RU2542427C2 - Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases - Google Patents

Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases Download PDF

Info

Publication number
RU2542427C2
RU2542427C2 RU2013111136/15A RU2013111136A RU2542427C2 RU 2542427 C2 RU2542427 C2 RU 2542427C2 RU 2013111136/15 A RU2013111136/15 A RU 2013111136/15A RU 2013111136 A RU2013111136 A RU 2013111136A RU 2542427 C2 RU2542427 C2 RU 2542427C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
patient
urine
diseases
distribution
diagnostic indicator
Prior art date
Application number
RU2013111136/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013111136A (en
Inventor
Владимир Генриевич Меледин
Антон Сергеевич Чубов
Игорь Семёнович Кунин
Сергей Владимирович Двойнишников
Юрий Александрович Аникин
Григорий Владимирович Бакакин
Владимир Геннадьевич Главный
Владимир Антонович Павлов
Виталий Владиславович Рахманов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН)
Открытое акционерное общество "Институт оптико-электронных информационных технологий" (ОАО "ИОИТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН), Открытое акционерное общество "Институт оптико-электронных информационных технологий" (ОАО "ИОИТ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН)
Priority to RU2013111136/15A priority Critical patent/RU2542427C2/en
Priority to EA201500888A priority patent/EA029562B1/en
Priority to PCT/RU2014/000145 priority patent/WO2014142710A1/en
Publication of RU2013111136A publication Critical patent/RU2013111136A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542427C2 publication Critical patent/RU2542427C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to diagnostics, and can be used for the non-invasive laser nano-diagnostics of oncologic diseases. That is ensured by examining patient's biological fluid by a laser correlation spectroscopy; a diagnostic indicator is determined, and a disease is diagnosed by the value of the diagnostic indicator. The above biological fluid is patient's urine, while the patient's diagnostic indicator is a root mean square deviation from a reference time-and-frequency fluctuation of light diffusion intensity in the frequency range of 1-106 Hz.
EFFECT: invention provides the early non-invasive diagnostics of oncologic diseases, especially oncourologic ones.
15 dwg

Description

Изобретение относится к области нанотехнологий - исследований наноструктур в биологических жидкостях с помощью оптических средств и может быть использовано в медицине для диагностики онкологических и иных заболеваний, особенно на ранних стадиях, а также для оценки эффективности проводимого лечения. Изобретение может быть использовано для решения задачи массового профилактического скрининга населения.The invention relates to the field of nanotechnology - research of nanostructures in biological fluids using optical means and can be used in medicine for the diagnosis of cancer and other diseases, especially in the early stages, as well as for evaluating the effectiveness of the treatment. The invention can be used to solve the problem of mass prophylactic screening of the population.

В клинической практике широко используется метод диагностики заболеваний по анализу скорости осаждения эритроцитов (СОЭ) в плазме крови, предложенный Т.П. Панченковым еще в 1924 году. К настоящему времени наработана богатейшая статистика использования данных СОЭ при диагностике различных, в том числе, онкоурологических заболеваний. Высокая чувствительность метода СОЭ основана на изменении пространственной структуры белков в плазме крови при различных заболеваниях. При этом изменяется эффективная гидродинамическая вязкость плазмы крови, которая визуализируется смещением границы столбика осаждающихся эритроцитов в стеклянном капилляре. Оценка величины СОЭ производится замером смещения границы эритроцитарной массы за заданный интервал времени, составляющий, как правило, один час. Существующий метод измерения СОЭ является косвенным: информация о заболевании содержится в гидродинамическом размере белковых структур плазмы крови, а измеряется высота столба осажденной эритроцитарной массы.In clinical practice, a method for diagnosing diseases by analyzing the erythrocyte sedimentation rate (ESR) in blood plasma, proposed by T.P., is widely used. Panchenkov back in 1924. To date, a wealth of statistics has been accumulated on the use of ESR data in the diagnosis of various, including oncourological diseases. The high sensitivity of the ESR method is based on a change in the spatial structure of proteins in blood plasma in various diseases. In this case, the effective hydrodynamic viscosity of the blood plasma changes, which is visualized by the displacement of the border of the column of deposited red blood cells in a glass capillary. Evaluation of ESR is carried out by measuring the displacement of the border of the erythrocyte mass for a given time interval, which is usually one hour. The existing method for measuring ESR is indirect: information about the disease is contained in the hydrodynamic size of the protein structures of blood plasma, and the height of the column of the deposited erythrocyte mass is measured.

