фазовый контраст (метод Цернике), интерференционный контраст, дифференциально-интерференционный контраст (метод Номарского, DIC), метод темного поля, поляризационный контраст и пр. (Скворцов Г.Е., Панов В.A., Поляков Н.И., Федин Л.А. Микроскопы. - Л.: Машиностроение, 1969, 512 с.). Однако в настоящее время при исследовании фазовых микрообъектов требуется не только наблюдать и оценивать различные геометрические параметры (площадь, периметр), но и проводить измерения их локальных и интегральных характеристик.

Исходным измеряемым параметром фазового объекта является оптическая разность хода (ОРХ). Это интегральная характеристика, так как ОРХ представляет собой интеграл от функции распределения показателя преломления вдоль луча или одномерную (1D) луч-сумму. Двумерное (2D) распределение ОРХ, полученное вдоль набора параллельных лучей, является параллельной 2D - проекцией, а вдоль набора лучей, пересекающихся в одной точке - конической 2D - проекцией. Будем далее называть 2D распределение ОРХ фазовым изображением. По набору значений ОРХ, измеренных при различных углах зондирования, можно реконструировать 3D - пространственное распределение показателя преломления n (x, y, z) - локальный по пространству параметр фазового объекта. Из ОРХ и 3D - распределения n (x, y, z) могут быть вычислены различные производные характеристики, от этих величин:

- плотность (Вест Ч. Голографическая интерферометрия. - М.: Мир, 1982, 504 с.);

- концентрация (Вест Ч. Голографическая интерферометрия. - М.: Мир, 1982, 504 с.);

- морфометрические характеристики, например объем, средний радиус, площадь клетки и т.п. (Метелин В.Б., Минаев В.Л., Валов А.Л., Конрадов А.А., Василенко И.А., Бабакова С.В. Компьютерная фазово-интерференционная микроскопия в биологии и медицине // Сборник научных трудов. - г. Красноярск, 2003);

- масса сухих веществ биологической клетки (Левин Г.Г., Ковалев А.А., Минаев В.Л., Сухоруков К.А. Оценка точности измерения сухой массы клетки на автоматизированном интерференционном микроскопе // Измерительная техника. - 2004. - С. 62-67) (в (Dunn G.A. Transmitted-light interference microscopy: a technique born before its time // Proceedings of the Royal Microscopical Society. - 1998. - 33. - P. 189-196) показана связь между оптической разностью хода света, прошедшего через клетку, и массой ее сухого вещества, а в (Barer R. Determination of dry mass, thickness, solid and water concentration in livinq cells // Nature. - 1953. -172. - P. 1097-1098 и Barer R., Joseph S. Refractometry of living cells. I. Basic principles // Quart. J. Microscop. Sci.. 1954 - 95. - P. 399-423) - возможность ее измерения с помощью интерференционного микроскопа);

- величина двулучепреломления (ДЛП) (традиционно измеряемый поляризационными методами, показатель ДЛП может быть измерен интерференционно-поляризационным методом, который выгодно отличается от аналогичных поляризационных методов отсутствием необходимости измерения толщины исследуемого объекта (Сребницкая Л.К., Вишняков Г.Н., Нейман С.А., Рождественская З.Е., Андреев О.А., Левин Г.Г. Двумерная реконструкция карты двулучепреломления саркомера скелетной мышцы в релаксированном и ригорном состояниях по данным интерференционной микроскопии // Биофизика. - 2001. - Т. 46. - Вып. 3. - С. 518-523)).

Показатель преломления связан с поляризуемостью белковых структур клетки, следовательно, фазовое изображение несет ценную диагностическую информацию о состоянии биологического микрообъекта (Статья «Интерференционные методы измерений интегральных и локальных параметров фазовых микрообъектов», выложенная в разделе «Микроскопия» на официальном сайте «TOMOSCAN» компании «Томо-Скан» в сети Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: http://tomoscan.ru/article.php?ind=9, обнаружено 19.02.2014). Таким образом, способ определения функционального состояния клетки, включающий получение ее изображения методом интерференционной микроскопии, позволяет по корреляции между различными процессами, происходящими в живой клетке, и величиной ОРХ использовать фазовое изображение также для исследования этих динамических процессов. Это послужило основанием для создания способа определения функционального состояния клетки, включающего получение методом интерференционной микроскопии фазового изображения клетки в виде растрового изображения в функции от оптической разности хода, по величине и распределению которой судят о параметрах клетки и ее органеллах (Тычинский В.П. Когерентная фазовая микроскопия внутриклеточных процессов // Успехи физических наук. - 2001. - Т. 171. - №6). Данное решение принято в качестве прототипа.

