Медицинский денситометр

(51)4 С 0 М 27 Й 0 ВЯВ е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ ТОРСНОМУ СВИ вич,инов,.Ф.Черн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 3909211/24-25 (22) 14.06,85 (46) 23.05,87. Бюл. У 19 (71) Физико-технический институтим. А.Ф,Иоффе (72) Н.М.Ганжерли, С.Б.Гуре Н.В.Катушкина, В.Б.Констант И.М.Маркелов,И.А.Маурер и Д ых (53) 535.024 (0888) (56) Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л, Электрофорез в разделении биологических объектов макромолекул, М,; Мир, 1982, с.190.Авторское свидетельство СССР В 968711, кл, С 01 И 27/26) 1982. (54) МЕДИЦИНСКИИ ДЕНСИТОМЕТР (57) Изобретение относится к медицинскому приборостроению и может быть использовано для оперативного исследования продуктов разделения биоло" гических объектов электрофорезом. Изобретение позволяет проводить препаративный контролируемый электрофорез биообъекта при малых временных затратах с более высокой информативностью. Для этого в медицинский денги 5 ситометр, содержащий оптически связанные источник 1 излучения, конденсор 5, камеру 6 разделения на фракции биологического объекта, соединенную с источником питания, и блок 14отображения информации, дополнительно введены оптически связанные с источником излучения затвор 2, светоделитель 3, зеркало 8 и второй конденсор 9, узел 4 формирования несущейчастоты, оптически связанный с первымконденсором и камерой разделения, матовая пластинка 7, установленная закамерой разделения, регистратор 10волнового фронта, оптически связанныйс зеркалом и вторым конденсором и 3через матовую пластинку - с камеройразделения, блок 11 считывания, блок13 управления, электрически связанные между собой и оптически с узломзаписи волнового фронта, причем блокуправления также оптически связан сузлом формирования несущей частотыи с затвором и электрически - с блоком 12 питания и блоком 14 отображения информации. 1 ил.131Изобретение относится к медицинскому приборостроению и может быть использовано для оперативного исследования оптических характеристик продуктов разделения биологических объектов электрофорезом.Целью изобретения является обеспеченйе контроля в процессе препаративного электрофореза, сокращение времени исследования, повьшение информативности результатов исследований,На чертеже представлена схема медицинского денситометра.Устройство содержит источник 1 излучения, затвор 2, светоделитель 3, узел 4 Формирования несущей частоты, конденсор 5, камеру б разделения на фракции биологического объекта, матовую пластинку 7, зеркало 8 второй конденсор 9, регистратор 10, блок 11 считывания информации, блок12 питания, блок 13 управления, блок 14 отображения информации.Устройство работает следующим образом,для ФОРмиРования эталонного волнового фронта по команде с блока 13 управления открывается затвор 2 и световой поток от источника 1 излучения через блок 4 формирования несущей частоты и конденсор 5 поступает на камеру б разделения, за которой расположена матовая пластинка 7, являющаяся плоскостью локализации интерференционной картины. Часть излучения от источника 1 через светоделитель 3, зеркало 8 и конденсор 9 направляется на регистратор 1 О, где интерферирует со световым потоком, поступающим от матовой пластинки 7, Сформированная интерференционная картина регистрируется в регистраторе 1 О, например на фотоматериале с последующей фотохимической обработкой на месте экспонирования или на фототермопластике, Через момент времени С(время экспонирования эталонного волнового фронта) по команде блока 13 управления, поступающей на затвор 2 и регистратор 10, затвор закрывается и начинается процесс обработки зарегистрированной интерференционной картины. После завершения процесса проявления в камеру 6 разделения вводится исследуемый биологический объект и через момент времени,С (нремя введения биологического объекта в камеру разделения) по2466 2команде с блока 13 управления открывается затвор 2 и блок 12 питания подключается к камере 6 разделения и начинается процесс разделения биологического объекта на фракции элек-, трофорезом. В результате разделения биопрепарата на фракции в объеме камеры разделения 6 появляются локальные Фазовые неоднородности, приводя щие к искажению интерференционнойкартины, локализованной на матовой пластинке 7, Блок 11 считывания информации преобразует сформированную в плоскости матовой пластинки 7 ин терферограмму продуктов разделенияэлектрофорезом биологических объектов, при этом используется принцип растрового покадрового сканирования с одновременной записью информацион ных кодов, сформированных блоком 11считывания информации и блоком 13 управления. Для обработки на микропроцессоре блока 13 управления данных измерений используется алгоритм 25 ЬС=В ап=ЬКЬ/Й где ЬС изменение концентрациибиологической фракции;коэффициент пропорциональности, различный для разных блоков;длина волны используемогосвета;число длин волк, на которые переместилась интерференционная линия по сравнению с ее первоначальнымположением;толщина исследуемого объекта,30 35 Дпя обработки изображения интерферограммы, проведения точных коли чественных оценок концентраций и документирования информации на микроЭВМблока 13 управления поступает информационный код с системы 11 считыванияРезультаты обработки на микроЭВМ блока 13 управления считанных и обработанных изображений интерферограммотображаются на экране дисплея блока14 отображения информации. Общая организация и синхронизация работывсех блоков медицинского денситометРа в соответствии с программой, записанной в памяти микропроцессора,осуществляется через блок 13 управления.13124 Во втором варианте момент завершения процесса определяется автома 20 тически, сравнивая сформированную интерференционную картину с заложенной в память микроЭВМ интерференционной картиной конечного состояния, При недостаточном разрешении проводятся операции по повышению точности и улучшению разрешения полученных фракций, для чего производится изменение периода полос несущей частоты. Отключение системы осуществляется аналогично рассмотренному выше варианту.