Сущность предлагаемого неинвазивного способа лазерной нанодиагностики онкологических заболеваний заключается в использовании прямой аналогии между структурными комплексами в плазме крови и в моче человека. Состояние организма оценивается на основе нанодиагностики путем прямого измерения гидродинамических размеров белковых наноструктур в моче по результатам ее лазерной корреляционной спектроскопии. Одним из важнейших преимуществ заявляемого способа является возможность использования всех накопленных за длительный период медицинских знаний об изменениях СОЭ при различных, в том числе, уроонкологических заболеваниях.The essence of the proposed non-invasive method for laser nanodiagnostics of cancer is the use of a direct analogy between the structural complexes in blood plasma and in human urine. The state of the body is estimated on the basis of nanodiagnostics by directly measuring the hydrodynamic dimensions of protein nanostructures in the urine according to the results of its laser correlation spectroscopy. One of the most important advantages of the proposed method is the ability to use all accumulated over a long period of medical knowledge about changes in ESR in various, including urooncological diseases.

Метод лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС) позволяет строить распределения по размерам взвешенных в жидкости наночастиц в диапазоне от 1 нм до 10 мкм. В жидкости частицы находятся в процессе броуновского движения, их диффузия и скорость обратно пропорциональны размерам. Для определения коэффициента диффузии производится анализ характерной частотно-временной флуктуации интенсивности светорассеяния в заданном угловом спектре и решается соответствующая обратная задача.The method of laser correlation spectroscopy (LKS) allows you to build the size distribution of suspended in a liquid nanoparticles in the range from 1 nm to 10 μm. In a liquid, particles are in the process of Brownian motion, their diffusion and velocity are inversely proportional to size. To determine the diffusion coefficient, an analysis is made of the characteristic time-frequency fluctuation of the light scattering intensity in a given angular spectrum and the corresponding inverse problem is solved.

Для диагностики онкологических заболеваний известны способы исследования растворов плазмы крови пациента методом ЛКС, позволяющие оценивать пространственно-структурные изменения молекулярных комплексов в плазме крови и на основе полученных данных диагностировать онкологическое заболевание, либо высокую вероятность его возникновения.For the diagnosis of oncological diseases, methods for studying a patient’s blood plasma solutions by the LKS method are known, which allow one to evaluate the spatial and structural changes in molecular complexes in blood plasma and, based on the data obtained, diagnose an oncological disease, or a high probability of its occurrence.

Известен способ диагностики онкологических заболеваний путем исследования слабого водного раствора нативной плазмы или нативной сыворотки крови пациента методом ЛКС [патент RU 2132635, 07.10.1999, А61В 5/00].A known method for the diagnosis of cancer by examining a weak aqueous solution of native plasma or native blood serum of a patient by the LKS method [patent RU 2132635, 07.10.1999, АВВ 5/00].

Известен способ диагностики онкологических заболеваний [патент RU2219549, 30.09.2002, G01N 33/52, G01N 33/49], включающий исследование методом ЛКС двух слабых водных растворов нативной плазмы или нативной сыворотки крови пациента, в один из которых добавляют щелочь, а в другой - кислоту.A known method for the diagnosis of cancer [patent RU2219549, 09/30/2002, G01N 33/52, G01N 33/49], including the study by the LKS method of two weak aqueous solutions of native plasma or native blood serum of a patient, in one of which alkali is added, and in the other - acid.

