Измерять содержание полного гемоглобина крови в организме можно с помощью метода визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне, выяснили специалисты лаборатории клинической биофотоники Сеченовского Университета. Они разработали метод, позволяющий определить уровень полного уровня гемоглобина крови моментально и без отбора крови. При этом оборудование для визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне спектра более дешевое и абсолютно неинвазивно, что расширяет возможности использования в случаях, когда другие методы анализа недоступны. Исследование было опубликовано в журнале Photonics, работа велась совместно с научными сотрудниками ГКБ № 67 имени Л. А. Ворохобова, специалистами НМИЦ радиологии Минздрава России и группой лазерной биофотоники МГУ.

Анализ крови на гемоглобин необходим при диагностике анемии и многих других патологий. На самочувствии сказывается как недостаток гемоглобина, так и его избыток, поэтому анализ на гемоглобин входит в большинство обследований.

Обычно для анализа на гемоглобин используется проба крови пациента, что делает невозможным проведение исследования без квалифицированного медицинского персонала и доступа к лаборатории. Кроме того, постоянный экспресс-мониторинг уровня гемоглобина необходим в ситуациях, когда пациент сталкивается с сильной кровопотерей – например, во время операций и родов, а также при несчастных случаях. При таких обстоятельствах необходимо портативное, неинвазивное, надежное и экономически эффективное решение. Как выяснили ученые Сеченовского Университета, им может быть метод визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне спектра.

Технология основана на оценке изменения интенсивности света при прохождении через крупные сосуды тыльной стороны ладони. Поглощение оксигенированной (то есть связанной с молекулой кислорода) и дезоксигенированной формы гемоглобина в ближнем ИК-диапазоне позволяет отличить вены от окружающих тканей в отраженном или проходящем свете по пониженному содержанию связанной с кислородом формой гемоглобина, а абсолютное значение контраста коррелирует с концентрацией гемоглобина в крови. Установка для такого исследования имеет низкую стоимость по сравнению с гематологическим анализатором, поэтому ее можно использовать в случаях, когда такое оборудование недоступно. Кроме того, для обследования пациенту не нужно сдавать кровь — определение уровня гемоглобина может проводиться по анализу изображений руки при подсветке в специально выбранном диапазоне спектра.

«Неинвазивная оценка уровня гемоглобина в крови – актуальная задача в биомедицинской диагностике. В данной работе по экспериментальным данным и данным моделирования распространения света в тканях нам удалось количественно оценить ошибку определения уровня гемоглобина с помощью инфракрасной визуализации, принимая во внимание различные физиологические параметры, такие как глубина залегания сосудов в тканях, параметры рассеяния, содержание меланина в коже и объемную долю крови в дерме. Мы считаем, что развитие новых подходов к неинвазивной оценке уровня гемоглобина приведет к созданию надежных и точных устройств, применяемых в клинической практике», — отметил старший научный сотрудник лаборатории клинической биофотоники Сеченовского Университета, сотрудник научно-клинического отдела ГКБ № 67 Борис Якимов.

Разработанный метод ученые апробировали на девяти добровольцах, проходящих обследование в приемном отделении Городской клинической больницы № 67. Измерения проводились через 10–15 минут после сбора венозной крови. Данные, полученные с помощью анализа крови, использовались для верификации новой методики.

Погрешность в измерениях составила до 17 г/л. Хотя анализ с помощью оптических методов менее точен, чем инвазивный, в экстренных ситуациях он будет более актуален. Кроме того, в дальнейшем точность можно повысить за счет анализа изменчивости оптических показателей близлежащих областей к сосудам.

Исследование поддержано грантом Правительства Москвы и Московским центром инновационных технологий в здравоохранении.