Поэтому с помощью интерференционного микроскопа можно вести мониторинг состояния как отдельной клетки (Левин Г.Г., Булыгин Ф.В., Вишняков Г.Н. Когерентные осцилляции состояния молекул белка в живых клетках // Цитология. - 2005. - Т. 47. - №4. - С. 348-356), так и целой популяции клеток (Стрелецкая Е.А., Цыба Н.Н., Козинец Г.И., Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Сопоставление интегральных характеристик лимфоцитов здоровых людей и больных хроническим лимфолейкозом // Клиническая лабораторная диагностика. - 2000. - №4. - С. 21-23). Это может быть использовано, например, для диагностики состояния системы крови.

Количественные исследования характеристик фазовых микрообъектов можно проводить только с помощью интерференционных микроскопов (Захарьевский А.Н., Кузнецова А.Ф. Интерференционные биологические микроскопы // Цитология. - 1961. - Т. 3. - №2. - С. 213-224). Только они позволяют измерять ОРХ. Другие способы позволяют лишь визуализировать, либо измерять производную по направлению от ОРХ (DIC). Однако широкому распространению интерференционных микроскопов препятствовало отсутствие автоматизированных методов расшифровки интерферограмм, что тормозило внедрение данных микроскопов в практику лабораторных исследований и рутинных измерений.

Изучение динамических процессов в живых клетках и их органеллах является одним из фундаментальных направлений биологии. Оптические методы фазовой или интерференционной микроскопии благодаря уникальным свойствам фазовых изображений, открывают новые перспективы получения количественной информации о процессах в живых клетках. Методы фазовой или интерференционной микроскопии привлекают особое внимание из-за уникальных свойств фазовых изображений и перспективы получения новой количественной информации о процессах в живых клетках. В этих методах изображения представлены в виде распределения физически значимой величины - оптической разности хода, которая зависит от структуры и свойств объекта. Современные методы фазовой микроскопии неинвазивны, обладают высокой чувствительностью к изменению показателя преломления и параметров структуры объекта.

Поскольку живая клетка является важным объектом многих исследований, то для регистрации происходящих в ней процессов были также разработаны различные методы, в т.ч. трек-диаграмм и кадровой съемки.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности измерений за счет получения изображений исследуемого объекта, в которых одновременно содержится информация как о структуре, так и о динамических характеристиках этого объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения функционального состояния клетки, включающем получение методом интерференционной микроскопии фазового изображения клетки в виде растрового изображения в функции от оптической разности хода, по величине и распределению которой судят о параметрах клетки и ее органеллах, растровое изображение клетки и ее органелл получают в функции от оптической разности хода, представленной как фазовая толщина локального участка клетки или ее органелл, получают построчным последовательным сканированием каждого элемента клетки или ее органелл, попадающего в строку, с последующим переходом в следующую строку, расположенную под строкой, прошедшей сканирование, при этом сканирование каждого последующего элемента клетки и ее органелл осуществляют с контролируемой во времени задержкой после сканирования предыдущего элемента клетки или ее органелл в строке, с регистрацией данных величины локальной оптической разности хода для каждого отсканированного элемента растрового изображения, а о параметрах клетки и ее органелл и о наличии динамических процессов в клетке или ее органеллах судят по разнице величин фазовой толщины в соседних элементах клетки или ее органелл.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - растровый метод сканирования изображения, показана последовательность ввода элементов изображения (топограммы) с размерностью M×N;

фиг. 2 - регистрация метаболической активности в ядрышках клеток НСТ-116.

До настоящего времени не были известны такие изображения объекта, в которых одновременно содержится информация как о структуре, так и о динамических характеристиках объекта. В заявке представлены результаты разработки растрового метода регистрации динамических процессов (РРДП). Этот метод является дальнейшим развитием метода динамической фазовой микроскопии (ДФМ) и позволяет обнаруживать области динамической активности на фазовых изображениях живых клеток и органелл.