Известен способ диагностики онкологических заболеваний [патент RU2276786, 24.01.2005, G01N 33/48], включающий последовательное исследование методом ЛКС трех слабых водных растворов нативной плазмы или нативной сыворотки крови пациента, при этом в один из растворов добавляют щелочь, в другой - кислоту, а третий свободный от щелочи и кислоты подвергают СВЧ-воздействию.A known method for the diagnosis of cancer [patent RU2276786, 24.01.2005, G01N 33/48], including a consistent study by the LKS method of three weak aqueous solutions of native plasma or native blood serum of a patient, with alkali being added to one of the solutions and acid to the other, and the third free of alkali and acid is subjected to microwave exposure.

Известные способы диагностики онкологических заболеваний с использованием ЛКС направлены на повышение эффективности диагностики.Known methods for the diagnosis of cancer using LKS are aimed at increasing the efficiency of diagnosis.

Общим недостатком упомянутых способов является их инвазивность и, следовательно, связанная с ней травматичность и болезненность процедуры забора биологического материала - крови, необходимость использования труда квалифицированных медработников, соблюдения мер безопасности для обеспечения профилактики ВИЧ-инфекции, вирусного гепатита и других инфекционных заболеваний, а также сложность в подготовке материала к исследованию, что делает известные способы непригодными для скрининга и массового обследования населения.A common disadvantage of the above methods is their invasiveness and, consequently, the invasiveness and morbidity of the procedure for taking biological material - blood, the need to use the work of qualified health workers, safety measures to ensure the prevention of HIV infection, viral hepatitis and other infectious diseases, as well as the complexity in preparing the material for the study, which makes the known methods unsuitable for screening and mass screening of the population.

Задачей настоящего изобретения является создание неинвазивного способа нанодиагностики онкологических заболеваний.The objective of the present invention is to provide a non-invasive method for nanodiagnostics of cancer.

Поставленная задача решается путем использования материала, не использовавшегося ранее для диагностики онкозаболеваний способом лазерной корреляционной спектроскопии и не требующего специальной подготовки процедур нанодиагностики.The problem is solved by using material that was not previously used for the diagnosis of cancer by laser correlation spectroscopy and does not require special preparation of nanodiagnostics procedures.

Новый неинвазивный способ лазерной нанодиагностики онкологических заболеваний заключается в исследовании биологической жидкости пациента методом ЛКС, определении диагностического показателя и диагностировании заболевания по значению диагностического показателя и отличается тем, что в качестве биологической жидкости используют фильтрованную мочу пациента, а в качестве диагностического показателя пациента используют среднеквадратичное отклонение от эталонной частотно-временной флуктуации интенсивности светорассеяния в полосе частот 1-106 Гц.A new non-invasive method for laser nanodiagnostics of oncological diseases consists in examining the patient’s biological fluid using the LKS method, determining the diagnostic indicator and diagnosing the disease by the value of the diagnostic indicator and differs in that the patient’s filtered urine is used as the biological fluid, and the standard deviation from the patient is used reference frequency-time fluctuation of the light scattering intensity in the band frequencies 1-10 6 Hz.

На фигурах представлены примеры распределения размеров частиц в моче здорового человека и больных онкоурологическими и рядом других заболеваний, а также результаты анализа полученных экспериментальных данных. Фигуры подробно описаны в разделе «Обоснование промышленной применимости».The figures show examples of the distribution of particle sizes in the urine of a healthy person and patients with oncourological and a number of other diseases, as well as the results of the analysis of the obtained experimental data. The figures are described in detail in the section "Justification of industrial applicability".

Предлагаемый способ позволяет оценить состояние организма путем прямого измерения распределения по размерам наноструктур в моче человека по результатам ее лазерной корреляционной спектроскопии.The proposed method allows to assess the state of the body by directly measuring the size distribution of nanostructures in human urine according to the results of its laser correlation spectroscopy.

