CC BY
46
9. Special Issue on Radar Reflectivity [Text] / Proc. IEEE. -1965. - Vol. 53, Issue 8. - P. 769-1168.
10. Laybros, S. The "Very-Near-Field" Region of Equiphase Radiating Apertures [Text] / S. Laybros, P. F. Combes, H. J. Mametsa // IEEE Antennas and Propagation Magazine. - August 2005. - Vol. 47, Issue 4. - P. 50-66. doi: 10.1109/map.2005.1589874
11. Справочник по радиолокации. Т. 1. Основы радиолокации [Текст] / пер. с англ.; под ред. М. Сколника. - М.: Сов. радио, 1976. - 456 с.
12. Справочник по радиолокации. Т. 3. Радиолокационные устройства и системы [Текст] / пер. с англ.; под ред. М. Сколника. -М.: Сов. радио, 1979. - 528 с.
13. Голд, Б. Цифровая обработка сигналов [Текст] / Б. Голд, Ч. Рэйдер; пер. с англ.; под ред. А. М. Трахтмана. - М.: Сов. радио, 1973. - 360 с.
14. Хемминг, Р. В. Численные методы для научных работников и инженеров [Текст] / Р. В. Хэмминг; изд. 2-е, испр. - М.: Наука. Физматлит, 1972. - 400 с.
15. Бендат, Дж. Прикладной анализ случайных данных [Текст] / Дж. Бендат, А. Пирсол; пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 540 с.
-□ □-
Розглянуто актуальтсть створення нового методу оцтки хiмiчного складу дихальног проби людини з метою виявлення патологiчних статв серцево-судинног системи. Проаналiзованорезуль-тати використання газоаналтичного програм-но-апаратного комплексу за допомогою ROC-аналiзу, який розрахував граничт фактори та гхт значення можливого настання iшемiчног хвороби серця та стеноз мтрального клапану
Ключовi слова: газоаналтичний комплекс,
дихальна проба, хiмiчний склад видих, ROC-аналiз □-□
Рассмотрена актуальность создания нового метода оценки химического состава дыхательной пробы человека с целью выявления патологических состояний сердечно-сосудистой системы. Проанализированы результаты использования газоаналитического программно-аппаратного комплекса с помощью ROC-анализа, которыйрас-считал предельные факторы и их значение возможного наступления ишемической болезни сердца и стеноза митрального клапана
Ключевые слова: газоаналитический комплекс, дыхательная проба, химический состав выдох, ROC-анализ
-□ □-
УДК 621.6.021
[DPI: 10.15587/1729-4061.2015.40063|
РЕЗУЛЬТАТИ ВИКОРИСТАННЯ ГАЗОАНАЛ1ТИЧНОГО ПРОГРАМНО-АПАРАТНОГО КОМПЛЕКСУ З МЕТОЮ ОЦ1НКИ СЕРЦЕВО-СУДИННИХ ЗАХВОРЮВАНЬ
В. С. Якимчук
1нженер
Кафедра бюмедичноТ шженери Нацюнальний техычний уыверситет УкраТни «КиТвський полЬехшчний шститут» пр. Перемоги, 37, м. КиТв, УкраТна, 03056 E-mail: [email protected]
1. Вступ
З [1] вщомо, що видих людини у нормi мштить в собi сумш близько зi 600 летючих сполук. Спектр речовин, слщи яких визначаються в дихальних пробах, розпочинаеться з двоатомних молекул типу водню (Н2), окису вуглецю (СО) [2] та оксид азоту (N0) [3-5] i закшчуеться багатоатомними алiфа-тичними та ароматними вуглеводами. Вивчення газообмшу людини, в тому числi аналiзу хiмiч-ного складу повиря, що видихаеться, вщкривае широкий спектр дослщжень. В даному напрямку наукових дослщжень знаходять використання рiз-ш шструментальш шдходи з достатньо широким спектром аналиичних характеристик. Це зумовле-но багатьма факторами:
- рiзновид речовин, яю можуть служити за бюмар-кери;
- вщмшшсть 1хшх фiзико-хiмiчних властивостей;
- вщмшшсть дiапазону 1хшх концентрацш в повь тр^ що видихаеться;
- рiзноманiтнiсть механiзмiв 1хньо1 продукцп, транспорту та вид^ення;
- рiзноманiтнiсть дослвджених бюлопчних об'ек-пв, фiзiологiчних станiв, захворювань, паталогiчних i фармакологiчних процесiв;
- рiзноманiтнiсть спектру можливих впливiв токсичного й терапевтичного характеру на оргашзм людини.
