Как сделать спектральный анализ крови
Источник
Луч солнца, проходя через призму, оставляет на экране позади призмы некий спектр. За долгое время (примерно двести лет) это стало вполне привычным. При этом если вы не вглядываетесь пристально, создаётся впечатление, что отдельные части спектра не имеют между собой резких границ: красный переходит непрерывно в оранжевый, который, в свою очередь, в жёлтый и так далее.
Именно на эти знания опирается спектральный анализ, причём не только научный, но и медицинский.
Медицинских спектральных анализов достаточно много: по сути, любая субстанция и материя может быть ему подвержена. Однако наиболее применимыми в медицинской практике являются спектральные анализы волос и крови.
Спектральный анализ волос
Такой анализ даёт возможность провести диагностику волос, а конкретнее – соотношений необходимых и токсичных микроэлементов в организме, то есть, нарушений минерального обмена. Состояние волос позволяет не только определить практически любые индивидуальные внутренние заболевания человека, но и общий уровень дисбаланса микро- и макроэлементов, являющихся незаменимыми и важнейшими компонентами питания. Спектральный анализ является прогрессивным и новейшим диагностическим методом.
Причинами нарушений минерального обмена в организме могут являться: стрессы и напряжённая жизнь, проживание человека в крупном мегаполисе, частые диеты и неправильное питание, неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды и плохая экология, курение, нервозность, злоупотребление алкоголем и другие.
Спектральный анализ направлен в первую очередь на выявление предрасположенностей человека к различным заболеваниям, которые связаны с нарушением баланса, токсическим воздействием и дефицитом различных минералов, а также в дальнейшем позволяет проводить профилактику данных заболеваний и эффективное их лечение.
Подобными заболеваниями и патологическими состояниями могут быть: угревая сыпь, выпадение волос, расстройства сна, нарушения остроты зрения, заболевания кожи, снижение иммунитета, ревматические болезни, мочекаменная болезнь, плохой аппетит, импотенция, избыточный вес, нарушения стула, дисбактериоз кишечника, сахарный диабет, ломкость ногтей, аллергические реакции и многое другое.
Спектральный анализ крови
Данный метод представляет собой инфракрасную Фурье-спектрометрию сыворотки крови. Дело в том, что спектр поглощения данной сыворотки очень специфичен для большинства заболеваний, при этом появляется на самых ранних стадиях. Таким образом, спектральный анализ и его применение позволяет на ранних стадиях выявить наличие в организме заболеваний, включая самые серьёзные.
Такой анализ крови имеет преимущества перед любыми другими, например: удобство и безопасность для пациента (для его проведения хватает десяти миллилитров венозной крови); замена сразу нескольких методик традиционной диагностики, при этом превосходит их по безопасности, дешевизне и точности; является одним из наиболее точных методов первичной и ранней диагностики рака; даёт возможность проводить диагностику злокачественных новообразований на самых ранних стадиях; не облучает пациента.
Диагностические позиции, по которым выполняется спектральный анализ крови: доброкачественные патологии молочной железы, лимфоидной ткани, желудка, простаты, толстого кишечника, мочевого пузыря, почек; злокачественные новообразования лёгких, желудка, толстого кишечника, мочевого пузыря, молочной железы, простаты, лимфоидной ткани, почек.
По результатам анализа выдаётся заключение о наличии или отсутствии заболевания.
Кроме того, проводится оценка риска появления и развития новообразований злокачественного характера перечисленных тканей и органов, то есть наличие в органах и тканях выраженных доброкачественных патологий (предрак).
Источник
Друзья приближается вечер пятницы, это прекрасное интимное время, когда под покровом манящего сумрака можно достать свой спектрометр и всю ночь, до первых лучей восходящего солнца мерить спектр лампы накаливания, а когда взойдет солнце померить и его спектр.
Как у вас все еще нет своего спектрометра? Не беда пройдемте под кат и исправим это недоразумение.
Внимание! Данная статья не претендует на статус полноценного туториала, но возможно уже через 20 минут после её прочтения вы разложите свой первый спектр излучения.