Методы КФМ и ДФМ были разработаны в 1985-90 годах в МИРЭА под руководством профессора Тычинского В.П. Оптическая схема микроскопа «Эйрискан», разработанного на базе интерференционного микроскопа МИИ-4 ЛОМО, является модификацией схемы микроинтерферометра Линника. В нем в качестве источника когерентного излучения используется одномодовый гелий - неоновый лазер с длиной волны =632,8 нм. Для регистрации интерференционного сигнала и его аналого-цифрового преобразования в локальные значения фазы используется координатно-чувствительный фотоприемник - диссектор ЛИ-620 и электронный блок. Управление разверткой диссектора позволяет изменять размер и положение области сканирования. Поле зрения микроскопа могло изменяться в пределах 5-50 мкм. Периодичность выборки и скорость ввода изображения определяется частотой модуляции пьезопреобразователя (1000 Гц).

Согласно изобретению рассматривается новый способ определения функционального состояния клетки, включающий получение методом интерференционной микроскопии фазового изображения клетки в виде растрового изображения в функции от оптической разности хода, по величине и распределению которой судят о параметрах клетки и ее органеллах. В этом способе растровое изображение клетки и ее органелл получают в функции от оптической разности хода, представленной как фазовая толщина локального участка клетки или ее органелл, получают построчным последовательным сканированием каждого элемента клетки или ее органелл, попадающего в строку, с последующим переходом в следующую строку, расположенную под строкой, прошедшей сканирование, при этом сканирование каждого последующего элемента клетки и ее органелл осуществляют с контролируемой во времени задержкой после сканирования предыдущего элемента клетки или ее органелл в строке, с регистрацией данных величины локальной оптической разности хода для каждого отсканированного элемента растрового изображения, а о параметрах клетки и ее органелл и о наличии динамических процессов в клетке или ее органеллах судят по разнице величин фазовой толщины в соседних элементах клетки или ее органелл.

Способ определения функционального состояния клеток и органелл заключается в записи фазового (интерференционного) изображения исследуемого объекта методом сканирования растра, таким образом, чтобы между моментами записи соседних элементов изображения присутствовала временная задержка - Δt.

Динамические процессы, происходящие в живых клетках и органеллах, приводят к изменениям регистрируемой фазовой толщины объекта в соседних пикселях изображения. По величине изменения фазовой высоты Δh в соседних пикселях фазового изображения за время Δt определяется интенсивность динамических процессов объекта, их частота.

Участки изображения, в которых величина Δh выше заданного порога, называются активными областями. Выбор порога определяется уровнем шума прибора и структурой объекта. Диагностика функционального состояния основывается на анализе параметров активных областей: величина Δh, частота ƒ регистрируемых динамических процессов, координаты областей активности и их положение относительно структуры объекта.

На фиг. 1 показан растровый метод сканирования изображения - последовательность ввода элементов изображения (топограммы) с размерностью M×N.

Контролируемые программой параметры сканирования в КФМ "Эйрискан" позволяют реализовать последовательный ввод элементов изображения с различной скоростью по строкам и столбцам. При сканировании растра ввод элементов изображения производится построчно, начиная с первой строки (фиг. 1). При растровом вводе фазового изображения между его соседними элементами появляется временная задержка, которая лежит в основе предлагаемого метода регистрации сигналов (РРДП - Растровая Регистрация Динамических Процессов). Благодаря этой задержке возможно локализовать динамические процессы, период которых соизмерим со временем задержки.

Фазовую высоту в каждой точке изображения (топограммы) можно представить суммой трех слагаемых. Первое Hs (x, y) отображает пространственные статические характеристики структуры объекта, второе - HD (x, y, t) временные изменения (или флуктуации) фазовой высоты объекта, связанные с динамическими процессами, третье - S(t) шумовая компонента с гауссовым распределением:

где x, y - пространственные координаты, t - момент времени записи элемента топограммы с координатами (x, y).

Разделение статической и динамической компонент фазового изображения осуществляется методом Растровой Регистрации Динамических Процессов (РРДП). В основе метода РРДП лежат следующие предположения:

- функция Hs (x, y) является «гладкой», ее приращение H S y Δ y (Δy - размер пикселя) по столбцам медленно изменяется по сравнению с H d l Δ T и не испытывает скачков:

- функция HD (x, y, t) быстроменяющаяся по сравнению с Hs (x, y),

- временные изменения фазовой высоты с характерными периодами порядка Т=1/(2Nфр) будут оказывать преобладающий вклад в приращение ΔH(Δt) на участке Δy=y(i)-y(i-l):

- динамическая компонента может быть обнаружена, если ее амплитуда выше уровня шума:

Для разделения вкладов динамической и статической компонент фазового изображения был выбран метод цифровой фильтрации столбцов фазового изображения. В методе РРДП столбцы фазового изображения рассматриваются как временные ряды с периодом дискретизации.