Методи, яю використовуються в конкретних до-слiдженнях, обираються таким чином, щоб iхнi аналь тичнi можливост вiдповiдали вирiшенню поставленоi дiагностичноi задачi та ii специфiки.
©
Визначення хiмiчного складу дихально! проби вщ-носиться до найбiльш складнiших аналиичних задач сьогодення. У зв'язку з цим, в данш област до-слiджень, iснуe небагато фiзико-хiмiчних методiв по визначенню складових повиря, що видихаеться лю-диною. Серед них: газова хроматографiя, мас-спектро-метрiя (може поеднуватись з газохроматографiчним розд^енням), електрохiмiчнi сенсори, УФ-хемолюмь несценсiя та 1К-спектроскотя (включае фурье-спек-троскопiю, оптоакустичну-спектроскошю, лазерну спектроскопiю).
В 1990-х роках окремим напрямком вид^ився метод побудови газоаналиичних комплексiв (програм-но-апаратний комплекс для аналiзу хiмiчного складу повиря, що видихаеться людиною) [6, 7].
2. Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми
Зростае штерес до дiагностики бiльшоi кiлькостi захворювань та патологiчних станiв на основi аналiзу мiнiмальноi кiлькостi газоподiбних речовин-марке-рiв (хiмiчних сполук, бiомаркерiв). В медичнш дiа-гностицi всi дослщження та практичне використання молекул-метаболiтiв в якосп бiомаркерiв вимагають розвитку та вдосконалення шструментальних методiв аналiзу, яю були б адекватнi важкостi поставлено! задачь Для мiкроаналiзу хiмiчного складу повиря, що видихаеться людиною, необхщно, щоб обраний метод дiагностики володiв визначеною сукупнiстю аналiтич-них характеристик:
- чутливкть концентраци речовин, що аналiзують-ся, мае складати 0,1 млрд-1 - 0,1 млн-1 при постшному чаа аналiзу 1-5 с;
- бажано, щоб вщбувався прямий аналiз речовин дихально! проби без попереднього концентрування або збагачення;
- вимагаеться висока селектившсть та нечутли-вкть обраного газового аналiзатора до основних ат-мосферних компоненпв в пробi, що аналiзуються (Н2О, О2, N2 та СО2);
- пiдхiд, що використовуеться, мае бути достатньо ушверсальним та використовуватись для аналiзу рiз-них молекулярних з'еднань, в тому чи^ й для одно-часного багатокомпонентного газоаналiзу.
Найважче створити програмно-апаратний комплекс (ПАК), який мае вловлювати запахи притаманш тш чи iншiй хворобi. А природш аналоги свiдчать, що в такого газоаналiзатора - велике майбутне: з його допомогою за запахом можна швидко та яюсно кон-тролювати продукцiю (парфумерну, винно-горiлчану, харчову), шукати контрабанду, наркотики, знаходити зниклих людей i виконувати безлiч шших складних завдань, до яких, в першу чергу, вщносять скринiнг стану здоров'я людини [8-10].
Створений газоаналиичний програмно-апаратний комплекс - це тип аналiзатора газових сумшей на осшж рiзнорiдних (нерiвнозначних) електрохiмiчних сенсорiв амперметричного типу, що iмiтуе роботу люд-ського органу нюху, для визначення хiмiчного складу видиху людини з метою виявлення патологи серце-во-судинно! системи.