В примере конкретного выполнения в качестве источника света используется лазер ЛГ, Через электромагнитный затвор 2, светоделитель 3, узел 4 формирования несущей частоты, представляющего собой плоскопараллельную пластинку толщиной 2 мм на поворотной платформе, поворотом ко торой можно менять частоту интерференционных полос от 0 до 60 л/мм, конденсор 5, выполненный в виде микрообъектива восьмикратного увеличенияр свет поступает на камеру 6 Раз 45 деления биопрепаратов, после которой. установлена матовая пластинка 7. Камера разделения представляет собой типичную колонку для вертикального электрофореза в полиакриламидном геле, выполненную из стекла, катодные и анодные резервуары для буфера которой выполнены из оргстекла, Объем заливаемого в колонку геля равен 100207 мм. В качестве электродов используются стандартные электроды на графитных стержнях.Часть излучения от источника излучения через светоделитель 3, пред 35 Возможны два режима работы пред=лагаемого устройства.В первом варианте процесс прекращения электрофореза определяется вре.менем процесса разделения биопрепарата и задается программой, заложеннойв микроЭВМ блока 13 управления. Позавершении программы сигцал с микро-ЭВМ поступает на блок 13 управления,который отключает блок 12 питания от 10камеры 6 разделения и выключает блок11 считывания информации. В ходе процесса разделения биопрепарата информация о процессе обрабатывается ипоступает на устройство отображения 15информации одновременно с самим процессом,66 4ставляющий собой подупрозрачное зеркало, зеркало 8,.конденсор 9, выполненный в виде восьмикратного микро- объектива, поступает на узел записи волнового фронта, где интерферирует со световым потоком, поступающим от матовой пластинки 7. В качестве регистратора 11 используется разработанное в лаборатории устройство регистрации волнового фронта на высокоразрешающих фотоприемниках типа ВР-Лс последующим фиксированием волновогофронта с помощью скоростного проявителя. Матовая пластинка имеет разме-. ры, равные исследуемой области электрофоретической колонки 3 к 5, и обращена в сторону узла записи волнового фронта.По команде с блока 13 управления открывается затвор 2 на время, необходимое для формирования волнового фронта, после закрытия которого покоманде того же блока управления проводится фиксирование волнового фронта, после чего в камеру разделения оператором (возможна автоматизация) вводится 0,5 мл исследуемого биологического объекта (например плазмы, крови). По команде блока управления вторично открывается затвор 2, при этом узел формирования волнового фронта формирует волновой фронт, который интерферируя с волновым фронтом, идущим от камеры 6 разделения, создает интерференционную картину в плоскости матовой пластинки 7, частоту полос которой можно варьироватьс помощью блока 4 формирования несущей частоты, который управляется микроЭВМ через блок 13 управления, Изменением частоты интерференционныхполос достигается повышение точностиизмерений, программируемое ЭВМ в ряде конкретных случаев при сигналах малойамплитуды. Одновременно с открытиемзатвора по команде блока управлениявключается блок 12 питания камеры 6разделения. Параметры блока питания:выходное постоянное напряжение от 50до 400 В при нагрузочном токе от 0до 100 мА.Через определенное время, определяемое компонентным составом смеси биопрепарата, происходит искривлениеполос конечной ширины интерференционной картины, обусловленное появлением в исследуемой области камеры раэ"деления биологических фракций.Изобра66 Составитель С. ГолубевРедактор Г,Волкова Техред М,Ходанич Корректор О.Тигор Заказ 1966/42 Тираж 77 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская ыаб., д.4/5 ПРоизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 5 13124жение интерференционнык полос поступает на блок считывания информациии обрабатывается ЭВМ блока управления по заданному алгоритму. Блок считывания информации выполнен в видестандартной телевизионной камеры,изображение с которой вводится в ЭВМблока 13 управления, состоящего иэодноплатного микроЭВМ типа МС 120101совместно с Крейтом КАМАК, служащим 10устройством сопряжения денситометрас ЭВМ, В комплекте с блоком управления для отображения графической информации используется дисплей ВТА2000 (блок 14). 15Поскольку результаты исследованияв устройстве представляются в видепространственного двумерного распределения концентрации биологическогообъекта повышение информативности в 20предлагаемом устройстве оцениваетсяв два раза,Формула изобретения Медицинский денситометр, содержащий источник излучения и расположенные по ходу излучения конденсор, камеру разделения на фракции биологического объекта, электроды которой соединены с источником питания, ре-гистратор и блок отображения информации, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения контроля впроцессе препаративного электрофореза, сокращения времени и повышенияинформативности результатов исследований, в него введены блок управления, система считывания информации,матовая пластина, зеркало, дополнительный конденсор и расположенныепоследовательно по ходу излучениязатвор,светоделитель и узел формирования несущей частоты, которые установлены между источником излучения иконденсором, а на пути отраженногоот светоделителя излучения установлены зеркало и дополнительный конденсор, оптически связанный с регистратором, причем матовая пластина установлена между камерой разделенияна фракции биологического объекта ирегистратором, оптически связаннымс системой считывания информации,при этом затвор, узел формированиянесущей частоты, блок питания, регистратор, система считывания информации и блок отображения информациисоединены с блоком управления,