структура объекта Нs(x, y) представляет собой низкочастотный сигнал, динамические процессы Hd(x, y, t), зарегистрированные в процессе записи топограммы - высокочастотная компонента. Обе компоненты могут быть разделены путем использования фильтра с частотой среза ƒ0. Выбор частоты среза ƒ0 должен обеспечивать подавление компоненты Hs (i, j), ƒ0 зависит от минимального пространственного периода Δ структуры объекта. Связь между ƒ0 и Δ выглядит следующим образом:

где L [мкм] - размер поля зрения микроскопа, N - количество элементов строки топограммы, M - количество строк топограммы, τp - время записи пикселя. В результате применения цифровой фильтрации к столбцам фазового изображения получается массив элементов:

Значение элементов D (x, y) зависит от динамических процессов объекта с частотой выше ƒ0 и шума прибора S(t). Полученные методом РРДП изображения D (x, y) (7) мы будем в дальнейшем обозначать термином растровое дифференциальное изображение (РДИ). Использование РДИ позволяет получить набор новых количественных параметров для описания состояния динамического объекта:

- амплитуда и координаты активных пикселей топограммы,

- площадь активных пикселей (АП) объекта.

Для анализа распределения динамических процессов относительно морфологии объекта, функция РДИ изображается в виде контурных линий на исходном фазовом изображении.

Живая клетка и ее органеллы представляют собой динамическую систему, оптические параметры которой изменяются во времени. Изучение динамических процессов в живых клетках является актуальной задачей для исследования механизмов межклеточных взаимодействий, экспресс диагностики физиологического состояния на клеточном уровне, клеточного метаболизма. Изменение оптических параметров клетки, вызванное ее метаболизмом, носит локальный характер, его затруднительно зарегистрировать методом ДФМ при отсутствии априорной информации о локализации динамических процессов на клетке. Растровый метод регистрации динамических процессов (РРДП) позволяет обнаружить и локализовать области метаболической активности клеток и органелл. В ходе апробации метод был применен к различным биологическим объектам: клеткам Т-лимфоцитов, клеткам крови - эритроцитам, раковым клеткам НСТ-116, митохондриям.

Из учебников по иммунологии известно, что основные функции T лимфоцитов состоят в создании «сигналов» об опасности в ответ на появление в крови чужеродных белков, токсинов и др. В результате последовательности сложных процессов распознавания внешними рецепторами, передачи команд через определенное время начинается синтез "сигнальных" макромолекул (цитокинов). В современной биологии клетки их регистрация осуществляется сложными и трудоемкими биохимическими методами. Из-за малых размеров макромолекулы "сигналов" не могут наблюдаться традиционными оптическими средствами. Процессы выброса цитокинов в некоторых случаях могут быть зарегистрированы методом РРДП. Приведенные ниже результаты являются, по нашему мнению, иллюстрацией возможности регистрации таких «сигналов» в активированных Т-лимфоцитах.

Результаты обработки методом РРДП фазовых изображений митохондрий показали наличие в митохондриях локальных динамических процессов. Кроме того, нам было известно влияние ингибиторов на мембранный потенциал митохондрий и его изменения во времени. Под действием ингибиторов мембранный потенциал возрастал, фазовая высота увеличивалась, флуктуации фазовой высоты также увеличивались. В связи с этими результатами, измерения митохондрий имели большое методическое значение. Фильтрация топограмм производилась по у-координате (по столбцам) в полосе 1,8-4 Гц. Сравнение профилей показало увеличение фазовой толщины при АТФ-стимуляции, что подтверждает существование электрооптического эффекта. Максимальная интенсивность (до 23 нм2) наблюдалась на периферии митохондрии, вблизи участков профиля большой крутизны. Приведенные выше результаты согласуются с хорошо известными фактами ингибирования ротеноном I-го комплекса ферментов дыхательной цепи и генерации трансмембранного потенциала при гидролизе АТФ V-м комплексом. Возникновение локальных флуктуации фазовой толщины в митохондрии при АТФ-стимуляции мы объясняем работой ферментов V-го комплекса и появлением мембранного потенциала. Ранее нами было установлено, что связанные с АТФазной активностью характерные частоты флуктуации митохондрий лежат в интервале 1,5-3 Гц. Существенно новым результатом является оценка радиуса корреляции (50-100 нм).