Якiсть та точнiсть ввдповда ПАК, в першу чергу, залежить вщ створено! апаратно! частини, яка виконуе
основну функщю збору та аналiзу хiмiчних компо-нентiв дихально! проби [11]. Вона представляе собою певний набiр хiмiчних сенсорiв [12, 13], зосереджених в пробовiдбiрнику, схеми тдсилення сигналiв сенсорiв та аналого-цифрового перетворювача. На кожен видих окремий сенсор реагуе по-своему. Це дозволяе аналь зувати !хню спiльну вiдповiдь та отримувати «ввдби-ток» дихально! проби, з якого i потрiбно робити висно-вки щодо присутностi сумiшi хiмiчних елементiв.
Аналiз лiтератури по шнуючим газоаналiтичним комплексам та аналiзаторам дихально! проби пока-зуе, що:
- аналiз дихальних проб активно використовуеться медиками як дiагностичний iнструмент для визначення рiзних захворювань;
- розглянуи прилади найчастiше, в медичнш практищ, застосовуються для дiагностики гастроен-терологiчних хвороб;
- з !хньою допомогою ведеться активна робота по дослвдженню найважчих хвороб (онкологiчнi, пневмо-нiя, туберкульоз);
- захворювання легень та серцево-судинно! системи (ССС) найкраще дiагностувати за допомогою комплекав типу.
Створенi ПАК, якi застосовуються в медичнш галуз^ направленi на оцшку рiзних систем органiзму, але комплекив на основi аналiзу хiмiчного складу видиху для визначення функщонального стану ССС людини не реалiзованi для практичного використан-ня в медичних закладах. Виявлено, що в розповсю-джених газоаналиичних методах оцiнки хiмiчного складу видиху одночасно не враховуеться деюлька хiмiчних елементiв метаболiзму.
В ходi реалiзацii апаратно! частини комплексу, прийнято ршення щодо необхiдних складових, виду та набору хiмiчних сенсорiв. Проведено оцшку хiмiч-них елементiв, якi мають вщслщковуватись у видиху людини з метою виявлення патологи ССС.
Тому, для розвитку скриншгового методу дiа-гностики та тдвищення достовiрностi оцшки стану ССС необхiдно дослiджувати хiмiчний склад видиху людини. Осюльки вiн, в iнтегрованiй формi, вщображае процеси метаболiзму та свiдчить про патологи систем оргашзму. Однак його роль в сис-темi регуляци стану органiзму дослiджена не на достатньому рiвнi та не запропоновано визначення в юльюснш формi.
3. Цшь та задача дослiдження
Щллю роботи е створення та реалiзацiя нового газоаналiтичного ПАК, в основi якого мае заклада-тись ушверсальний пiдхiд для дiагностування рiзних систем оргашзму. Тобто, комплекс проектуеться таким чином, що незначш змши його структури нада-ють дослщнику можливiсть використовувати прилад для дiагностики декiлькох хвороб. Необхiдно також врахувати за рахунок якого методу буде вщбуватись процес аналiзу хiмiчного складу дихально! проби (тип сенсорiв та !хш технiчнi характеристики). Недолiками вже шнуючих газоаналiтичних комплексiв е однона-правленiсть (одночасне виявлення декiлькох хiмiчних елементiв не можливо) та не конкурентоспроможшсть
■Г
у виявлеш серцево-судинних захворювань, що вщкри-вае широкий спектр для перспективних дослщжень та раннього дiагностування хвороб.
Для мониторингу та дослiдження стану серцево-су-динно1 системи, необхiдно створити систему оперативного аналiзу яюсного та кiлькiсного складу хiмiчних компоненпв проби видиху людини [14]. Таким чином, необхщно:
- практично використати створений газоаналгтич-ний ПАК з обраним типом та оптимальним набором хiмiчних сенсорiв, та з розробленим програмним за-безпеченням;
- розрахувати граничш фактори та значення для виявлення iшемiчноi хвороби серця (1ХС) та стенозу мiтрального клапану (МС) за допомогою ROC-аналiзу.