Способ осуществляют путем выполнения ряда последовательных операций:The method is carried out by performing a series of sequential operations:

1) центрифугируют исследуемый образец мочи обследуемого пациента не менее 15 минут со скоростью 2000-3000 об/мин (центрифугирование применяется во всех известных способах диагностики онкозаболеваний с помощью лазерной корреляционной спектроскопии для подготовки биологического материала к исследованию);1) centrifuged the urine sample of the patient under examination for at least 15 minutes at a speed of 2000-3000 rpm (centrifugation is used in all known methods for the diagnosis of cancer using laser correlation spectroscopy to prepare biological material for the study);

2) получают надосадочный слой центрифугированного образца мочи и помещают его в пробирку для дальнейших исследований;2) receive a supernatant of a centrifuged urine sample and place it in a test tube for further studies;

3) измеряют флуктуации интенсивности светорассеяния в полосе частот 1-106 Гц в исследуемом образце мочи методом ЛКС;3) measure fluctuations in the intensity of light scattering in the frequency band 1-10 6 Hz in the test sample of urine by the LKS method;

4) определяют значения диагностического показателя, вычисляя среднеквадратичное отклонение частотно-временных флуктуации интенсивности светорассеяния в полосе частот 1-106 Гц пациента от эталонной частотно-временной флуктуации интенсивности светорассеяния в той же полосе частот, причем эталонную флуктуацию интенсивности светорассеяния определяет данный параметр у заведомо здоровых пациентов;4) determine the values of the diagnostic indicator by calculating the standard deviation of the frequency-time fluctuations of the light scattering intensity in the frequency band of 1-10 6 Hz of the patient from the standard frequency-time fluctuation of the light scattering intensity in the same frequency band, and the reference fluctuation of the light scattering intensity is determined by this parameter in obviously healthy patients

5) сравнивают диагностический показатель с принятым за норму у обследованных данным методом пациентов показателем, причем нормальный показатель получают по экспериментальной статистически представительной базе данных, содержащей диагностические показатели как клинических верифицированных онкологических больных, так и неонкологических больных, а также практически здоровых;5) compare the diagnostic indicator with the indicator accepted for the norm for the patients examined by this method, and the normal indicator is obtained from an experimental statistically representative database containing diagnostic indicators of both clinical verified oncological patients and non-cancer patients, as well as practically healthy ones;

6) определяют наличие или высокую вероятность возникновения онкологического либо иного заболевания по факту выхода полученных значений диагностического показателя за пределы допустимого интервала значений, принятого за норму.6) determine the presence or high probability of occurrence of an oncological or other disease upon the fact that the obtained values of the diagnostic indicator are outside the acceptable range of values accepted as the norm.

Способ осуществляют с использованием любых приборов, которые реализуют метод лазерной корреляционной спектроскопии, либо лазерной доплеровской спектроскопии, которые позволяют измерять распределение по размерам наночастиц и наноструктур в жидкости.The method is carried out using any devices that implement the method of laser correlation spectroscopy, or laser Doppler spectroscopy, which allows you to measure the size distribution of nanoparticles and nanostructures in a liquid.

Предлагаемый способ диагностики онкологических заболеваний не предусматривает специальной подготовки материала к исследованию, не требует использования труда высококвалифицированного медицинского персонала. При его использовании нет необходимости соблюдения мер повышенной безопасности по обеспечению профилактики ВИЧ-инфекции, вирусного гепатита и других инфекционных заболеваний.The proposed method for the diagnosis of cancer does not provide for special preparation of material for research, does not require the use of labor of highly qualified medical personnel. When using it, there is no need to observe increased safety measures to ensure the prevention of HIV infection, viral hepatitis and other infectious diseases.

Предлагаемый способ диагностики является неинвазивным и может широко использоваться с целью профилактического скрининга населения, не только взрослых, но и детей (формирования групп повышенного онкориска с последующим мониторингом).The proposed diagnostic method is non-invasive and can be widely used for the purpose of prophylactic screening of the population, not only adults, but also children (the formation of groups of increased cancer risk with subsequent monitoring).

Обоснование промышленной применимости.Justification of industrial applicability.