Следующим объектом, для которого был применен метод РРДП, были опухолевые клетки НСТ-116. Синтез пре-рибосом происходит в строго определенной области ядрышек интерфазных клеток на границе с плотным фибриллярным компонентом (ПФК). Согласно косвенным данным и прямым измерениям эти процессы сопровождаются локальными флуктуациями фазовой толщины. Использование метода РРДП позволило получить независимые доказательства локальности флуктуации в окрестности ядрышка и определить его диагностическую ценность. Наиболее часто активные области наблюдались на периферии органелл или вблизи участков повышенной крутизны профиля (фиг. 2). Интенсивность флуктуации достигала 80 нм2 при размерах активной области от 50 до 200 нм. На фиг. 2 показано применение нового метода регистрации динамических процессов внутри нативной клетки на примере регистрации метаболической активности в ядрышках клеток НСТ-116.

Возможность регистрации флуктуации на участках, меньших радиуса Эйри, имеет объяснение в ранних работах лаборатории Когерентная фазовая микроскопия и была обозначена как сверхразрешение в динамических фазовых изображениях. Размеры ядрышка и связанная с синтезом пре-рибосом интенсивность флуктуации являются диагностически значимыми параметрами для характеристики функционального состояния клетки.

Важное значение имеет определение понятия пространственного разрешения метода РРДП и ограничений, связанных с регистрацией размеров активных областей. Задача состоит в определении минимально возможного размера области активности. Условие обнаружения активных пикселей состоит в том, что приращение фазовой высоты h при переходе от одного пикселя к соседнему должно быть выше уровня шума. При этом между пикселями растрового изображения всегда существует временная задержка t, которая зависит от их взаимного расположения. Таким образом, если за время t между элементами изображения фазовая высота изменилась на величину h выше заданного порога П, то размер области активности будет равен расстоянию между пикселями. Из этого следует, что размер области активности может определяться площадью одного пикселя изображения при условии превышения амплитуды изменения ФВ h над уровнем шума.

Применение метода РРДП для обработки «статических» фазовых изображений позволяет получить количественные, физически значимые параметры о динамических процессах объекта, такие как распределение интенсивности флуктуации на топограмме объекта I (x, y) и площадь S активных областей.

Таким образом, способ определения функционального состояния клетки основан на получении растрового изображения клетки или ее органелл методом интерференционной микроскопии путем последовательного, с контролируемой во времени задержкой, ввода его элементов (пикселей) (изображения) со значениями локальной оптической разности хода (ОРХ), а для характеристики состояния клетки используют изменение значений оптической разности хода в элементах изображения: определяют характерные частоты, радиус корреляции временных изменений объекта. При этом для определения функционального состояния клетки в его изображении выделяют области с локальными временными изменениями ОРХ и в этих областях вычисляют параметры изменения ОРХ, а ОРХ в каждом элементе изображения (пикселе) определяют компенсационным методом.

Важным в новом способе определения функционального состояния клеток и органелл при записи фазового (интерференционного) изображения исследуемого объекта методом сканирования растра является условие, чтобы между моментами записи соседних элементов изображения присутствовала временная задержка - Δt. Динамические процессы, происходящие в живых клетках и органеллах, приводят к изменениям регистрируемой фазовой толщины объекта в соседних пикселях изображения. По величине изменения фазовой высоты Δh в соседних пикселях фазового изображения за время Δt определяется интенсивность динамических процессов объекта, их частота. Участки изображения, в которых величина Δh выше заданного порога, называются активными областями. Выбор порога определяется уровнем шума прибора и структурой объекта. Диагностика функционального состояния основывается на анализе параметров активных областей: величина Δh, частота f регистрируемых динамических процессов, координаты областей активности и их положение относительно структуры объекта.

Живая клетка и ее органеллы представляют собой динамическую систему, оптические параметры которой изменяются во времени. Изучение динамических процессов в живых клетках является актуальной задачей для исследования механизмов межклеточных взаимодействий (cell signaling), экспресс диагностики физиологического состояния на клеточном уровне, клеточного метаболизма. Изменение оптических параметров клетки, вызванное ее метаболизмом, носит локальный характер, его затруднительно зарегистрировать методом ДФМ при отсутствии априорной информации о локализации динамических процессов на клетке. Растровый способ регистрации динамических процессов (РРДП) позволяет обнаружить и локализовать области метаболической активности клеток и органелл.

