Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_1449_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
211
a)
б)
в)
г)
Рисунок 4.5 – Рассчитываемые по спектрам флуоресценции параметры для
канала ФС с источником возбуждения 365 нм (а,б) и канала ФС с источником
возбуждения 450 нм (в,г)
Суммарный спектр флуоресценции из рассчитанных кривых
определяется формулой гауссовой функции, выраженной через ширину на
полувысоте:
(4.2)
где
– фоновый уровень флуоресценции;
– число рассматриваемых флуорофоров;
– площадь под контуром спектра-го флуорофора;
212
– центральная длина волны пика спектра флуоресценции -го
флуорофора;
– ширина на полувысоте спектра флуоресценции -го
флуорофора.
Количество кривых, их центральные длины волн и значения
полуширины были первоначально выбраны из литературных данных о
флуорофорах паренхимы печени [468], а затем скорректированы эмпирически,
чтобы обеспечить как можно лучшее соответствие измеренным спектрам.
Анализируемые параметры включали высоту пиков и доли площадей под
гауссовыми кривыми в общей площади спектров флуоресценции.
Дополнительно были рассчитаны площади под кривыми спектров в
различных спектральных диапазонах для учета одновременного вклада
флуорофоров с пересекающимися спектрами флуоресценции (рисунок 4.5б,г),
а также площади спектров до и после средней длины волны с максимальной
интенсивностью флуоресценции (для канала возбуждения 365 нм – в
диапазонах 425-515 и 515-700 нм; для канала возбуждения 450 нм – в
диапазонах 500-535 и 535-700 нм).
Для регистрации спектров комбинационного рассеяния желчи
использовалась экспериментальная система (рисунок 4.6а) [469], включающая
в себя: источник лазерного излучения 785-LAB-ADJ с длиной волны 785 нм,
спектрометр QEPRO-RAMAN (Ocean Optics, США) со спектральным
диапазоном 780-935 нм, держатель для кювет 10х10 мм OOA-HOLDER-RFA
Raman Sample Holder (Ocean Optics, США), зонд для исследований КР RIP-
RPB-785-FC-SMA (Ocean Optics, США)с фокусным расстоянием 7 мм. Для
калибровки собранного устройства были проведены измерения спектров
комбинационного рассеяния изопропилового спирта (рисунок 4.6б). Было
доказано, что собранная установка позволяет получить спектры
комбинационного рассеяния образцов, сопоставимые с известными [470].
213
а)
б)
Рисунок 4.6 – Схема экспериментальной установки для регистрации спектров
комбинационного рассеяния желчи (a); спектр комбинационного рассеяния
изопропилового спирта, зарегистрированный с помощью собранного
устройства (б)
Время экспозиции записи спектров комбинационного рассеяния желчи
составляло 90 с. Мощность лазерного источника устанавливали на уровне 16,5
мВт. Для вычитания флуоресцентного фона и выделения пиков
комбинационного рассеяния производилось построение спектра
флуоресценции методом полиноминальной аппроксимации полученных
данных [471]. Степень полинома принималась равной 10. Сглаживание
спектров проводилось фильтрацией методом Савицкого-Голея: количество
точек скользящего окна – 15, степень полинома – 3. Все методы предобработки
и анализ данных были реализованы в программе OriginPro 2021.
4.2.2 Анализ результатов клинических исследований перфузионно-
метаболических параметров печени у пациентов с механической
желтухой
На рисунке 4.7 приведены результаты сравнения рассчитанных
параметров флуоресценции при возбуждении на длине волны 365 нм для двух
анализируемых групп пациентов.
214
a)
б)
в)
Рисунок 4.7 – Сравнение параметров флуоресценции (при возбуждении на
длине волны 365 нм): процент площади под гауссовыми кривыми и высоты
их пиков для основных флуорофоров печени (а, в), площади под гауссовыми
кривыми в различных спектральных диапазонах (с).