4. MaTepia™ та методи дослщження xiMi4Horo складу видиху обстежуваних для розрахунку граничних фaктоpiв виявлення патологи ССС
4. 1. Програмне забезпечення комплексу
Створене програмне забезпечення в середовишд графiчного програмування LabView, дозволяе авто-матизувати збiр експериментальних даних, якi надхо-дять вiд газоаналiтичного ПАК. Таким чином, зняп вимiри надходять до комп'ютера дослiдника, та пiсля введення додатково! iнформацii, фiксуються в розро-бленiй базi даних, дотримуючись цШсносп, доступно-стi й достовiрностi збережено! iнформацii. Програмне забезпечення зобов'язане збержати наступну шфор-мацiю:
- характеристики електрохiмiчних сенсорiв;
- iсторiю використання сенсорiв;
- параметри взятих проб видиху обстежуваного;
- загальну шформащю про обстежуваних;
- характеристики примщення, де проводиться вщ-бiр проби видиху.
Для створення ПАК необхвдно врахувати основш функцп систем по прийняттю рiшень:
- допомога особам, яю приймають рiшення, пiд час аналiзу iнформацii;
- виявлення прюритепв, облiк невизначеностi в оцiнках дослвдника та формування його рiшень;
- генеращя можливих рiшень (формування списку альтернатив);
- ощнка можливих альтернатив та обмежень, яю накладае навколишне середовише;
- аналiз можливих наслiдкiв прийнятих рiшень;
- вибiр кращого, з точки зору дослщника, можли-вого варiанту.
Газоаналиичний ПАК виступае як шформацш-но-аналггична система пiдтримки прийняття рiшень, призначена для надання допомоги дослщнику/про-ф^ьному лiкарю в професiйнiй дiяльностi по вико-ристанню даних, знань та моделей для тдготовки та прийняття обгрунтованих рiшень (а саме встановлен-ня вiрного дiагнозу).
4. 2. Кишчний матерiал для визначення значимих граничних факторiв
В Нащональному iнститутi серцево-судинно! хь рургп iм. М. М. Амосова НАМНУ проводилось досль дження повiтря, що видихаеться, на вмшт хiмiчних
сполук у пащенпв з серцево-судинними захворю-ваннями. Обстежуваш особи перебувають на облжу в iнститутi серцево-судинно! хiрургii, даш !хньо! медично! картки не тдлягали оприлюдненню та данi, якi потрапили в дослщження брались зi згоди обстежуваного пащента. Окрiм взято! дихально! проби, зi-брано анамнез з загальними характеристиками стану органiзму та фiзiологiчними даними (вiк, рiст, вага, стать, систолiчний та дiастоличний тиски та ш.). В результатi експериментальних дослщжень зiбрано данi в 162 пащенпв (далi - «хворЬ»). До групи «хворЬ» вiдносять декiлька тдгруп з дiагнозами серцево-су-динно! системи: iшемiчна хвороба серця, стеноз ми-рального отвору.
В Нацiональному технiчному унiверситетi Укра-ши «Кшвський полiтехнiчний iнститут> (Украша) проводились обстеження практично здорових о«б (далi - «здоровi>). Також, заповнювався анамнез та аналiзувався хiмiчний склад повиря, що видихаеться. В результат експериментальних дослiджень в групу «здоровЬ» зiбрано 83 осiб.
Враховуючи вiковi особливостi людини та мож-ливий вжовий розвиток серцевих захворювань вс обстежуванi особи роздiленi на вiковi групи. За фiзiо-логiчними показниками, вж людини можна роздiлити на деюлька груп, враховуючи стать:
- Зр^ий вiк II - чоловжи з 36 до 60 роюв, жiнки з 36 до 55 роюв;
- Похилий вiк - чоловжи з 61 до 75 роюв, жшки з 56 до 75 роюв.
Статистичний аналiз проводився на виборщ з 245 дослвджуваних осiб, серед яких 163 чоловшв та 82 жiнки. Всi експериментальш данi роздiленi на двi гендер-однорщш вiковi групи: «Зрiлий вiк II» (далi -група 1) мае 120 оаб (49 %) з них 83 чоловтв (69 %) та 37 жiнок (31 %), «Похилий вж» (далi - група 2) мае 125 оаб (51 %) з них 80 чоловшв (59 %) та 45 жшок (41 %). Кожна група включае хворих та практично здорових обстежуваних. В табл. 1 можна переглянути юльюсть оаб та вiдсоткове спiввiдношення по кожнш дослiджуванiй групi.