Полученные результаты позволяют использовать предложенный способ в лабораторных исследованиях живых клеток и их органелл. Способ может быть использован для биоскрининга лекарственных препаратов, исследования временных процессов в живых клетках и органеллах. Изобретение может быть использовано для получения диагностически значимой информации о клетках и органеллах.

Способ определения функционального состояния клетки, включающий получение методом интерференционной микроскопии фазового изображения клетки в виде растрового изображения в функции от оптической разности хода, по величине и распределению которой судят о параметрах клетки и ее органеллах, отличающийся тем, что растровое изображение клетки и ее органелл получают в функции от оптической разности хода, представленной как фазовая толщина локального участка клетки или ее органелл, получают построчным последовательным сканированием каждого элемента клетки или ее органелл, попадающего в строку, с последующим переходом в следующую строку, расположенную под строкой, прошедшей сканирование, при этом сканирование каждого последующего элемента клетки и ее органелл осуществляют с контролируемой во времени задержкой после сканирования предыдущего элемента клетки или ее органелл в строке, с регистрацией данных величины локальной оптической разности хода для каждого отсканированного элемента растрового изображения, а о параметрах клетки и ее органелл и о наличии динамических процессов в клетке или ее органеллах судят по разнице величин фазовой толщины в соседних элементах клетки или ее органелл.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и представляет собой способ прогнозирования исхода сепсиса, включающий определение абсолютного количества эозинофилов (КЭ), отличающийся тем, что КЭ определяют также в динамике на 3-5-е сутки пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии, и если в динамике на 3-5-е сутки КЭ увеличивается в два и более раза по сравнению с 1-2-ми сутками, то прогнозируют благоприятный исход с уже установленным диагнозом сепсис, если существенно не изменяется, то прогнозируют летальный исход у пациентов с сепсисом, при этом заключают, что риск развития летального исхода у пациентов с сепсисом при КЭ менее 120 кл./мкл увеличивается на 62,5% по сравнению с септическими пациентами, которые имеют КЭ более 120 кл./мкл.

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии, и может быть использовано для прогнозирования поражения нервной системы в ранней стадии болезни Кавасаки.

Изобретение относится к медицине, а именно к биохимической лабораторной диагностике, и может быть использовано для определения жесткости сосудистой стенки у пациентов с артериальной гипертонией и абдоминальным ожирением.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ диагностики заболеваний с использованием элементов-индикаторов. Согласно изобретению у пациентов старше 18 лет выявляют в пробе крови содержание следующих элементов: Cr менее 0,0119±0,010 мг/кг; Eu менее 4,33*10-5±8,57*10-6 мг/кг; Tb менее 2,06*10-5±9,06*10-6 мг/кг; Er менее 2,27*10-5±9,96*10-6 мг/кг; Tm менее 1,31*10-5±9,85*10-6 мг/кг; Lu менее 1,25*10-5±1,04*10-5 мг/кг; Ta менее 2,31*10-5±2,11*10-5 мг/кг; Ba более 0,0152±0,009 мг/кг; V более 0,0122±0,0079 мг/кг; Pd более 0,000187±0,00013 мг/кг, определяют показатель: Y=(10-3*3*Cr+5*(Eu+Tb+Er+Tm+Lu+Ta))/(10-1*(V+4*Ba)+5*Pd) и диагностируют заболевание сердечно-сосудистой системы (ССС) и/или онкологическое заболевание при Y меньше 0,026 и их отсутствие при Y больше 0,093.

Изобретение относится к области медицины, а именно к лабораторной диагностике, и описывает способ определения высокого тромбогенного риска при беременности для проведения гепаринопрофилактики.
Изобретение относится к медицине и предназначено для предупреждения развития вариабельного иммунодефицита, с преобладанием нарушений иммунорегуляторных Т-клеток (D83.1) у детей с наличием неприемлемого риска развития вариабельного иммунодефицита.

