ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ БИОИМПЕДАНСОМЕТРИИ КРОВИ

Биоимпедансометрия давно применяется для определения некоторых показателей крови, используемых в лабораторной диагностике. В силу специфики крови, как жидкой дисперсной среды, ее электропроводность непосредственно связана с относительным объемом непроводящей фазы, то есть эритроцитами, в связи с чем, метод биоимпедансометрии используется для определения гематокрита. Неоднозначность результатов в определении частот, соответствующих достижению предельного значения высокочастотной электропроводности крови, а также закономерностей, связывающих высокочастотную электропроводность крови с электропроводностью плазмы и эритроцитов демонстрируют актуальную необходимость дополнительных исследований. Цель исследования - определение особенностей частотной зависимости модуля импеданса крови со значениями гематокрита и модуля биоимпеданса плазмы крови для установления возможностей метода биоимпедансометрии крови в целом. На 16 пробах крови здоровых доноров определена частотная зависимость ее биоимпеданса. Для каждой пробы крови снималась частотная зависимость биоимпеданса цельной крови, затем плазмы, образовавшейся после оседания эритроцитов в вертикально установленной пробирке. Измерялся модуль импеданса в диапазоне частот от 10 килогерц до 10 мегагерц. Определена оптимальная частота 5 мегагерц при которой достигается предельное высокочастотноезначение электропроводности крови, позволяющее определить электропроводность цитоплазмы эритроцитов. Получено выражение для высокочастотной электропроводности как функции электропроводности плазмы, цитоплазмы и относительного показателя гематокрита. Показано, что измерение низкочастотного (до 100 килогерц) и высокочастотного значений электропроводности крови, а также электропроводности плазмы позволяют также определить показатель гематокрита и электропроводность цитоплазмы эритроцитов. Получено уравнение, связывающее показатель гематокрита с отношением высокочастотного и низкочастотного значений электропроводности крови, позволяющее определять истинный гематокрит крови человека in vitro. Таким образом, измерение низкочастотной и высокочастотной электропроводности крови и измерение электропроводности плазмы дают возможность в одной пробе крови определить не только показатель гематокрита, но и электропроводность цитоплазмы клеток. В работе доказана практическая возможность определения комплекса электрофизических параметров пробы нативной крови с сохранением их реальных значений.

1. RomanovYuV, Leus VI, Andreev VS i dr. Konduktometrichesky metod opredeleniya gematokritnogo chisla. Laboratornoe delo. 1973;8:451-453. In Russian

2. Tian-Xian Zhao. Electrical impedance and hematocrit of human blood with various anticoagulants. Physiological Measurement. 1993;24(1):299-301

3. Cha K, Faris RG, Brown EF, Wilmore DW. An electronic method for rapid measurement of haematocrit in blood samples. Physiological Measurement. 1994;15(2):129-131

4. Jaspard F, Nadi M, Rouance A. Dielectric properties of blood: an investigation of hematocrit dependence. Physiological Measurement. 2003;24(1):137-141

5. Kalakutsky LI, Akulov SA. Ustroystvo dlya opredeleniya pokazatelya gematokrita. Patent RF № 2395086, 2010. In Russian

6. Malakhov IV, Mel'nikov AA, Nikolaev DV i dr. Otsenka gematologicheskikh I biokhimicheskikh pokazateley krovi metodom bioimpedansnoy spektroskopii. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2011;1:20-23. In Russian

7. Pekker YaS, Umansky OS. Opredelenie parametrov krovi na osnove konduktometricheskogo sposoba registratsii gemoliza. Izmeritel'naya tekhnika. 1989;1:65-66. In Russian

8. Dukhin SS. Elektroprovodnost' i elektrokineticheskie svoystva dispersnykh sistem. Kiev: Naukova dumka, 1975.- 248s. In Russian

9. McAdams ET, Jossinet J. Tissue impedance: a historical overview. Physiological Measurement. 1995;16(3 Suppl A):A1-A13

10. Zhao T-X, Jacobson B, Rible T. Triple-frequency method for measuring blood impedance. Physiological Measurement. 1993;14(2):145-148

11. Pekker YaS, Testov AL. Sposob opredeleniya pokazatelya gematokrita. Patent RF № 2209430, 2003. In Russian

12. Lun'kov AE, Kovalyov DG. Dispersiya elektroprovodnosti vody v chastotnom diapazone 104–106Gc. Elektrokhimiya. 2019;55(12):1518–1523. In Russian

13. Shcherbakov VV. Dispersiya vysokochastotnoy provodimosti polyarnykh rastvoriteley. Elektrokhimiya. 1994;30(11):1367-1373. In Russian

14. Chelidze TL, Kiknadze VD, Kevlishvili GE i dr. Elektroprovodnost' tsitoplazmy eritrotsitov. Biofizika. 1980;25(6):1023-1025. In Russian

15. Stolbovskaya OV, Khayrullin RM, Kulikova TK i dr. Issledovanie vyazko-elasticheskikh svoystv tsitoplazmaticheskoy membrany limfotsitov krovi cheloveka metodom atomno-silovoy mikroskopii. Fundamental'nye issledovaniya. 2013;(4-5):1149-1152. In Russian

16. Lamzin IM, Khayrullin RM. Issledovanie izmeneny biofizicheskikh svoystv eritrotsitov pri khranenii v eritrotsitsoderzhashchikh sredakh s pomoshch'yu atomno-silovoy mikroskopii. Saratovsky nauchno-meditsinsky zhurnal. 2014;10(1):44-48. In Russian