Человек и спектроскоп
Я буду повествовать вам в том порядке, в котором проходил все этапы сам, можно сказать от худшего к лучшему. Если кто-то нацелен сразу на более ли менее серьезный результат, то половину статьи можно смело пропустить. Ну а людям с кривыми руками (как у меня) и просто любопытным будет интересно почитать про мои мытарства с самого начала.
В интернете гуляет достаточное количество материалов о том, как собрать спектрометр/спектроскоп своими руками из подручных материалов.
Для того чтобы обзавестись спектроскопом в домашних условиях, в самом простом случае понадобится совсем не много — CD/DVD болванка и коробка.
На мои первые опыты в изучении спектра меня натолкнул этот материал — Спектроскопия
Собственно благодаря наработкам автора, я собрал свой первый спектроскоп из пропускающей дифракционной решетки DVD диска и картонной коробки из под чая, а еще ранее до этого мне хватило плотного куска картона с прорезью и пропускающей решетки от DVD болванки.
Не могу сказать, что результаты были ошеломляющие, но первые спектры получить вполне удалось, чудом сохраненные фотографии процесса под спойлером
Фото спектроскопов и спектра
Самый первый вариант с куском картона
Второй вариант с коробкой из под чая
И отснятый спектр
Как вариант можно сделать по другому, использовать отражающий слой или использовать спичечный коробок и лезвия.
От спектроскопа к спектрометру
Ну что же предположим, что вы уже посмотрели на спектры всего, что светиться в вашем доме.
Возникает логическое развитие ситуации. Как же теперь исследовать то, что получили?
Тут нам опять-таки на помощь придут сразу несколько вариантов. Первым, что я нашел по тематике спектрального анализа, оказалась разработка зарубежного ученого — «Cell Phone Spectrophotometer», которая предлагает в качестве спектрометра использовать собранный спектроскоп, камеру мобильного телефона и написанное автором бесплатное ПО Интересная система, но ввиду отсутствия компонентов под рукой, саму систему я собирать не стал, а воспользовался только ПО и заранее отснятыми спектрами.
Как ни странно, но использование ПО (CellPhoneSpec.exe), вызвало у меня и у коллеги некоторые затруднения, по большей части эмпирически я разобрался, как оно работает, до сих пор надеюсь, что понял правильно, в любом случае даже если и нет, то в конце статьи я приведу вариант, который железно работает. Ну а пока немного о CellPhoneSpec.
Моя инструкция больше похожа на пляски с бубном, но все же.
Для работы с программой нам понадобиться образец полного спектра и фото отснятого опытного спектра ну а дальше по порядку:
0) Желательно для удобства положить все фото в одну папку к .exe файлу программы
1) Открываем программу, в поле reference выбираем картинку с образцом полного спектра, в поле sample выбираем фото образца
2) Кликаем на крайний синий участок reference всплывает диалог – выбираем “blue end”, кликаем на красный конец спектра и выбираем “red end” соответственно, ну и тоже самое проделаем для вкладки с образцом.
3) Казалось бы вот и все давай строй графики, но постоянно выскакивает некая ошибка,
Я лечу ее так. В полях spectrum parameters удаляю значения после точки и точку включительно ну допустим делаю из 720.0 просто 720 и жму enter и так для всех значений, после этого в поле sample еще раз выбираю тот же рисунок что подкладывал вначале и после этого о чудо загорается кнопка Make Plot
4) Нажимаем Make Plot получаем графики трех каналов (RGB) и суммарный. Полученные данные можно сохранить в CSV
Скриншот
Вид настроенной программы
Не могу сказать насколько достоверен данный метод, но полученные графики худо бедно можно коррелировать с моими ожиданиями и с графиками полученными с помощью SpectralWorkbench., но я все же не буду утверждать, что методика описанная мной на 100% верна (в инструкции автора я особо не вникал).
Самый сок
Ввиду неуверенности в качестве да и не особого удобства получения результатов спектрального анализа полученных ранее, я обратился за помощью к своему талантливому другу и коллеге DrZugrik
И этот золотой человек с прямыми руками собрал мне прекрасный спектроскоп.
