Entwicklung einer nicht-invasiven Methode zur Quantifizierung des Vitamin-D-Spiegels im Körper mittels Spektroskopie

Ein Mangel an Vitamin D verringert die Aufnahme von Kalzium im Körper, beschleunigt den Knochenschwund und kann das Risiko von Knochenbrüchen aufgrund von Osteoporose erhöhen. Vitamin D kann über die Nahrung und bestimmte Nahrungsergänzungsmittel aufgenommen werden, die Hauptquelle für das Vitamin ist jedoch die Synthese in der Haut durch Sonneneinstrahlung. Heutzutage erfolgt die Quantifizierung des Vitamin-D-Spiegels über eine Blutuntersuchung. Meistens; Der Arzt schickt den Patienten zur Überprüfung des Vitamin-D-Spiegels, wenn er an Osteoporose oder eingeschränkter Nierenfunktion leidet oder der Verdacht auf eine Schilddrüsenaktivität besteht. Tubekulose oder Sakoidose.

Studien haben gezeigt, dass es möglich ist, die verschiedenen Elemente im Blutinhalt, wie Melanin und Hämoglobin, mithilfe der Spektroskopie der Haut zu quantifizieren (Zonion et al., 2001; Tseng et al., 2009), aber nach Kenntnis der Forscher Die Identifizierung von Spiegeln und Vitamin D auf ähnliche Weise wurde in der Fachliteratur nicht berichtet.

Der Grundgedanke dieser Forschung: Ein Algorithmus, der eine sofortige und nicht-invasive Quantifizierung des Vitamin-D-Spiegels ermöglicht, wird die Diagnosezeit verkürzen, die Laborkosten senken und Gefahren oder Beschwerden für den Patienten im Zusammenhang mit einer Blutuntersuchung verhindern.

Methoden:

Für diese Forschung werden 40 Probanden im Alter von 18 bis 65 Jahren rekrutiert: 20 Patienten werden aus der Population der Patienten in der Abteilung für Endokrinologie rekrutiert, bei denen Osteoporose diagnostiziert wurde. Außerdem werden 20 gesunde Probanden rekrutiert.

Alle Teilnehmer werden in der Lage sein, das Studienprotokoll zu verstehen und selbstständig eine Einverständniserklärung zu unterzeichnen.

In dieser Studie werden die Forscher nach einer Korrelation zwischen den Ergebnissen herkömmlicher Bluttests zum Nachweis des Vitamin-D-Spiegels im Blut und den Ergebnissen von Messungen von Spektraluntersuchungen suchen, die an verschiedenen Stellen am Oberkörper des Probanden durchgeführt werden. Diese Messungen werden im Hillel Yaffe Medical Center durchgeführt, wenn die Testperson zur Blutuntersuchung in der Abteilung für Endokrinologie eintrifft. Es wird ein sichtbares Lichtspektrometer (hergestellt von Ocean Optics, Modell USB 2000) verwendet, das an eine optische Faser (hergestellt von Ocean Optics, Durchmesser 1 mm) angeschlossen ist. Für die Messung wird eine Lichtquelle (Fiberoptics Technology Inc.) verwendet. Unternehmen. Modell SOL-R150) Auch an eine Glasfaser angeschlossen. Beide Enden der Faser werden in einer von zwei Konfigurationen am Oberkörper des Patienten positioniert: für Bereiche mit größerer Dicke, z.B. B. am Unterarm, würden die Fasern nebeneinander auf derselben Seite der Extremität platziert, um die Rückkehr des Lichts zu messen, und in Bereichen mit geringerer Gewebedicke, z. B. Mit der Fingerspitze werden die Fasern auf beiden Seiten eines Organs platziert und zeichnen die Lichtübertragung durch das Ziel auf.