* – статистическая значимость различий значений подтверждена при p < 0,05
с помощью критерия Манна-Уитни. В каждом прямоугольнике центральная
линия соответствует медиане группы, а края – 25-му и 75-му процентилям
Были отмечены статистически значимые изменения в кривых и
диапазонах спектра, отражающих содержание билирубина и липофусцина.
215
На рисунке 4.8 приведены результаты сравнения рассчитанных
параметров флуоресценции при возбуждении на длине волны 450 нм для двух
анализируемых групп пациентов.
a)
б)
в)
Рисунок 4.8 – Сравнение параметров флуоресценции (при возбуждении на
длине волны 450 нм): процент площади под гауссовыми кривыми и высоты
их пиков для основных флуорофоров печени (а, в), площади под гауссовыми
кривыми в различных спектральных диапазонах (с).
* – статистическая значимость различий значений подтверждена при p < 0,05
с помощью критерия Манна-Уитни. В каждом прямоугольнике центральная
линия соответствует медиане группы, а края – 25-му и 75-му процентилям
216
Для данных, полученных на длине волны излучения 450 нм, были
отмечены статистически значимые различия в площадях спектра почти для
всех диапазонов, что может быть связано в том числе с оптическими
свойствами билирубина, обладающего более высоким поглощением
излучения на длине волны 450 нм.
На рисунке 4.9 приведены типичные примеры спектров
комбинационного рассеяния желчи условно здоровых добровольцев, которые
были использованы в качестве контроля и нормального уровня билирубина в
желчи, а также примеры спектров комбинационного рассеяния желчи
пациентов с угнетенной (отрицательная динамика течения
послеоперационного периода) и восстановленной выделительной функцией
печени (положительная динамика течения послеоперационного периода)
после выполнения антеградной декомпрессии желчевыводящих путей.
В работе анализировалась часть спектра в диапазоне от 1000 до
1800 см
-1
. Оценка содержания билирубина проводилась в спектральных
полосах: 1258-1264 см
-1
и 1615-1620 см
-1
[472].
Рисунок 4.9 – Примеры спектров комбинационного рассеяния желчи
пациентов без синдрома МЖ, пациентов с отрицательной и положительной
динамикой послеоперационного периода
217
На спектрах четко выделяются линии комбинационного рассеяния
билирубина, которые в области волновых сдвигов 1260 см
-1
вызваны изгибом
и растяжением связи C-H, в области волновых сдвигов 1615 см
-1
связаны с
изгибом связи C=H в пятичленном карбоцикле [291].
На рисунке 4.10 приведена динамика изменения интенсивности пиков
комбинационного рассеяния билирубина в области волновых чисел
1258-1264 см
-1
и 1615-1620 см
-1
у пациентов с синдромом МЖ с различной
динамикой течения патологического процесса в печени.
a)
б)
Рисунок 4.10 – Динамика изменения интенсивности пиков комбинационного
рассеяния билирубина в области волновых чисел 1258-1264 см
-1
и
1615-1620 см
-1
у пациентов с МЖ с различной динамикой течения
патологического процесса в печени: группа пациентов с положительной
динамикой послеоперационного периода (a), группа пациентов с
отрицательной динамикой послеоперационного периода (б)
В первый день исследования наблюдался большой разброс данных,
который связан с различным функциональным состоянием печени пациентов
с синдромом МЖ, поступающих в стационар. У части пациентов отмечалась
гепатодепрессия на фоне билиарного блока, у других, наоборот, активная
продукция желчного секрета в просвет желчных капилляров. Также были
218
пациенты с изначально нормальной выделительной функцией печени, что
коррелировало с их относительно удовлетворительным состоянием по
совокупности результатов биохимического анализа крови и общеклинической
оценки состояния пациента врачом [469]. Постепенно у пациентов первой
группы наблюдалась нормализация пиков комбинационного рассеяния в
обеих областях исследования (при данной конфигурации и режимах работы
диагностической установки) до интенсивностей в диапазоне 1300-1600 отн.ед.
