3.2.4. Характеризация эритроцитов

Практически невозможно использовать МДД для подгонки экспериментальных индикатрис, ввиду большого времени вычислений даже для современной программы и аппаратных средств (см. подраздел 2.4.2). В качестве подхода к решению обратной задачи светорассеяния мы вычислили индикатрисы нескольких двояковогнутых дисков с разными диаметрами и объёмами, представленными в таблице 13, создав тем самым малую базу данных. В ячейках таблицы указаны значения η для соответствующих диаметра и объёма, а прочерк означает, что для этих параметров вычисления не проводились. Для каждой пары диаметра и объёма вычислялись четыре индикатрисы

148

Таблица 13. Параметры эритроцитов для предварительных вычислений.a

a Приведены отношения толщины к диаметру, прочерки означают, что вычисления не проводились.

Рис. 39. Распределение зрелых эритроцитов по углу ориентации, полученное χ2 методом.

для β = 60°, 70°, 80° и 90° – всего было вычислено 92 индикатрисы. Эти теоретические индикатрисы использовались для характеризации эритроцитов χ2 методом, как описано в подразделе 3.2.2.

Несколько представительных примеров результатов χ2 метода представлены на рис. 38 – видно хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными индикатрисами. Средняя интенсивность (по всему диапазону углов) измеренных индикатрис соответствует теоретическим индикатрисам для значений β равных 70° и

90° [рис. 36(б)], и превосходит среднюю интенсивность для меньших β. Используя все экспериментальные индикатрисы, для которых значение χ2 было меньше заданного уровня (примерно 10% всех экспериментальных индикатрис), построено распределение зрелых эритроцитов по углу ориентации, показанное на рис. 39. Можно заключить, что ориентация эритроцитов в капилляре СПЦ близка к перпендикулярной (β = 90°), что согласуется с предыдущими результатами [225]. При этом рис. 39 даёт оценку отклонения от этой предпочтительной ориентации.

149

Рис. 41. Модифицированные индикатрисы двояковогнутого диска и сплюснутого сфероида с тем же диаметром и объёмом: (а) перпендикулярная и (б) параллельная ориентация.

проверки для различных размеров эритроцита в контексте конкретной задачи светорассеяния.

3.2.6. Выводы

Моделирование светорассеяния зрелыми эритроцитами показало, что индикатриса чувствительна к форме эритроцита, поэтому в общем случае требуется использовать МДД (или другой метод способный работать с реалистичной формой) для изучения влияния характеристик эритроцита на его индикатрису. Однако при ориентации оси эритроцита перпендикулярно падающему излучению он может быть заменён на сплюснутый сфероид, светорассеяние которым можно моделировать с помощью метода расширенных граничных условий (МРГУ). К счастью, гидродинамическая система сканирующего проточного цитометра (СПЦ) доставляет эритроциты в измерительную зону именно в этой ориентации. Это может сильно облегчить решение обратной задачи, например, с помощью параметризации или нейронной сети, так как МРГУ намного быстрее чем МДД. Тем не менее точность подобных алгоритмов необходимо

151

проверять, используя реалистичные индикатрисы, вычисленные, например, с помощью МДД.

Подход на основе базы данных не упрощает форму эритроцита и является перспективным для его точной характеризации. Но малая база данных, построенная в данном разделе, только демонстрирует идею и не может использоваться для построения распределений эритроцитов в измеряемой на СПЦ пробе по диаметру, объёму и другим параметрам. Для того чтобы иметь возможность строить подобные распределения, необходимо составить намного бóльшую базу данных и отрегулировать

χ2 метод, а модель эритроцита должна включать, по крайней мере, вариацию концентрации гемоглобина. Все эти задачи рассматриваются в разделе 3.3.

152