Таблиця 1
Частоты характеристики обстежуваних у вкових групах
Д1агноз Група 1 (зрший вк II) Група 2 (похилий вш)
чоловжи (к-ть/%) жшки (к-ть/%) всього (к-ть/%) чоловжи (к-ть/%) жшки (к-ть/%) всього (к-ть/%)
1ХС 52/84 10/16 62/52 39/65 21/35 60/48
МС 9/43 12/57 21/12 10/53 9/47 19/15
Здоров! 22/59 15/41 37/22 31/67 15/33 46/37
Всього 83/69 37/31 120/100 80/59 45/41 125/100
Перевiрка за критерieм Пiрсона (х2) не виявила статистично значимоi рiзницi мiж показниками груп «^агноз» та «Вiковi групи» (р=0,807). Отже, доведено, що групи можна порiвнювати та рiзниця мiж показниками викликана не структурою всередиш групи, а змшними. Вiдповiдно двi гендер-однорiднi вiковi гру-
пи необхщно дослщжувати окремо. Це свщчить про достовiрнiсть вiдмiнних фiзiологiчних процеав, якi проходять у хворих з патолопею ССС в зрiлому та похилому вщь
4. 3. Метод визначення граничних факторiв
За допомогою ROC-аналiзу проводитиметься аналiз зiбраних даних на визначення граничного фактору виявлення дослщжувано! патологи ССС.
Розраховуються значення чутливосш (Se) та специфiчностi (Sp). У випадку наближення значень чутливост та специфiчностi до одиницi, можна го-ворити про визначення рiвня фактору виникнення дослiджуваного захворювання. Також, необхщно врахувати ще одну перевагу ROC-аналiзу - це графiчний перегляд отриманих розрахунюв. На графiку можна переглянути залежшсть чутливостi специфiчностi, яка розраховуеться як 100 %-Sp (сто вiдсоткiв мiнус специфiчнiсть). ROC-крива показуе залежшсть юлькост вiрно класифiкованих пози-тивних прикладiв (iстинно позитивнi) вщ юлько-стi невiрно класифiкованих негативних прикладiв (хибно-негативнi).
Для iдеального класиф^атора графiк ROC-кри-во! проходить через верхнш лiвий кут, де частка штинно позитивних випадкiв складае 100 % або 1,0 Идеальна чутлившть), а частка хибно позитивних прикладiв рiвна нулю. У випадку наближення криво! до верхнього лiвого кута, отримаемо найвищi показники передбачення виникнення хвороби. I в протилежному випадку, якщо вигин криво! незна-чний i вона близько проходить бшя дiагональноi прямо'!, отримаемо не ефективне розшзнавання. Дiагональна лiнiя вщповщае «некорисному» кла-сифiкатору, тобто повнш вiдмiнностi двох класiв.
Вiзуальне порiвняння ROC-кривих не завжди дозволяе виявити найб^ьш ефективний рiвень фактору, шсля якого збiльшуеться ризик виявлення патологи. 1накшим методом порiвняння ROC-кривих е оцiнка площi шд кривими. Теоретично вона змь нюеться вiд 0 до 1,0. Але осюльки рiвень фактору завжди характеризуеться кривою, яка розташована вище позитивно! дiагоналi, то зазвичай говорять про змшу вiд 0,5 («некорисний» класифжатор) до 1,0 («щеальний» рiвень фактору виявлення ризику хвороби). Цю ощнку отримуемо безпосередньо роз-рахунком плошд пiд багатогранником, обмеженим справа та злiва осями координат, та злiва зверху -експериментально отриманими даними (показники хiмiчних сенсорiв). Чисельний показник плошд пiд кривою називаеться AUC (Area Under Curve). Вира-ховують його за допомогою наступно! формули:
AUC = J f(x)dx = £
(Yi+1 - Y).