За основу он взял разработки проекта PublicLab.org (инструкция по сборке), о котором ранее упоминалось на просторах Хабра
Единственное для моего удобства, он модифицировал данную конструкцию USB видеокамерой, получилось вот так:
фото спектрометра
Автор сего рукотворного чуда просил добавить комментарий:
«Простите, синяя изолента кончилась, пришлось взять заграничный аналог» 🙂
Сразу скажу, эта модификация избавила меня от необходимости пользоваться камерой мобильного телефона, но был один недостаток камеру не удалось откалибровать под настройки сервиса Spectral Worckbench (о котором пойдет ниже речь). Поэтому захват спектра в режиме реального времени мне осуществить не удалось, но распознавать уже собранные фотографии вполне.
Итак допустим вы купили или собрали спектроскоп по указанной выше инструкции.
После этого создайте учетную запись в проекте PublicLab.org и переходите на страницу сервиса SpectralWorkbench.org Дальше я опишу вам ту методику распознавания спектра, которой пользовался сам.
Для начала нам надо будет откалибровать наш спектрометр, Для этого вам будет необходимо получить снимок спектра люминесцентной лампы, желательно — большой потолочной, но подойдет и энергосберегающая лампа.
1) Нажимаем кнопку Capture spectra
2) Upload Image
3) Заполняем поля, выбираем файл, выбираем new calibration, выбираем девайс (можно выбрать мини спектроскоп или просто custom), выбираем какой у вас спектр вертикальный или горизонтальный, чтобы было понятно спектры на скриншоте предыдущей программы — горизонтальные
4) Откроется окно с графиками.
5) Проверяем, как повернут ваш спектр. Слева должен быть синий диапазон, справа — красный. Если это не так выбираем кнопку more tools – flip horizontally, после чего видим, что изображение повернулось а график нет, так что нажимаем more tools – re-extract from foto, все пики снова соответствуют реальным пикам.
6) Нажимаем кнопку Calibrate, нажимаем begin, выбираем синий пик прямо на графике (см. скриншот), нажимаем ЛКМ и открывается всплывающее окно еще раз, теперь нам надо нажать finish и выбрать крайний зеленый пик, после чего страница обновиться и мы получим откалиброванное по длинам волн изображение.
Теперь можно заливать и другие исследуемые спектры, при запросе калибровки нужно указывать уже откалиброванный нами ранее график.
Скриншот
Вид настроенной программы
Внимание! Калибровка предполагает, что вы в дальнейшем будете делать снимки на тот же самый аппарат, который калибровали изменение аппарата разрешения снимков, сильное смещение спектра на фото относительно положения на откалиброванном примере, может исказить результаты измерения.
Честно признаюсь я свои снимки слегка правил в редакторе. Если где была засветка, затемнял окружение, иногда немного поворачивал спектр, чтобы получить прямоугольное изображение, но еще раз повторюсь размер файла и расположение относительно центра снимка самого спектра лучше не менять.
С остальными функциями вроде макросов, авто или ручной подстройки яркости я предлагаю вам разобраться самостоятельно, на мой взгляд они не так критичны.
Полученные графики потом удобно переносить в CSV, при этом первое число будет дробной (вероятно дробной) длинной волны, а через запятую будет усредненное относительное значение интенсивности излучения. Полученные значения красиво смотреться в виде графиков, построенных например в Scilab
У SpectralWorkbench.org есть приложения для смартфонов. Я ими не пользовался. поэтому оценить не могу.
Красочного вам дня во всех цветах радуги друзья.
UPD: По просьбе DrZugrik, дополнительно напишу, что вариант с оборудованием SpectralWorckbench является одним из наиболее бюджетных, некоторые дополнительные модули спектрометра для ардуино могут стоить 500 вечно условных единиц.
Источник
Уже не одно десятилетие во всем мире ученые интенсивно ищут методы ранней диагностики онкологических заболеваний и их лечения. Самые передовые мировые технологии, основанные на последних открытиях в генетике, химии, биофизике, реализуются.
сегодня в онкологии. Однако рак словно «смеется» над всеми усилиями человечества и до сих пор остается все тем же неприступным «айсбергом»: ежегодно, согласно мировой статистике, от него погибает около 7 млн. человек. За последние годы выросла смертность от рака и в России.