Изобретение относится к медицине, а именно к болезням внутренних органов, и предназначено для прогнозирования обострения бронхиальной астмы. Проводят забор периферической крови на стадии ремиссии заболевания.
Изобретение относится к ветеринарии, а именно к иммунологической диагностике заболеваний крупного рогатого скота (КРС) в общем комплексе противотуберкулезных мероприятий.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицине труда. Сущность способа: в мазке крови определяют количество базофилов, а в мазке со слизистой носа определяют количество эозинофилов.
Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии и эндокринологии, и может быть использовано для прогнозирования гормонозависимости рака молочной железы у первичных больных менопаузального возраста.

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике, и может быть использовано для установления формирования восстановленного глутатиона в эритроцитах беременной при обострении цитомегаловирусной инфекции. Для этого в периферической крови измеряют титр антител к цитомегаловирусу и содержание глутатионредуктазы в эритроцитах и при титре антител к цитомегаловирусу 1:1600 и снижении активности глутатионредуктазы до 4,48±0,22 Ед/гHb устанавливают подавление формирования восстановленного глутатиона в эритроцитах. Способ позволяет установить нарастание оксидативных процессов в мембранах эритроцитов за счет определения снижения активности глутатионредуктазы в эритроцитах. 4 ил.
Изобретение относится к области медицины и ветеринарии применительно к взятию, хранению и транспортировке проб крови или сыворотки с целью последующего проведения анализа материала на содержание биологически активных веществ. Набор содержит упаковочную коробку, одно устройство для прокалывания кожных покровов и получения капель крови, упаковку антисептического средства, рабочую карточку, держатель для высушивания рабочих карточек, бланк заказа для проведения лабораторных анализов необходимого числа образцов крови, полимерный контейнер для обеспечения сохранности рабочих карточек с высушенными образцами крови, почтовый конверт, обеспечивающий внешнюю оболочку полимерного контейнера с рабочей карточкой и бланком заказа при их транспортировке или почтовой пересылке, а также инструкцию к набору. Достигается повышение надежности хранения и транспортировки. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области ветеринарии и предназначено для определения кислотной устойчивости эритроцитов. Способ заключается в том, что в пробирку с кровью добавляют антикоагулянт (трилон Б) из расчета 10 мкл на 2 мл крови. Проводят измерения при длине волны 0,450 нм. Используют физиологический раствор 0,65% NaCl. Затем после гемолиза рассчитывают эритрограмму резистентности и определяют процентное распределение эритроцитарных мембран по стойкости. Заявленный способ прост и эффективен для определения кислотной устойчивости эритроцитов. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к медицине и касается способа получения растворимого фибриногена, заключающегося в том, что свежезамороженную плазму размораживают и центрифугируют, полученный криопреципитат солюбилизируют и подвергают обработке гидроокисью алюминия, полученную суспензию центрифугируют, образовавшийся осадок, содержащий нецелевые белки, отбрасывают, супернатант подвергают обработке полиэтиленгликолем, суспензию центрифугируют, надосадочную жидкость отбрасывают, а осадок солюбилизируют и подвергают вирусной инактивации, освобождают от продуктов вирусной инактивации, встряхивая с вазелиновым маслом и переосаждая глицином, процедуру осаждения повторяют дважды, полученный раствор фибриногена разливают и лиофильно высушивают. Изобретение обеспечивает получение фибриногена, который обладает быстрой растворимостью. 2 пр., 2 ил., 3 табл.
Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, и может использоваться для прогнозирования частой заболеваемости ОРВИ у детей раннего возраста со спастическими формами ДЦП. Для этого у ребенка второго года жизни методом хемилюминесценции определяют антиоксидантную активность мочи по величине тангенса угла наклона кривой к оси времени и при значении показателя менее 21,0 мВ/сек прогнозируют частую заболеваемость ОРВИ до 3-летнего возраста. Изобретение позволяет своевременно выделить группу риска формирования частой заболеваемости ОРВИ среди указанной группы детей и назначить им необходимые профилактические мероприятия. Снижение вероятности реализации риска частой заболеваемости ОРВИ повысит реабилитационный потенциал детей. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторным методам исследования изменения состояния цитоскелета эритроцитов. Для этого эритроциты отмывают от плазмы крови, помещают на водяную баню при 49,2°C и прогревают в течение 15 мин. После этого эритроциты фиксируют с помощью глутарового альдегида. Об изменении состояния цитоскелета эритроцитов судят по изменению морфологической картины. Способ обеспечивает определение состояния цитоскелета эритроцитов при различных заболеваниях человека. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области ветеринарии и предназначено для определения функционального состояния яичников у самок сельскохозяйственных животных в условиях первой лактации. Способ включает забор крови из яремной вены, исследование содержания общего холестерина и показателя альбумино-глобулинового коэффициента и суждение о функциональном состоянии яичников у коров-первотелок. При значениях общего холестерина 5,2-7,8 ммоль/л и показателя альбумино-глобулинового коэффициента в пределах 1,0-1,8 дополнительно исследуют содержание общего белка, калия и магния. При достижении значений содержания общего белка более 65,6 г/л, концентраций калия 4,2-4,8 ммоль/л и магния 1,0-1,2 ммоль/л диагностируют активно функционирующие яичники с возможностью последующего оплодотворения. Когда величины указанных показателей не достигают вышеуказанных оптимальных значений общего белка, калия и магния, делают заключение о снижении функциональной активности яичников с прохождением неполноценных циклов у коров-первотелок. Способ позволяет доступно в условиях животноводческих и фермерских хозяйств на основе исследования в сыворотке крови общего белка, альбумино-глобулинового коэффициента, общего холестерина, калия и магния более точно определять функциональное состояние яичников и условия для формирования полноценных эстральных циклов у молодых коров в период первой лактации. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к медицине и предназначено для предупреждения развития вариабельного иммунодефицита с поражением, преимущественно, клеток моноцитарно-макрофагальной системы иммунитета у детей, потребляющих питьевую воду с остаточными количествами продуктов гиперхлорирования. Осуществляют сочетанное применение курсом 2 раза в год лекарственных средств: Ликопид перорально по 1 мг внутрь 1 раз в сутки в течение 10 дней; Эслидин перорально в возрасте от 3 до 7 лет - по 1 капсуле 2 раза в сутки, старше 7 лет - по 1 капсуле 3 раза в сутки, в течение 21 дня. Способ позволяет повысить эффективность предупреждения развития у детей старше 3 лет вариабельного иммунодефицита с поражением, преимущественно, клеток моноцитарно-макрофагальной системы иммунитета, связанного с остаточными количествами токсикантов. 3 табл.