В ходе мультидисциплинарных поисковых работ по физической жидкостной нанодиагностике специалистами ИТ СО РАН и ОАО «ИОИТ» совместно с онкоурологическим отделением Муниципальной клинической больницы №1 г. Новосибирска был проведен комплекс предварительных лабораторных исследований по заявляемому неинвазивному способу лазерной нанодиагностики онкологических заболеваний.During multidisciplinary searches on physical liquid nanodiagnostics by specialists of IT SB RAS and OJSC “IOIT”, together with the oncological department of the Municipal Clinical Hospital No. 1 of Novosibirsk, a complex of preliminary laboratory studies was performed on the claimed non-invasive method of laser nanodiagnostics of cancer.

Методы ЛКС и лазерной доплеровской спектроскопии наночастиц в биологической жидкости реализованы в известных лазерных доплеровских спектрометрах ЛАД-075/079, разработанных и созданных авторами, которые использовались при проведении экспериментальных исследований.The methods of LKS and laser Doppler spectroscopy of nanoparticles in a biological fluid are implemented in the well-known laser Doppler spectrometers LAD-075/079, developed and created by the authors, which were used in experimental studies.

Была накоплена представительная и доказательная статистика распределения размеров наночастиц в моче здоровых доноров и больных онкоурологическими заболеваниями. Получены предварительные данные корреляций пространственных характеристик наноструктур в моче и поставленных врачами диагнозов. Показана перспективность предложенного подхода для целей ранней диагностики онкоурологических заболеваний.Representative and evidence-based statistics on the distribution of nanoparticle sizes in the urine of healthy donors and patients with oncological diseases were accumulated. Preliminary data have been obtained on the correlation of the spatial characteristics of nanostructures in the urine and the diagnoses made by doctors. The prospects of the proposed approach for the early diagnosis of oncourological diseases are shown.

На чертежах представлены примеры графиков распределения наночастиц (белков) в моче здорового человека и больных онкоурологическими заболеваниями.The drawings show examples of graphs of the distribution of nanoparticles (proteins) in the urine of a healthy person and patients with oncological diseases.

На фиг.1 показано распределение наночастиц в моче здорового человека.Figure 1 shows the distribution of nanoparticles in the urine of a healthy person.

На фиг.2 показано распределение наночастиц в моче больного раком почки. Видно наличие более широкого разброса пиков. Есть объекты в районе 2 мкм и нанообъекты с размерами 20-40 нм.Figure 2 shows the distribution of nanoparticles in the urine of a patient with kidney cancer. The presence of a wider spread of peaks is visible. There are objects in the region of 2 microns and nano-objects with sizes of 20-40 nm.

На фиг.3 показано распределение частиц в моче больного раком простаты. Есть нанообъекты размером 20-40 нм.Figure 3 shows the distribution of particles in the urine of a patient with prostate cancer. There are nano-objects with a size of 20-40 nm.

На фиг.4 показано распределение частиц в моче больного раком мочевого пузыря. Присутствуют объекты в районе 2 мкм и нанообъекты размером 20-40 нм.Figure 4 shows the distribution of particles in the urine of a patient with bladder cancer. There are objects in the region of 2 μm and nano-objects with a size of 20-40 nm.

На фиг.5 показана набранная статистика распределения наночастиц в моче здоровых доноров и больных онкоурологическими заболеваниями.Figure 5 shows the collected statistics of the distribution of nanoparticles in the urine of healthy donors and patients with oncological diseases.

Ошибка первого рода предложенного способа нанодиагностики онкологических заболеваний составила 3,8%, что ниже допустимого уровня значимости, составляющего величину, равную 5%. Чувствительность способа по данным экспериментов составила 83%, что является очень хорошим показателем для способа скрининга.The error of the first kind of the proposed method for nanodiagnostics of oncological diseases was 3.8%, which is lower than the acceptable level of significance, amounting to 5%. The sensitivity of the method according to experiments was 83%, which is a very good indicator for the screening method.