(уровень интенсивности билирубина в желчи условно здоровых добровольцев
[469,473]), что коррелировало с клинико-лабораторными данными
восстановления функции печени и общего состояния пациентов.
У пациентов второй группы в первый день обследования наблюдались
признаки гепатодепрессии и угнетения выделительной функции печени. Через
3 дня наблюдения было установлено, что динамика изменения лабораторных
показателей у этих пациентов свидетельствовала о неудовлетворительной
реакции печеночной паренхимы на антеградную билиарную декомпрессию и
понадобилась необходимость добавления к терапии методов
экстракорпоральной детоксикации. Пациенты были переведены в палату
интенсивной терапии.
4.2.3 Алгоритм прогнозирования послеоперационного течения
заболевания у пациентов с синдромом механической желтухи на фоне
минимально инвазивных хирургических вмешательств
На основе выявленных различий при исследовании метаболического
состояния паренхимы печени методом ФС были выделены сочетания
параметров, перспективные для дальнейшей разработки классификатора с
целью выявления пациентов с синдромом МЖ, имеющих тяжелую степень
ПН. Для построения модели классификации и выявления признаков,
наилучшим образом разделяющих пациентов с синдромом МЖ по
предполагаемой положительной или отрицательной динамике
219
послеоперационного периода после дренирующих МИХВ, был применён
подход, основанный на методе линейного дискриминантного анализа (ЛДА)
[474,475].
Результатом ЛДА являлась дискриминантная функция, которая должна
обеспечивать высокую чувствительность и специфичность, и допустимый
уровень ошибки 1 рода (вероятности ложноотрицательного результата). Вид
дискриминантной функции описывается формулой:
(4.3)
где X = (x
1
,…,x
n
) – вектор значений дискриминантных переменных;
a = (a
1
,…,a
n
) – вектор коэффициентов дискриминантной функции;
n – количество рассматриваемых переменных;
c – свободный член (константа).
Исходные матрицы переменных для 1-й и 2-й групп имеют вид:
;
, (4.4)
где p
1
, p
2
– количество объектов в 1-й и 2-й группах: p
1
= 40, p
2
= 8.
В качестве x
1
…x
n
были рассмотрены полученные методами ФС и СДО
количественные параметры площадей под гауссовыми кривыми
флуоресценции билирубина для длин волн возбуждения 365 нм и 450 нм
(
,
), площади и высоты кривой
флуоресценции липофусцина (
,
), площадей под кривой
спектра флуоресценции в диапазонах 565-600 нм и 535-700 нм (
,
).
220
Выбранные сочетания параметров удовлетворяют принципам
статистической независимости и значимости различий значений в
исследуемых группах, которые были подтверждены на этапе обоснования
принципа получения диагностической информации. Проверка гипотезы о
законе распределения многомерной величины с применением
непараметрического критерия Колмогорова-Смирнова подтвердила
соответствие случайного значения каждой из дискриминантных переменных
внутри рассматриваемых групп нормальному закону распределения.
Коэффициенты дискриминантной функции a
1
…a
n
вычисляются по
формуле:
, (4.5)
где
и
– векторы средних значений дискриминантных переменных в 1-
й и 2-й группах;
S
*
– совместная ковариационная матрица;
S
*
-1
– матрица, обратная совместной ковариационной матрице.
Переменные в группах Х
1
и Х
2
описываются бинормальным
распределением для уровня значимости α = 0,05 с параметрами вектора
средних значений дискриминантных переменных
и
, и параметрами
рассеяния σ
1
, σ
2
и ρ. Матрица ковариаций вычисляется по формуле (4.6), в то
время как совместная ковариационная матрица S
*
вычисляется как сумма
ковариационных матриц для 1-й и 2-й групп [476]:
. (4.6)
Свободный член, определяющий границу, которая разделяет
рассматриваемые группы, рассчитывается по формуле:
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана