Диссертация

Лунев Василий Леонидович


Тема магистерской диссертации: "Разработка автоматизированной компьютеризированной системы диагностики иммунной системы человека"

Руководитель: Скобцов Юрий Александрович




КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ФУНКЦИЯХ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.


Иммунология - интенсивно развивающаяся медико-биологическая наука, которая с момента возникновения отличается высокой эффективностью практического использования научных достижений. Иммунология инфекционного процесса длительный период была доминирующим направлением в медицинской науке, но в настоящее время её пределы значительно расширились и объектом изучения стали заболевания неинфекционной природы. Иммунодефицитные и аллергические заболевания, проблема трансплантации, аутоиммунные процессы и злокачественные новообразования - всё это существенно связано с иммунными механизмами.

Большой вклад в развитие иммунологии внесли лауреаты Нобелевской премии (табл.1). Нобелевские премии были присуждены в 1960 г. Ф.Бернету и П.Медавару "за открытие приобретённой иммунологической толерантности" (явления специфической неотвечаемости на антиген, проконтактировавший с организмом в период эмбриогенеза); в 1972 г. Р.Потеру и Д.Эдельману "за исследования по расшифровке химической структуры антител", что открыло широкие горизонты для развития иммунохимии; в 1980 г. Б.Бенацеррафу, Ж.Доссе и Д.Снеллу "за их работу по генетически детерминированным структурам клеточной поверхности, регулирующим иммунологические реакции". Эти исследования легли в основу современной иммуногенетики. Разработка Г.Келлером и Ц.Милштейном гибридомной технологии получения высокогомогенных препаратов - моноклональных антител (Нобелевская премия за 1984 г.) привела к зарождению современной биотехнологии.


Таблица 1. Нобелевские премии по иммунологии.

Год Фамилия лауреата Работа, удостоенная премии
1901 Э.Беринг Лечебное применение антитоксических сывороток
1905 Р.Кох Исследования в области бактериологии (туберкулёз)
1908 И.Мечников, И.Эрлих Фагоцитоз, теории иммунитета
1912 А.Каррел Трансплантация органов
1913 И.Рише Открытие анафилаксии
1919 Ж.Борде Исследования в области иммунологии (комплемент) и бактериологии
1930 К.Ландштейнер Открытие групп крови
1951 М.Тейлер Вакцина против возбудителя жёлтой лихорадки
1957 Д.Бовет Антигистаминные исследования
1960 М.Бернет, П.Медавар Иммунологическая толерантность
1972 Р.Портер, Д.Эдельман Расшифровка структуры иммуноглобулинов
1977 Р.Йелов Разработка радиоиммунологического метода
1980 Б.Бенацерраф, Ж.Досе, Дж.Снелл Открытие структур, кодируемых главным комплексом гистосовместимости
1984 Н.Ерне, Г.Келлер, Ц.Милштейн Теория регуляции и развития иммунитета, разработка метода получения гибридом
1987 С.Тонегава Генный контроль разнообразия антител

В настоящее время трудно назвать область медицины, которая бы в большей или в меньшей степени не соприкасалась с иммунологией, не пользовалась её методами исследований, критериями диагностики, лечения и прогноза заболеваний, поэтому врачам всех специальностей необходимо знание иммунологии, не только её теоретических основ, но и возможностей применения её в клинической практике.

Приблизительно два десятилетия назад был открыт так называемый "четвёртый фактор болезни", приобретенные или вторичные иммунодефициты. Они столь распространены и многообразны, значимы, нежелательны и опасны, что не считаться с ними уже нельзя. Явления вторичной иммунологической недостаточности (иммунодефицита) или разбалансирования в результате болезни иммунной системы организма установлены многочисленными научными исследованиями как у нас в стране, так и за рубежом. В мире появилась новая отрасль знания "клиническая иммунология", которая бурно развивается. Работами учёных в различных отраслях медицины показано, что иммунная недостаточность чрезвычайно распространена как среди больных, особенно страдающих хроническими заболеваниями, так и среди "практически здоровых" лиц. Следует обратить внимание на то, что в процессе изучения иммунного статуса лиц, проживающих в различных регионах Украины после аварии на ЧАЭС, обнаружено следущее явление: лабораторные показатели у "практически здоровых" людей указывают на наличие существенных дефектов в работе их иммунной системы. Однако, отнести к какой-либо нозологической форме такое состояние не представляется возможным, поскольку жалобы сводятся только к снижению работоспособности, общей слабости, вялости, депрессии ("синдром хронической усталости"). Установлено также, что иммунодефицит может играть столь существенное значение, что одно его устранение приводит к выздоровлению больных.

