Method Article

적혈구 침강 속도: 의학적 맥락에서 물리학 기반 특성화

DOI:

10.3791/64502

⸱

March 24th, 2023

 ,  ,  , 
1Experimental Physics, Saarland University, 2Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg, 3Theoretical Medicine and Biosciences, Saarland University

In This Article

Summary

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적혈구 침강 속도(ESR)는 일상적인 건강 검진 및 의료 진단에 자주 사용되는 물리적 매개변수입니다. 현대의 콜로이드 지식을 바탕으로 전체 침강 곡선에서 물리적으로 의미있는 매개 변수를 추출 할 수있는 이론적 모델이 최근에 개발되었습니다. 여기에서는 시간이 지남에 따라 ESR을 자동으로 수집하는 프로토콜을 제시하고 이 자동화된 데이터 수집에서 이 최신 모델의 매개변수를 추출합니다. 이러한 정제된 매개변수는 또한 의학적 증언을 향상시킬 수 있습니다.

Abstract

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적혈구(또는 적혈구) 침강 속도(ESR)는 일상적인 건강 검진 및 의료 진단에 자주 사용되는 혈액의 물리적 파생 매개변수입니다. 예를 들어, 염증의 경우, 피브리노겐 및 기타 혈장 단백질의 증가와 관련하여 더 높은 ESR이 관찰됩니다. 이러한 증가는 피브리노겐의 증가로 인한 적혈구 (RBC)의 더 큰 응집체의 형성 때문인 것으로 여겨졌다. 실제로, 피브리노겐은 RBC의 작용제-촉진 응집체이며 스톡스 체제에서는 혈액이 더 큰 응집체 침전물에서 더 빨리 관찰되는 것으로 가정됩니다. 그러나 이 가설을 기반으로 하는 ESR 측정의 모든 모델에는 다른 시스템에서는 필요하지 않은 추가적인 물리적 가정이 필요합니다. 게다가, 콜로이드 현탁액 분야의 현대 연구는 매력적인 입자가 침투 응집체 (즉, 용기만큼 넓은 응집체)를 형성한다는 것을 입증했습니다. 이러한 콜로이드의 침전은 소위 "콜로이드 겔 붕괴"를 따릅니다. 최근에는 적혈구가 실제로 동일한 동작을 따르는 것으로 나타났습니다. 이 가설은 또한 RBC의 침전 곡선을 효율적이고 분석적으로 모델링할 수 있게 하며, 여기에서 강력하고 물리적으로 의미 있는 설명자를 추출할 수 있습니다. 이 원고는 이러한 분석을 수행하는 방법을 설명하고 이 접근 방식의 이점에 대해 설명합니다.

Introduction

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적혈구 침강 속도 (ESR)는 20 세기 동안 증거 기반 의학에 공식적으로 도입 된 의료 체외 임상 도구입니다 1,2,3,4. 현재 전 세계적으로 비특이적 염증 검사로 사용되거나 일부 특정 조건의 진화를 모니터링하기 위해 사용됩니다 5,6,7,8. 이것은 주로 피브리노겐 농도의 증가뿐만 아니라 IgM 1,9,10,11과 같은 다른 혈장 성분에서도 발생합니다. 현재 웨스터그렌 표준 프로토콜에 따르면, ESR 값은 정지 상태에서 수직으로 20cm의 전형적인 크기의 수직 튜브를 떠난 후 주어진 시점(3....

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Protocol

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혈액 샘플 수집 및 실험은 "Ärztekammer des Saarlandes", 윤리 투표 51/18에 의해 승인되었으며 헬싱키 선언에 따라 정보에 입각한 동의를 얻은 후 수행되었습니다. 표준 측정은 Westergren 튜브에서 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)-항응고 혈액(표준 EDTA 농도 1.6mg/mL 혈액, 유럽 표준 NF EN ISO 6710)으로 수행해야 합니다. Westergren 튜브를 채우는 데 필요한 부피는 제조업체에 따라 다릅니다(하부에 더 넓은 저장소가 포함되는 경우가 있음). 부피는 약 1mL의 전혈이어야 하며 재료 표에 표시된 튜브의 경우 800μL이어야 합니다. 그러나 아래에 설명된 방법은 프로브된 샘플의 헤마토크릿이 25%보다 높은 한 특정 현탁액 및 용기 모양에 관계없이 유효합니다16. 따라서 부피, 용기, 현탁 매체 및 첨가제는 수행된 연구의 특정 목적에 따라 선택해야 합니다.

1. 실험 및 측정

알림: s의 침강 속도를 기록amp매분.

  1. 시료 전처리(필요한 경우): 대조 헤마토크릿 또는 현탁액이 필요한 경우 먼저 세포를 세척하고 시료를 준....