5. Результати дослщження показникiв хiмiчних сенсорiв
Результати представлен по вiковим групам. За допомогою ROC-криво! проглянемо аналiз для обсте-жуваних зрiлого вiку. Визначення рiвня фактору, пiсля якого збшьшуеться ризик виникнення 1ХС (табл. 2).
Таблиця 2
PiBeHb фактору ризику виникнення 1ХС для групи зртого BiKy
Фактор Р1вень, мкА Чут-ливють, % Спец- иф1чшсть, % AUC* р
Ch0 44,84 86,54 96,30 0,945 0,000**
Ch1 0,019 21,15 100,00 0,564 0,323
Ch2 0,344 25,00 92,59 0,573 0,392
Ch4 0,567 15,38 100,00 0,519 0,780
Ch5 2,978 63,46 85,19 0,787 0,000**
Ch6 0,031 44,23 74,07 0,571 0,192
Ch7 3,463 90,38 70,37 0,799 0,000**
Примтка: * - площа nid ROC-кривою; ** - icHye залежшсть мiж факторами наявноcтi захворювання
З табл. 2 зрозумшо, що для визначення 1ХС групи зртого вiку значимими показниками е три електрохь мiчних сенсора: Ch0 (AUC=0,945), Ch5 (AUC=0,787) та Ch7 (AUC=0,799). Графiки ROC-криво! можна перегля-нути на рис. 1.
Визначення рiвня фактору, пiсля якого збшьшу-еться ризик виникнення МС для групи зртого вiку (табл. 3).
Таблиця 3
Рiвень фактору ризику виникнення МС для групи зртого BiKy
(1)
Фактор Р1вень, мкА Чут- ливють, % Специф1ч-шсть, % AUC* р
Ch0 44,33 100,00 81,48 0,971 0,000**
Ch1 0,031 27,27 96,30 0,628 0,240
Ch2 0,089 45,45 74,07 0,552 0,649
Ch4 0,567 81,82 51,85 0,599 0,337
Ch5 2,12 36,36 85,19 0,591 0,414
Ch6 0,071 54,55 59,26 0,542 0,721
Ch7 4,301 90,91 62,96 0,778 0,000**
Вважають, що чим б^ьший показник AUC, тим кращою прогностичною силою володiе рiвень фактору передбачення хвороби. Але необхщно врахувати, що показник площд не мштить нiякоi iнформацii про чутливiсть та специфiчнiсть фактору виникнення ризику.
Примтка: * - площа nid ROC-кривою; ** - icHye залежшсть мiж факторами наявноcтi захворювання
З табл. 3 зрозумшо, що для визначення МС для групи зртого вжу значимими показниками е два електрохiмiчних сенсора: Ch0 (AUC=0,971) та Ch07 (AUC=0,778). Графiки ROC-криво! можна переглянути на рис. 2.
ch1
:
I /
:
....... mi mi 1111
J-Specitaty 100 Specificity 100-Specifieity 100-S pec ¡fl city
Рис. 1. Графки ROC-кривих для показникiв ceHcopiB з 1ХС для групи зртого вку
Рис. 2. Графiки ROC-кривих для показнимв сенсорiв з МС для групи зртого вку
Нижче наведет результати ROC-аналiзу для об-стежуваних похилого вжу.
Визначення рiвня фактору, пiсля якого збшьшу-еться ризик виникнення 1ХС для групи похилого вжу (табл. 4).
З табл. 4 зрозумшо, що для визначення 1ХС для групи похилого вжу значимими показниками е шшть
електрохiмiчних сенсорiв: Ch0 (AUC=0,759), Ch1 (AUC=0,632), Ch2 (AUC=0,675), Ch5 (AUC=0,813), Ch6 (AUC=0,621) та Ch7 (AUC=0,799). Графiки ROC-криво! можна переглянути на рис.3.
Визначення рiвня фактору, шсля якого зб^ьшу-еться ризик виникнення МС для групи похилого вжу (табл. 5).