Изобретение относится к области ветеринарии и предназначено для диагностики наличия заболевания у животных по изменению лейкограммы после ультразвукового воздействия. Способ включает воздействие на образцы крови объемом от 1 мл до 1,5 мл, помещенные в кювету, непрерывной бегущей ультразвуковой волной частотой 880 кГц интенсивностью от 0,05 до 0,1 Вт/см2 с экспозицией воздействия на кровь животных от 15 с - 30 с, обработку образцов крови в абсолютно одинаковых условиях, поддержание постоянной температуры образцов в кюветах с проточным охлаждением и анализ морфологического состояния клеток методами световой микроскопии. При уменьшении числа лимфоцитов и изменении числа нейтрофилов диагностируют наличие заболевания. Изобретение позволяет регистрировать наличие ухудшения гематологических показателей больных животных и диагностировать наличие или отсутствие заболевания по изменению лейкограммы. 2 ил., 5 табл., 1 пр.

Изобретение относится к поглощающему изделию, выполненному с возможностью определения ионной силы мочи. Изделие включает непроницаемый для жидкости слой; проницаемый для жидкости слой; поглощающий внутренний слой, расположенный между непроницаемым для жидкости слоем и проницаемым для жидкости слоем; устройство с латеральным потоком, интегрированное в изделие и расположенное таким образом, что оно находится в жидкостном соединении с потоком мочи, выделяемой пользователем изделия. Устройство включает: буферную зону, которая содержит полиэлектролит и зону обнаружения или индикаторную зону, где зона обнаружения содержит недиффузионно иммобилизованные: буферный компонент, включающий слабую полимерную кислоту и слабое полимерное основание с pKa ≤ 10-3, и вещество из класса заряженных полимерных сурфактантов, чувствительных к относительным концентрациям ионов в растворе образца, и заряженный pH-индикатор, заряд которого противоположен заряду заряженного полимерного сурфактанта, где заряженный полимерный сурфактант растворим в количествах, превышающих или равных приблизительно 1 масс. % (≥ 1 масс. % растворенного вещества) в воде и водных растворах, имеющих низкую концентрацию ионов, составляющую ≤ 0,1 масс. % солей, но нерастворим (< 1 масс. % растворенного вещества) в водном растворе с высокой концентрацией ионов, составляющей > 0,1 масс. % солей. 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Наверх