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Results

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올바르게 획득된 이미지 시퀀스의 예는 Supplementary Movie 1(MovieS1.avi)로 제공됩니다. 다양한 조건에 대한 모형의 일련의 특성 적합치가 그림 2에 나와 있습니다. 피브리노겐 농도는 혈장 Fib0 중의 피브리노겐 농도로부터 결정하였으며, 혈청이 피브리노겐을 전혀 갖지 않는다고 가정하였다. 그러므로, Fib = C Fib0, 여기서 C는 혈장-혈청 혼합물의 혈장 부피 분율입니다. 이전 연구16에서, Fib0는 자를란트 대학병원(Homburg, Germany)의 임상화학실험실에서 표준방법에 의해 측정하였다. 이러한 양을 독립적으로 측정할 필요가 있는 경우, 피브리노겐 농도를 결정하는 편리한 방법은 (반)자동 볼 응고계를 포함하며, 이는 또한 .......

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Discussion

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자동화된 프로토콜이 효율적으로 작동하려면 명확한 배경과 적절한 조명이 있어야 합니다. 배경이 어두우면 효율적인 이진화 임계값이 존재하지 않을 수 있습니다. 일반적으로 시간이 지남에 따라 발생하는(증가하는) 일부 용혈이 있는 샘플의 경우 선택한 이진화 임계값이 초기 및 최종 사진 모두와 관련이 있는지 먼저 확인하는 것이 중요합니다.

그림의 이진화 과정과 관련하여 ROI 및 이진화 임계값의 선택은 가장 민감한 단계입니다. 세 가지 다른 그림(침전 과정의 시작, 중간 및 끝)에서 서로 다른 임계값을 수동으로 테스트하여 임계값 선택이 실제로 전체 프로세스에 대한 관련 이진화를 제공하는지 확인하는 것이 유용할 수 있습니다. 샘플이 강한 용혈을 경험하는 경우, 명확한 계면이 여전히 관찰될 수 있는 공정의 시작으로 샘플 분석을 제한해야 할 수 있습니다. 모든 ESR 측정의 경우 튜브에 기포가 존재하지 않도록 하는 것도 중요합니다. 그러나 튜브 상단에서 작은 기포가 관찰되는 경우 기포 아래에서.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 이 기사의 내용과 관련이 있다고 선언할 이해 상충이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 작업은 독일 연구 재단의 연구 단위 FOR 2688 - Wa1336/12와 Marie Skłodowska-Curie 보조금 계약 번호 860436-EVIDENCE의 지원을 받았습니다. T.J.와 C.W.는 프랑스 독일 대학교(DFH/UFA)의 자금 지원을 인정합니다. AD는 Saarland University의 Young Investigator Grant의 자금 지원을 인정합니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
항응고제(EDTA 또는 헤파린) 튜브(혈액 샘플용)SARSTEDT267001 또는 265특성을 분석하기 위한 항응고 혈액 샘플
카메라 EOS M50CanonKit EF-M18-150 IS STM섹터 영양 공급, 자동 촬영을 위한 컴퓨터 연결 및 적응형 대물렌즈를 사용할 수 있는 경우 모든 카메라가 작동해야 합니다
원심분리기HERMLE302.00 V03 - Z 36 HK요구 사항: 최소 3000 x g ofr 7분
마이크로 원심분리기MLW TH21또는 헤마토크릿을 측정하기 위한 기타 방법
마이크로 헤마토크리트 모세Fisher scientific11884040또는 헤마토크릿 측정을 위한 기타 모세관/용기
, 인산염 완충 식염수(PBS)ThermoFisher100100231x PBS, pH 7.4, 298 Osm
피펫(예: 용적 치환 피펫)GilsonFD10006혈액 및/또는 꽉 찬 세포를 조작하는 데 필요한 피펫. 물론 다른 모델도 적합하지만 혈액과 팍스 세포는 점성이 높은 액체로 취급하도록 주의하십시오.
왁스 밀봉 플레이트Hirschmann9120101마이크로 헤마토크릿 모세관
Westergren 튜브PraxindoA9244560다른 표준 Wetsergren 튜브도 작동해야 합니다
조명이 있는 흰색 배경/샘플 뒤에 흰색 종이 시트, 일반적인 실내 조명으로 충분합니다.
, 필, 용 밀봉 왁스 /

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bedell, S. E., Bush, B. T. Erythrocyte sedimentation rate. From folklore to facts. The American Journal of Medicine. 78, 1001-1009 (1985).
  2. Grzybowski, A., Sak, J. Edmund Biernacki (1866-1911): Discoverer of the....

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Erythrocyte Sedimentation RateRed Blood CellsFibrinogen ConcentrationHematocrit DeterminationColloidal Gel CollapseSedimentation VelocityPlasma Protein AggregationImage AnalysisWestergren TubesBlood Sample Centrifugation

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