Таблиця 4
PiBeHb фактору ризику виникнення 1ХС для групи похилого
BiKy
Таблиця 5
Рiвень фактору ризику виникнення МС для групи похилого
BiKy
Фактор PiBeHb, мкА Чутливють, % Специфiч-нють, % AUC* P
Ch0 44,59 86,00 61,11 0,759 0,000**
Ch1 0,057 58,00 75,00 0,632 0,029**
Ch2 0,115 76,00 55,56 0,675 0,004**
Ch4 0,097 36,00 88,89 0,608 0,078
Ch5 2,885 70,00 83,33 0,813 0,000**
Ch6 0,071 78,00 47,22 0,621 0,049**
Ch7 3,667 88,00 66,67 0,799 0,000**
Фактор PiBeHb, мкА Чутливють, % Специфiч-нють, % AUC* P
Ch0 42,80 100,00 36,11 0,625 0,191
Ch1 0,045 66,67 69,44 0,648 0,161
Ch2 0,140 66,67 61,11 0,596 0,422
Ch4 0,592 44,44 100,00 0,556 0,706
Ch5 3,395 55,56 72,22 0,565 0,612
Ch6 0,173 22,22 100,00 0,502 0,990
Ch7 3,973 88,89 58,33 0,744 0,003**
Примтка: * - площа nid ROC-кривою; ** мiж факторами наявностi захворювання
iCHye залежтсть
100
,<К 40
20
chO .........1 II III Mill
- J 1 II III 11 11 J
Г
Ml T11 III 1 1 1 1 1 1 1
100
80
¿60
40
20
ch1
:
Г
:
и i 11 i i in in in
Примтка: * - площа nid ROC-кривою; ** мiж факторами наявностi захворювання
100
iCHye залежтсть
80
> 60
w 40
20
ch2
L
;
—
J-LL III III III III
■Specificity
80 100
ch7
/ r-
Г r /
rJ
Г
:
III III III III ml
20 40 60 80 100
l-Specificity 100-Specificity 100-Specificity 100-Specificity
Рис. 3. Графки ROC-кривих для показниюв сенсорiвз 1ХС для групи похилого вку
100 80 ?60
£40
cha
=
_
:
fn i in in i и in
20 40 60 80 100 100-Specificity
ch2
z
—
Tin in in in j_i_lJ
0 20 40 60 80 100 100-Specificity
(-Specificity 100-Specificity 100-Specificity 100-Specificity
Рис. 4. Графки ROC-кривих для показнимв сенсорiв з МС для групи похилого вку
З табл. 5 зрозумшо, що для визначення МС для гру-пи похилого вжу значимими показником е лише один електрохiмiчний сенсор - СЬ7 (АиС=0,744). Графiки ЯОС-криво'! можна переглянути на рис. 4.
Проведений R0C-аналiз тдтвердив ранiше отри-маш результати, за допомогою апарату статистичних методiв, для дослiджуваних патологiй ССС. Вщмшна кiлькiсть значимих показникiв хiмiчних сенсорiв ще раз пiдтверджуе необхщшсть в роздiленi даних ви-мiрювань обстежуваних за вiком. Оскiльки для 1ХС групи зрiлого вiку отримали значимих лише три по-казника, а для групи похилого вжу - шшть показникiв хiмiчних сенсорiв. Це доводить важливiсть кiлькiсноi ощнки процесу метаболiзму, який значно змшюеть-ся протягом життя людини та надае характеристику функцiонального стану дослiджуваноi системи орга-нiзму людини. В той же час для стенозу морального клапану отримали дещо iнший результат: два та один значимi показники хiмiчних сенсорiв вiдповiдно для групи 1 та 2.
6. Висновки
В результат проведеного рiзного мiжгрупового аналiзу вiдмiнностей мiж хворими з серцево-судинни-ми захворюваннями та практично здоровими отрима-ли значимi показники хiмiчних сенсорiв. Для кожно' патологи, враховуючи вжову групу, отримали вiдмiннi набори значимих показниюв сенсорiв. Виявили, що практично в кожний набiр увшшли хiмiчнi сенсори СЬ0 та СЬ7, для кожно' патологи в обох вжових групах площа пiд R0C-кривою вище значення 0,7, що свщчить про високий рiвень фактору виявлення ризику захво-рювань.