На базе АНО «Центр новых медицинских технологий в Академгородке» Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (г. Новосибирск, руководитель академик РАН В.В. Власов) накоплена представительная статистика распределений наночастиц в моче с параллельным биохимическим анализом 163 доноров. Выполнен корреляционный анализ всего массива полученных экспериментальных данных. Доказана работоспособность заявляемого способа и его перспективность. Отмечена возможность применения заявляемого способа лазерной нанодиагностики по анализу распределения наночастиц в моче человека к широкому спектру заболеваний.On the basis of the ANO "Center for New Medical Technologies in Akademgorodok" of the Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine of the SB RAS (Novosibirsk, head of the academician of the RAS VV Vlasov), representative statistics of the distribution of nanoparticles in urine with parallel biochemical analysis of 163 donors has been accumulated. A correlation analysis of the entire array of experimental data obtained is performed. The efficiency of the proposed method and its promise are proved. The possibility of using the proposed method of laser nanodiagnostics to analyze the distribution of nanoparticles in human urine to a wide range of diseases is noted.

На фиг. 6-11 представлены примеры распределения наночастиц в моче больных другими онкозаболеваниями.In FIG. Figures 6–11 show examples of the distribution of nanoparticles in the urine of patients with other cancer diseases.

На фиг. 6 показано распределение частиц в моче больного раком легкого. Присутствуют нанообъекты в широком диапазоне от 10 до 100 нм.In FIG. 6 shows the distribution of particles in the urine of a patient with lung cancer. Nano objects are present in a wide range from 10 to 100 nm.

На фиг. 7 показано распределение частиц в моче больного раком желудка. Широкий разброс наночастиц с ярко выраженными пиками на 25 нм и 110 нм. Есть объекты в районе 2 мкм.In FIG. 7 shows the distribution of particles in the urine of a patient with gastric cancer. Wide spread of nanoparticles with pronounced peaks at 25 nm and 110 nm. There are objects in the region of 2 microns.

На фиг. 8 показано распределение частиц в моче больного раком шейки матки. Нанообъекты от 10 до 100 нм, пики на 15 и 90 нм.In FIG. 8 shows the distribution of particles in the urine of a patient with cervical cancer. Nano objects from 10 to 100 nm, peaks at 15 and 90 nm.

На фиг. 9 показано распределение частиц в моче больного раком молочной железы. Есть нанообъекты размером 20-40 нм, а также от 700 до 1000 нм.In FIG. 9 shows the distribution of particles in the urine of a patient with breast cancer. There are nano-objects with a size of 20-40 nm, as well as from 700 to 1000 nm.

На фиг. 10 показано распределение частиц в моче больного раком щитовидной железы. Есть нанообъекты с размерами 10-200 нм.In FIG. 10 shows the distribution of particles in the urine of a patient with thyroid cancer. There are nano-objects with sizes of 10-200 nm.

На фиг. 11 показано распределение частиц в моче больного раком головного мозга. Широкий разброс частиц с размерами от 10 нм до 2 мкм с множественными пиками.In FIG. 11 shows the distribution of particles in the urine of a brain cancer patient. A wide spread of particles with sizes from 10 nm to 2 μm with multiple peaks.

На фиг. 12÷15 представлены результаты корреляционного анализа.In FIG. 12 ÷ 15 presents the results of correlation analysis.

На фиг. 12 показана корреляция между положением 2-го пика в распределении размеров частиц в моче человека и его возрастом. Коэффициент корреляции Спирмена равен 0,222. Видно, что распределение наночастиц по размерам в моче человека зависит от возраста.In FIG. 12 shows the correlation between the position of the 2nd peak in the distribution of particle sizes in human urine and his age. Spearman's correlation coefficient is 0.222. It is seen that the size distribution of nanoparticles in human urine depends on age.

На фиг. 13÷15 отображены зависимости параметров распределения размеров частиц в моче человека и некоторых параметров биохимических анализов. Полученные зависимости свидетельствуют о возможности применения способа лазерной корреляционной спектроскопии для диагностики не только онкоурологических заболеваний, но и более широкого спектра заболеваний.In FIG. 13-15 shows the dependences of the parameters of the distribution of particle sizes in human urine and some parameters of biochemical analyzes. The obtained dependences indicate the possibility of using the method of laser correlation spectroscopy for the diagnosis of not only oncourological diseases, but also a wider range of diseases.