Появилось большое количество публикаций о применении в клинической практике при многих заболеваниях различных новых иммуномодулирующих препаратов, данных об их свойствах. Создались предпосылки для принципиально новых подходов к постановке диагноза, терапии, прогнозу и профилактике многих, особенно хронических, заболеваний и патологических состояний. Ныне нельзя признать лечение квалифицированным без учёта иммунного статуса больного, его расстройств и коррекции. Использование наряду с общепринятыми методами лечения различных заболеваний иммуномодулирующей терапии приводит к более полному и стабильному выздоровлению, к укорочению сроков течения болезни и к предупреждению хронизации и рецидивов.

Появилось большое количество публикаций о применении в клинической практике при многих заболеваниях различных новых иммуномодулирующих препаратов, данных об их свойствах. Создались предпосылки для принципиально новых подходов к постановке диагноза, терапии, прогнозу и профилактике многих, особенно хронических, заболеваний и патологических состояний. Ныне нельзя признать лечение квалифицированным без учёта иммунного статуса больного, его расстройств и коррекции. Использование наряду с общепринятыми методами лечения различных заболеваний иммуномодулирующей терапии приводит к более полному и стабильному выздоровлению, к укорочению сроков течения болезни и к предупреждению хронизации и рецидивов.

Из вышеизложенного ясно, что современному лечащему врачу для выбора оптимального варианта лечения иммунокоррекции должен:



ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ


Для определения состояния иммунной системы человека проводятся анализы крови с помощью счетчика иммуноферментного анализа (счетчик ИФА).

Счетчик ИФА основан на определении оптической плотности крови, обработанной перед этим, специальными химическими веществами (реагентами). Измерения оптической плотности проводятся в диапазонах 460-490 нм. За один раз аппарат может обработать до 96 проб (8 * 12) с исследуемой кровью, помещенную в ячейки планшета (Рисунок 1).


Рисунок 1

Оптическая схема анализатора представлена на рисунке 2. Поток излучения от источника света 1 с помощью систем линз 2, 3, диафрагм 4, 5, 6, восьмиканального волоконного световода 7 передается через 8 ячеек одного столбца планшета 8 на светочувствительные поверхности фотодиодов.


1 - лампа; 2, 3, 11 - линзы; 4, 5, 6 - диафрагмы; 7 - световод; 8 - планшет;
9 - фотодиод; 10 - набор светофильтров.

Рисунок 2

Сигнал с фотодиодов усиливается и подается на мультиплексор, затем в АЦП. Оцифрованный сигнал обрабатывается встроенным микроконтроллером и передается через последовательный асинхронный интерфейс (COM-порт) в ЭВМ с целью дальнейшей обработки, хранения, создания отчетов и ведения статистики.

Для получения хорошей точности измерения необходимо обеспечить определенную температуру в зоне измерения. Для этого имеется термодатчик и нагреватель, управляемый микроконтроллером. Калибровка прибора осуществляется программно в ЭВМ с помощью нелинейных функций - преобразователей, коэффициенты для которых находятся с помощью метода наименьших квадратов.

Y(x) = C1 + C2*x + C3*x2;

Это удешевит аппаратную часть и сократит время на калибровку системы с помощью специального калибровочного планшета и программной поддержке.

Для повышения точности измерения и предотвращения появления горубых погрешностей, необходимо многократное измерение оптической плотности с последующей статистической обработки результатов. Вычисление среднего и оценки дисперсии среднеквадратичного отклонения (СКО). В случае, если, при проведении серии замеров, СКО будет лежать вне интервала заданной точности, с учетом доверительной вероятности 0,99, результат будет считаться не достоверным. Такое решение гарантирует высокую точность измерений и является звеном контролирования исправности диагностической системы.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Вершигора А.Е. Общая иммунология, Киев, Высшая школа, 1990
  2. Иммунологические методы ( п/р Фримеля Г.) М.,Медицина,1987
  3. Иммунология, тт.1-3, ( п/р У.Пола) М.,Мир,1987
  4. Иммуноферментный анализ (п/р Т.Т.Нго, Г.Ленхоффа),М.,Мир,1988
  5. Теория и практика иммуноанализа, А.М. Егоров, А.П. Осипов, Б.Б. Дзантиев, Е.М. Гаврилова, Москва «Высшая Школа» 1991.
  6. Остерман Л.А. Исследование биологических макромолекул электрофокусированием, иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами.М.,Мир,1983
  7. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – Москва: Высш. шк., 2001. – 479 с.
  8. Сергиенко В.И., Бондарева И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. – Москва: Медицина, 2000. – 255с.
  9. Игорь Гайдышев Анализ и обработка данных: справочник Питер, 2001
  10. Пей Ан Сопряжение ПК с Внешними устройствами Москва: ДМК, 2001
  11. Мудров Численные методы. - Москва: Высшая школа, 1997г.


Диссертация    Эл.библиотекa    Ссылки

На главную страницу