За результатами R0C-аналiзу визначено рiвень фактору виявлення розглянуто' патологи ССС. Отримали щентичш значимi показники до попереднiх ана-лiзiв. Також, необхiдно зауважити, що кшьюсть значимих показникiв хiмiчних сенсорiв для кожно' вiковоi групи рiзна. Вiдмiтимо, що по окремому показнику, висновки щодо наявност серцево-судинного захво-рювання в обстежуваного робити не можна, необхщно завжди ощнювати стан дослiджуваноi функцiональноi системи в комплекс (портрет граничних значень де-кiлькох значимих сенсорiв).
Лiтература
1. Степанов, Е. В. Методы высокочувствительного газового анализа молекул-биомаркеров в исследованиях выдыхаемого воздуха [Текст] / Е. В. Степанов // Труды ИОФ. - 2005. - № 61. - С. 5-47.
2. Окороков, А. Н. Лечение болезней внутренних органов [Текст] / А. Н. Окороков // Лечение болезней сердца и сосудов. - 2002. - Т. 3, № 1. - С. 56-58, 62-63.
3. Способ определения состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем на основе анализа оксида азота в выдыхаемом воздухе [Текст]: пат. 2143689 Рос. Федерация / Малышев И. Ю., Манухина Е. Б. // Описание изобретения к патенту. - 1999.
4. Кравченко, Н. А. Регуляция экспрессии эндотели-альной КО-синтазы и дисфункция сосудистого эндотелия при сердечно-сосудистой патологии [Текст] / Н. А.Кравченко, Н. В. Ярмыш // Цитология и генетика. - 2008. - № 4. - С. 69-81.
5. Марков, Х. М. Окись азота и окись углерода - новый класс сигнальных молекул [Текст] / Х. М. Марков // Успехи физиологических наук. - 1996. -Т. 27, № 4. -С. 30-41.
6. Газовый анализ, принципы и методы измерений [Электронный ресурс] / Официальный сайт компании ООО «Научно-производственный центр «Аналитех». -Режим доступа: http://www.analitech.ru/article1.html -Загл. с экрана.
7. Степанова, Е. В. Лазерный спектральный анализ молекул-биомаркеров для медицинской диагностики [Текст] / под ред. Е. В. Степанов. - М.: Наука, 2005. - 279 с.
8. Лин, Ю. Применение электронного носа для диагностики уремии [Текст] / Ю. Лин; пер. с англ. // Исполнительные сенсоры. - 2001. - № 76. - С. 177-180.
9. Маликов, Н. В. О некоторых методических подходах к оценке адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы организма [Текст] / Н. В. Маликов // Вюн. Запор1з. держ. ун-ту. Бюл.науки. - 2001. -№ 1. -С. 187-191.
10. Аршак, К. Обзор газовых сенсоров используемые в устройствах типа электронный нос [Текст] / К. Ар-шак, И. Мур, М. Лионс, Ж. Гаррис, С. Клифорд; пер. с англ. // Обзор сенсоров. - 2004. - № 24 (2). - Р. 181-198.
11. Зубчук, В. И. О чувствительности диагностических газоанализаторов [Текст] / В. И. Зубчук, А. В. Кра-тик, В. Ф. Сташкевич, В. С. Якимчук // Материалы тематического выпуска «Электроника и нанотехноло-гии». - 2009. - Ч. 2. - С. 222-224.
12. Каттралл, Р. В. Химические сенсоры [Текст] / Р. В. Кат-тралл. - М.: Научный мир, 2000. - 144 с.
13. Линючева, О. В. Электрохимические сенсоры высокой раздельной способности, основанные на матричных электролитах, для мониторингу воздушной среды [Текст]: дис. док. тех. наук / О. В. Линючева. - К., 2009. - 237 с.
14. Якимчук, В. С. Диагностика состояния больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями с помощью показателей газообмена [Текст] / В. С. Якимчук // Восточно-Европейскийжурналпередовыхтехнологий.-2013. - Т. 1, № 9 (61). - С. 44-48. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/9510/8281