На фиг. 13 показано корреляция между положением 2-го пика в распределении размеров частиц в моче человека и уровнем мочевины в крови. Коэффициент корреляции Спирмена равен 0,549.In FIG. 13 shows the correlation between the position of the 2nd peak in the distribution of particle sizes in human urine and the level of urea in the blood. Spearman's correlation coefficient is 0.549.

На фиг. 14 показано корреляция между полушириной 2-го пика в распределении размеров частиц в моче человека и уровнем ACT. Коэффициент корреляции Спирмена равен 0,313.In FIG. Figure 14 shows the correlation between the half-width of the 2nd peak in the particle size distribution in human urine and the ACT level. Spearman's correlation coefficient is 0.313.

На фиг. 15 показано корреляция между положением 2-го пика в распределении размеров частиц в моче человека и уровнем глюкозы в крови. Коэффициент корреляции Спирмена равен 0,341.In FIG. 15 shows the correlation between the position of the 2nd peak in the distribution of particle sizes in human urine and the level of glucose in the blood. Spearman's correlation coefficient is 0.341.

Предлагаемый способ обладает рядом принципиальных преимуществ для практики, так как безопасность, простота, удобство, малые затраты на реализацию позволяют использовать его при профилактических массовых обследованиях населения, а также в условиях взрослых и детских клиник.The proposed method has a number of fundamental advantages for practice, since safety, simplicity, convenience, low implementation costs allow it to be used in preventive mass examinations of the population, as well as in adult and children's clinics.

Экспериментальные исследования подтвердили высокую точность способа, а также возможность применения его для диагностики не только онкоурологических, но и более широкого спектра заболеваний.Experimental studies have confirmed the high accuracy of the method, as well as the possibility of using it for the diagnosis of not only oncourological, but also a wider range of diseases.

Claims (1)

Неинвазивный способ лазерной нанодиагностики онкологических заболеваний, заключающийся в исследовании биологической жидкости пациента методом лазерной корреляционной спектроскопии, определении диагностического показателя и диагностировании заболевания по значению диагностического показателя, отличающийся тем, что в качестве биологической жидкости используют мочу пациента, а диагностический показатель пациента вычисляют как среднеквадратичное отклонение от эталонной частотно-временной флуктуации интенсивности светорассеяния в полосе частот 1-106 Гц. A non-invasive method of laser nanodiagnostics of oncological diseases, which consists in examining a patient's biological fluid by laser correlation spectroscopy, determining a diagnostic indicator and diagnosing a disease by the value of a diagnostic indicator, characterized in that patient’s urine is used as biological fluid, and the patient’s diagnostic indicator is calculated as the standard deviation from the standard time-frequency fluctuation of light scattering intensity in the frequency range 1-106 Hz
RU2013111136/15A 2013-03-12 2013-03-12 Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases RU2542427C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111136/15A RU2542427C2 (en) 2013-03-12 2013-03-12 Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases
EA201500888A EA029562B1 (en) 2013-03-12 2014-03-05 Non-invasive method for laser nano-diagnostics of cancer diseases
PCT/RU2014/000145 WO2014142710A1 (en) 2013-03-12 2014-03-05 Non-invasive method for laser nanodiagnostics of oncological diseases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111136/15A RU2542427C2 (en) 2013-03-12 2013-03-12 Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013111136A RU2013111136A (en) 2014-09-20
RU2542427C2 true RU2542427C2 (en) 2015-02-20

Family

ID=51537183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013111136/15A RU2542427C2 (en) 2013-03-12 2013-03-12 Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA029562B1 (en)
RU (1) RU2542427C2 (en)
WO (1) WO2014142710A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2586274C1 (en) * 2014-12-08 2016-06-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of assessing effectiveness of preventive screening in patients relating to groups of health demographic risk population