Одной из главных проблем борьбы с раком считается позднее выявление заболевания, когда лечение, увы, почти неэффективно. Поэтому, когда нижегородские ученые завершили разработку метода спектрального анализа крови, появилась надежда, что лечение станет более результативным, поскольку диагноз можно поставить на более ранних стадиях развития заболевания. Этот метод на сегодня не имеет аналогов не только в России, но и в мировой практике.
Один из его авторов Игорь Владимирович Челышев отвечает на вопросы читателей.
— Правда ли, что новый метод позволяет определить с очень большой точностью лишь по одному анализу крови наличие или отсутствие заболеваний?
— Да, высокая точность — одно из главных преимуществ метода спектрального анализа крови. Мы выявляем биохимические изменения в крови, специфичные не только для рака , но также и для других заболеваний. Все органы выделяют в кровь продукты своей жизнедеятельности, поэтому при заболевании какого-либо органа в крови происходят изменения. В ходе анализа инфракрасные спектры поглощения сыворотки крови, в котором отражается ее молекулярный состав, регистрируются специальными приборами. Наша задача — найти критерии отличия спектров крови здоровых людей от спектров больных.
Действительно, всего лишь по одному лабораторному анализу крови можно определить наличие или отсутствие заболеваний с точностью до 93 % в 10 основных органах и системах: желудке, толстом кишечнике, легких, мочевом пузыре, лимфоидной ткани, почках, молочной железе, женской половой сфере, простате и на коже. Количество заболеваний, которые мы определяем методом спектрального анализа крови, постоянно увеличивается.
— Считается, что метод спектрального анализа крови намного безопасней методов традиционной диагностики. Так ли это?
— Да, спектральный анализ заменяет сразу несколько традиционных методов, и он, кроме того, безопасный и сравнительно недорогой. Самый распространенный метод первичной диагностики рака — рентгенография, к примеру, точна лишь на 75% и неспособна выявлять опухоли малых размеров (на ранней стадии). В отличие от рентгена у нас нет облучения.
— Кровь на спектральный анализ нужно сдавать так же, как обычно люди сдают в поликлиниках?
— Кровь берется как обычно, все не сильно отличается от обычного похода в поликлинику. У пациента утром забирается из вены на анализ 10 мл крови. Обследование проводится строго натощак. За два дня до сдачи крови на спектральный анализ нельзя употреблять алкоголь (даже лекарственные капли на спирту!), а за сутки до обследования нужно прекратить прием лекарственных средств. Если человек проходит в это время курс лекарственной терапии или принимает биологически активные добавки, то анализ можно будет сдать не ранее 2 месяцев после окончания курса. Исключения составляют препараты, которые принимаются по жизненным показаниям. Не ранее чем через 3 месяца после окончания курса лучевой или химиотерапии можно будет обследоваться тем, кто лечится от онкологического заболевания. Нельзя проводить обследование беременным, женщинам во время менструации (оптимальные сроки обследования 3-5-й день после ее окончания). Через 10 дней человек получает результаты анализа. Если есть подозрение на заболевание, дается заключение и направление на предметное обследование к специалистам.
— Рак передается по наследству?
— Есть отдельные формы наследственных раков, но я, к сожалению, не встречал еще ни одной семьи, где не было бы заболевших от рака. Сейчас рак молодеет и становится более злым. Он развивается стремительно. Если 20 лет назад онкологическое заболевание могло тлеть в организме годами, то сейчас все больше случаев, когда в течение одного только года проходит развитие рака от 1-й до 4-й стадии. Он стал невосприимчив к лечению, труднее поддается специальной терапии. Вот почему так важно узнать о диагнозе как можно раньше, и, возможно, метод спектрального анализа крови сохранит человеку не только здоровье, но и жизнь.
Самые популярные и интересные материалы:
Читайте похожие статьи:
- Целебный суп от рака, профилактика рака
- Заговор от рака
- Лечение рака лопухом
- Лечение рака по методу Шевченко
- Лечение рака настойкой болиголова и мухомора
- Белорусский рецепт от рака печени
- Безоперационное лечение рака груди
- Вирус гепатита В в крови
- Когда необходимо сдавать анализ мочи?
- С реактивный белок в крови
Источник