СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
METHOD OF DETERMINING GLUCOSE CONCENTRATION IN BLOOD

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, в частности к эндокринологии, и может быть использовано для предварительной диагностики сахарного диабета II типа при профилактических обследованиях населения.
Известен способ диагностики сахарного диабета [см. кн Камышева Е.М., Покалев Г.М. Сахарной диабет: современное представление, клинические симптомы, синдромы, врачебная практика. - Н. Новгород: Изд-во Нижегородской гос. мед. акад., 1999, с.71-73.], включающий определение концентрации глюкозы в плазме крови с помощью биохимического анализа.
К недостаткам способа относятся необходимость забора крови для проведения анализа, что является фактором риска инфекционных заболеваний, и значительные затраты на аппаратуру и реактивы для проведения биохимического анализа.
1,9
K
За прототип принят способ определения концентрации глюкозы в крови [см.Патент №2198586 (РФ), А61В 5/022, №2000123186 / Эльбаев А.Д.; Акаева С.А.; Курданов Х.А. - 2003], в котором утром, натощак, пациенту измеряют систолическое и диастолическое артериальное давление последовательно на левой и правой руках, определяют коэффициент корреляции К, представляющий собой отношение наибольшего из измеренных значений систолического артериального давления на левой и правой руках к наименьшему из измеренных значений диастолического артериального давления на левой и правой руках, и рассчитывают содержание глюкозы в крови Р по формуле P=0,245•E• (ммоль/л), где Е - постоянная, Е≈2,71828, К - коэффициент корреляции. Способ позволяет сократить время обследования и проводить определение уровня глюкозы в крови неинвазивным методом.
Недостатками прототипа являются низкая метрологическая эффективность из-за высокой погрешности в широком диапазоне измерения, обусловленной фиксированной статистической характеристикой.
Технической задачей способа является повышение метрологической эффективности, за счет исключения методической погрешности.
0
0
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе определения концентрации глюкозы в крови утром, натощак, измеряют систолическое и диастолическое артериальное давление последовательно на левой и правой руках пациента, определяют отношение n наибольшего из измеренных значений систолического артериального давления на левой и правой руках к наименьшему из измеренных значений диастолического артериального давления на левой и правой руках, в отличие от прототипа измеряют глюкозу в крови через отношение n по калибровочной характеристике, калибровку проводят априори на границах адаптивного диапазона для пациентов с известными содержанием глюкозы и регистрируемым отношением n, по которым находят предельное отношение n систолического давления к диастолическому давлению и предельное содержание Р глюкозы в крови, по которым строят калибровочную характеристику для определения действительного содержания Р глюкозы в крови.
Сущность предлагаемого способа поясняют фиг.1-3.
1. При обследовании пациента утром, натощак, измеряют параметры артериального давления, в мм рт.ст.:
- уровень систолического АД на левой руке - А1;
- уровень диастолического АД на левой руке - А2;
- уровень систолического АД на правой руке - A3;
- уровень диастолического АД на правой руке - А4.
S
2. Сравнивают показатели А1 и A3, выбирают наибольшее - PSmax=P.
D
Сравнивают показатели А2 и А4, выбирают наименьшее - PDmin=P.
S
D
3. Регистрируют отношение n максимального систолического давления P к минимальному диастолическому давлению Р на левой и правой руках
4. Определяют содержание Р глюкозы в крови по калибровочной характеристике, ммоль/л:
0
0
S
D
через отношение n максимального систолического и минимального диастолического давления (фиг.1 кривая 2), с учетом информативных параметров: Р - предельное содержание глюкозы в крови и n - предельное отношение давлений P/P.
1
2
1
2
1
1
2
2
0
0
5. Калибровку проводят априори на границах адаптивного диапазона для пациентов с известным содержанием P, Р глюкозы в крови, для которых регистрируют отношения n и n систолического давления к диастолическому давлению. По двум регистрируемым и известным значениям n, P и n, P находят предельное отношение n систолического давления к диастолическому давлению и предельное содержание глюкозы Р в крови (фиг.1).
0
Информативный параметр n находят из системы уравнений
Поделим второе уравнение системы (3) на первое
0
max
min
и после логарифмирования находим информативный параметр n предельного отношения систолического PS к диастолическому PD давлению:
0
Предельное содержание P глюкозы в крови определяют из инверсной относительно (3) системы уравнений
после деления второго уравнения системы (5) на первое
2
1
2
0
1
0
n/n=ln(P/P)/ln(P/P).
1
2
Принимая отношение n/n=k, получим соотношение
1
0
2
0
k·ln(P/P)=ln(P/P),
что соответствует после экспоненцирования выражению
1
0
2
0
k
(P/P)=P/P.
0
Отсюда находим второй информативный параметр Р - предельное содержание глюкозы в крови
К преимуществам предлагаемого способа диагностики по сравнению с прототипом относится повышение точности способа за счет исключения методической погрешности посредством калибровки в адаптивном диапазоне, регламентируемым нормируемыми значениями на его границах.
Предлагаемый способ диагностики сахарного диабета может быть использован в качестве экспресс-метода при проведении массовых профилактических обследований населения.
i
Докажем метрологическую эффективность предлагаемого способа относительно прототипа по достоверности измерений в адаптивном диапазоне для исследуемой зависимости F (фиг.1 кривая 1).
1
2
1
2
0
0
Например, найдем для известных значений Р=4, Р=10 и регистрируемым отношениям n=1,469, n=1,956 по алгоритмам (4) и (6) информативные параметры n=0,526, P=0,245.
0
0
i
По найденным параметрам n и P находим из (2) калибровочную характеристику Р (фиг.1 кривая 2):
.
i
i
i
Оценим достоверность (фиг.3) калибровочной характеристики P (фиг.2 кривая 2) относительно исследуемой F (фиг.2 кривая 1) по относительной погрешности ε:
Из графика (фиг.3) видно, что относительная погрешность достоверности не превышает 1,4%, за счет использования калибровочной характеристики в адаптивном диапазоне с нормированными значениями на границах, что на порядок ниже прототипа (±10-15%) [см. Эльбаев А.Д. Диагностические системы взаимосвязи параметров гемодинамики и уровня глюкозы в крови // Клиническая физиология кровообращения. №3, 2006. С.18].
i
i
Оценим методическую погрешность δ (фиг.4) исследуемой характеристики F (фиг.4 кривая 1) от калибровочной Р (фиг.4 кривая 2) при параметрическом дрейфе ΔР и Δn по формуле:
Результаты оценки методической погрешности по формуле (8) представлены на фиг.5. Из графика (фиг.5) видно, что методическая погрешность при изменении входных характеристик на 1% изменяется на 100-150%, то есть на два порядка в заданном диапазоне.
Таким образом, измерение глюкозы в крови по калибровочной характеристике, регламентируемой нормируемыми значениями на границах адаптивного диапазона, в отличие от прототипа повышает достоверность на порядок и на два порядка снижает методическую погрешность, что в итоге повышает метрологическую эффективность определения концентрации глюкозы по давлению.