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132635C1 (en) * 1996-09-30 1999-07-10 Алексеев Сергей Григорьевич Method and device for diagnosing oncological diseases
UA14177U (en) * 2005-09-09 2006-05-15 Ukrainian Scient Res I Of Medi Method for assessing renal homeostasis
US20080026410A1 (en) * 2004-12-02 2008-01-31 Antonia Vlahou Biomarkers for Bladder Cancer
WO2011053247A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Agency For Science, Technology And Research Method for the detection of an analyte by surface enhanced raman spectroscopy (sers)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132635C1 (en) * 1996-09-30 1999-07-10 Алексеев Сергей Григорьевич Method and device for diagnosing oncological diseases
US20080026410A1 (en) * 2004-12-02 2008-01-31 Antonia Vlahou Biomarkers for Bladder Cancer
UA14177U (en) * 2005-09-09 2006-05-15 Ukrainian Scient Res I Of Medi Method for assessing renal homeostasis
WO2011053247A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Agency For Science, Technology And Research Method for the detection of an analyte by surface enhanced raman spectroscopy (sers)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАПАЯН А.В. и др. Дифференциально-значимые сдвиги субфракционного состава мочи, определяемые методом лазерной корреляционной спектроскопии, в диагностике заболеваний почек у детей сообщение II.// Нефрология, 2001, N1, с.74-81, реферат *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014142710A1 (en) 2014-09-18
RU2013111136A (en) 2014-09-20
EA029562B1 (en) 2018-04-30
EA201500888A1 (en) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Correa et al. Geometric diagnosis of erythrocyte morphophysiology
JP6990185B2 (en) Infection detection and identification system and method
Nedosekin et al. Photoacoustic and photothermal detection of circulating tumor cells, bacteria and nanoparticles in cerebrospinal fluid in vivo and ex vivo
González-Solís et al. Cervical cancer detection based on serum sample Raman spectroscopy
EP2713878B1 (en) Optical thromboelastography system and method for evaluation of blood coagulation metrics
EP3997441A1 (en) Systems and methods for evaluating immune response to infection
US20150185207A1 (en) Quantifying Neutrophil Concentration in Blood
RU2542427C2 (en) Non-invasive laser nano-diagnostic technique for oncologic diseases
CN106645079A (en) Human blood type identifying method based on erythrocyte laser tweezers Raman spectroscopy
Kistenev et al. Laser spectroscopy and chemometric study of the specific features of air exhaled by patients with lung cancer and chronic obstructive pulmonary disease
JP6181187B2 (en) Portal and method for managing dialysis therapy
Harris et al. Emerging Eye-Based Diagnostic Technologies for Traumatic Brain Injury
EP4217708A1 (en) Methods for evaluating mis-c associated with covid-19
RU2519151C1 (en) Differential diagnostic technique for cerebral growths
RU2447450C2 (en) Method for evaluating severity of disturbed red blood cell aggregation
Kang Simultaneous measurement method of erythrocyte sedimentation rate and erythrocyte deformability in resource-limited settings
RU2257143C1 (en) Method for evaluating efficiency in restoring vertical posture in patients with statodynamic disorders
RU2622761C2 (en) Method for early diagnosis of diseases by optical measurement of native biological fluid physical characteristics
Iosifidis et al. Design of an embedded sensor system for measuring laser scattering on blood cells
UA79837C2 (en) Method of the eczema and atopic dermatitis differential diagnostics by means of laser correlation blood spectroscopy
RU2562573C2 (en) Method of diagnosing brain tumours
Martín-Mateos et al. Fluorescence Spectroscopic Instrument for the Identification of Hyperglycemia
RU2011133485A (en) METHOD FOR EXPRESS DIAGNOSTICS OF BRONPULOPHONIC DISEASES
Meledin et al. A laser doppler spectroscopy method for laser nanodiagnostics of oncologic diseases
WO2022066126A1 (en) In-vivo blood type identifying device and method of use