Zunächst werden die Forscher versuchen, eine Korrelation zwischen den Ergebnissen der Spektralanalyse der sichtbaren Wellenlängen und dem Bluttest zu finden. Anschließend werden die Forscher die Blutproben der Probanden mit einem FTIR-Spektrometer im mittleren Infrarot weiter vergleichen (Gerät hergestellt von Oriel, Modell MIR8025). Das Gerät ist mit Plug-ATR (Attenuated Total Reflectance) ausgestattet und ermöglicht die Prüfung einer kleinen Flüssigkeitsprobe. Am Tag der Entnahme werden in Ruppin Probenfläschchen getestet, die im Rahmen eines in Folie verpackten Tests unter Verwendung eines Kühlers mit Eis an Rupin geliefert werden. Die Proben werden als biologischer Abfall entsorgt.

Versuchsprotokoll:

Jeder Proband wird in der Abteilung für Endokrinologie im Hillel Yaffe Medical Center eintreffen. Der Proband wird eine Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie lesen und unterzeichnen. Der Proband füllt einen kurzen Fragebogen aus, in dem er über die Art der Sonneneinstrahlung, Ernährungsgewohnheiten und chronische Medikamente berichtet.

Dann wird der Test durchgeführt:

1. Bluttest für Vitamin D 25-Spiegel. Basierend auf den Ergebnissen haben wir die Gruppen definiert. Testergebnisse mit Werten von mindestens 30 ng/ml gehören zur Regulierungsgruppe
2. Bluttestergebnisse von weniger als 20 mg/ml Vitamin D25. Der Patient akzeptiert eine Vitamin-D3-Dosis von 75.000 IE. und wird anschließend dynamisch den Vitamin-D-Spiegel im Blut erhöhen. Der Bluttest wird rechtzeitig nach vier Stunden, 24 Stunden und 48 Stunden nach Einnahme des Arzneimittels durchgeführt.
3. Bluttest auf Vitamin-D-Spiegel 25 (Serum) in leerem Röhrchen, geschützt vor Licht, wird für Spektraltest nach Roppin gebracht.
4. Test mit dem Spektrometer: Zwei Glasfasern werden von den Forschern an verschiedenen Stellen am Rumpf des Patienten geführt, wobei eine Seite der Glasfaser mit einer Lichtquelle und das andere Ende der Glasfaser mit dem Spektrometer verbunden ist.

Über das mit regelmäßigen Blutuntersuchungen verbundene Risiko hinaus sind für den Patienten keine Risiken oder Unannehmlichkeiten zu erwarten. Der Spektraltest wird Ruppin an den Blutproben des Patienten durchgeführt, wie in den Methoden beschrieben, und erfordert nicht die Anwesenheit des Patienten.

Datenanalyse:

Es werden mehrere Algorithmen entwickelt, die in der Spektraldatenbank verwendet werden, um Personen mit Vitamin-D-Mangel zu identifizieren.

Die Datenverarbeitung erfolgt wie folgt:

1. Statistische Analysen werden unter Verwendung von Regressionsmethoden durchgeführt, um eine Korrelation zwischen dem Vitamin-D-Spiegel, der mit einem chemischen Labortest des Blutes quantifiziert wurde, und Spektralmessungen im sichtbaren Licht zu finden, die im Krankenhaus in verschiedenen Bereichen des Körpers durchgeführt werden.
2. Statistische Analysen werden unter Verwendung von Regressionsmethoden durchgeführt, um eine Korrelation zwischen dem Vitamin-D-Spiegel, der mit einem chemischen Labortest des Bluts quantifiziert wurde, und Spektralmessungen im mittleren Infrarot (MIR) zu finden, wie sie an Blutproben von Probanden durchgeführt wurden.
3. Die getestete Bevölkerung wird entsprechend den Bluttestergebnissen in zwei Gruppen eingeteilt: Probanden mit Vitamin-D-Mangel und Probanden mit normalen Vitamin-D-Spiegeln. Es werden Clustering-Analysemethoden wie PCA und LDA durchgeführt, um Unterscheidungsmerkmale zwischen den beiden Populationen zu finden.