DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-2-202-208


УДК543.4/ 519.237

ВЫЯВЛЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА II ТИПА МЕТОДАМИ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И МУЛЬТИВАРИАНТНОГО АНАЛИЗА СЫВОРОТКИ КРОВИ

Носенко Т.Н., Ситникова В.Е., Олехнович Р.О., Успенская М.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Носенко Т.Н., Ситникова В.Е., Олехнович Р.О.,Успенская М.В.Выявление сахарного диабета II типа методами инфракрасной спектроскопии и мультивариантного анализа сыворотки крови // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 2. С. 202–208. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-2-202-208



Аннотация

Предложен метод выявления сахарного диабета IIтипа. Для анализа сывороток крови применен метод инфракрасной спектроскопии с последующей обработкой методами мультивариантного анализа. Исследована сыворотка крови 44 больных сахарным диабетом и 30 здоровых доноров – в качестве контрольной группы. ИК-спектры образцов сыворотки регистрировались в диапазоне 4000–600 см–1на спектрометре Tensor 37 фирмы Bruker при помощи приставки  для регистрации спектров  нарушенного полного внутреннего отражения MIRacle фирмы Pike с кристаллом из селенида цинка и алмазным напылением. Спектры каждого образца регистрировались с разрешением 2 см–1 и усреднялись по 32 накоплениям. Измерения проводились при постоянной температуре и влажности воздуха. Применены многомерные методы обработки больших массивов данных, такие как кластерный анализ, метод проекции на латентные структуры, метод главных компонент для дифференциации групп здоровых доноров и пациентов, больных сахарным диабетом. Каждый из трех представленных методов дает наилучшие результаты при рассмотрении первой производной спектров во всем измеренном диапазоне длин волн. Кластерный анализ обеспечивает чувствительность 100 % и специфичность 95,8 % для используемой выборки. Метод главных компонент позволяет разделить выборку по группам. Анализ по методу проекции на латентные структуры показал чувствительность 100 % и специфичность 96,6 %. Показана целесообразность применения методов мультивариантного анализа для определения принадлежности образца сыворотки крови к группе пациентов.


Ключевые слова: сахарный диабет, инфракрасная спектроскопия, мультивариантный анализ, сыворотка крови, кластерный анализ, метод главных компонент, метод проекций на латентные структуры

Список литературы
  1. McNeillJ.H.,Rodrigues B. The diabetic heart: metabolic causes for the development ofcardiomyopathy //Cardiovascular Research. 1996. V. 26. N 10. P. 913–922.doi: 10.1093/cvr/26.10.913
  2. PyorlaK., LaaskoM., UusitupaM. Diabetes and atherosclerosis: an epidemiological view // Diabetes / Metabolism Reviews. 1987. V. 3. N 2. P. 463–524.doi: 10.1002/dmr.5610030206
  3. DhallaN.S., Pierce G.N., Innes I.R., Beamish R.E. Pathogenesis of cardiac dysfunction in diabetes mellitus // Canadian Journal of Cardiology.1985. V. 1. P. 26.
  4. Barer R., Cole A.R., Thompson H.W. Infra-red spectroscopy with the reflecting microscope in physics, chemistry and biology // Nature. 1949. V. 163. N 4136. P. 198–201.doi: 10.1038/163198a0
  5. PetrichW.,StaibA., Otto M.,SomorjaiR.L. Correlation between the state of health of blood donors and the corresponding mid-infrared spectra of the serum //VibrationalSpectroscopy. 2002. V. 28. P. 117–129.doi: 10.1016/s0924-2031(01)00151-5
  6. Худяков Е.С.,КочелаевЕ.А., Волчек А.О., Кирсанов Д.О.,Джагацпанян И.Э. Применение методовхемометрики для анализабиоаэрозолейпроточно-оптическим методом // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 1. С. 30–38. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-1-30-38
  7. Juqiang L.,Zufang H.,Jing W.Raman spectroscopy of human hemoglobin for diabetes detection //Journal of InnovativeOptical Health Sciences. 2014. V. 7. N 1. P. 1350051. doi: 10.1142/s179354581350051x
  8. Kan-ZhiL.,RatnaB., Henry H.M.Infrared spectroscopic study of diabetic platelets //VibrationalSpectroscopy. 2002. V. 28. N 1. P. 131–136.doi: 10.1016/s0924-2031(01)00163-1
  9. Nord C., Eriksson M., Dicker A., Eriksson A., Grong E.,Ilegems E.,Marvik R., Kulseng B., Berggren P., Gorzsas A., Ahlgren U.Biochemical profiling of diabetes disease progression by multivariatevibrationalmicrospectroscopyof the pancreas // Scientific Reports. 2017. V. 7.N 1. Art. 6646. doi: 10.1038/s41598-017-07015-z
  10. FerideS.,Kaptan N., Turan B.Fourier transform infrared spectroscopic studies of diabetic rat heart crude membranes // Spectroscopy. 2003. V. 17. N 2-3. P. 569–577.
  11. Mediani A.,AbasF., Maulidiani M.,AbuBakarSajak A.,AlfiKh., Chin P.T.,IntanSafinarI.,KhozirahSh.,AminI., Lajis N.H.Metabolomicanalysis and biochemical changes in the urine and serum ofstreptozotocin-induced normal- and obese-diabetic rats //Journal of Physiology and Biochemistry.2018.V. 74.N 3.P. 403–416. doi: 10.1007/s13105-018-0631-3
  12. Srividya P., Renuga Devi T.S., Gunasekaran S.FTIR spectral study on diabetic blood samples-monotherapyand combination therapy // OJP. 2012. V. 4(1). P. 17–26.
  13. Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы. Москва:ИПХВ РАН, 2005. 160 с.
  14. Mitchell A.L.,GajjarK.B.,TheophilouG., Martin F.L., Martin H. Vibrationalspectroscopy ofbiofluidsfor disease screening or diagnosis: translation from the laboratory to a clinical setting //Journal ofBiophotonics. 2014. V. 7. N 3–4. P. 153–165. doi: 10.1002/jbio.201400018


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика