پيشنهاد روشي تشخيصي براي تعيين مراحل مختلف بيماري هاي مزمن كليه با استفاده از طيف سنجي مادون قرمز

A diagnostic method for stage determination of chronic kidney diseases using Fourier transform infrared spectroscopy

زمينه: طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز به همراه محاسبه هاي شيمي سنجي براي ارزيابي كيفي پروتيين هاي موجود در سرم خون به كار مي رود. هدف: مطالعه حاضر به منظور پيشنهاد يك روش تشخيصي براي تعيين مراحل مختلف در بيماري هاي مزمن كليه انجام شد. مواد و روش ها: اين مطالعه آزمايشگاهي در سال تحصيلي 90-1389 در دانشكده علوم پايه دانشگاه بين المللي امام خميني (ره) قزوين انجام شد. 50 نمونه به وسيله طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه ارزيابي شدند. به اين منظور در طيف گيري از هر نمونه خون به ميزان 5/0 ميلي-ليتر سرم در سل دستگاه مادون قرمز تبديل فوريه ريخته شد. اين نمونه ها در سطوح مختلف بيماري مزمن كليه قرار داشتند و مرحله بيماري آن ها توسط روش جافه به عنوان استاندارد طلايي پزشكي بازبيني شد (9 نمونه در طبقه 1 يا سالم، 7 نمونه در طبقه 2، 11 نمونه در طبقه 3، 8 نمونه در طبقه 4، 5 نمونه در طبقه 5 و 10 نمونه در طبقه 6 قرار گرفتند). نمونه هاي طيف گيري شده با استفاده از روش طبقه بندي چند متغيره تفكيك غير خطي بررسي شدند. سپس داده ها با استفاده از روش هاي انتخاب گر طول موج تصويرسازي متوالي و ژنتيك الگوريتم بهبود يافت و براي پيشگويي نمونه هاي سرم خون با طبقه بندي هاي مختلف بيماري مزمن كليوي به كار رفت. يافته ها: استفاده از تفكيك غيرخطي به همراه روش هاي انتخاب گر طول موج تصويرسازي متوالي و ژنتيك الگوريتم، يك روش مناسب براي پيشگويي بيماري مزمن كليه بود. ميزان تشخيص نمونه هايي كه به طور صحيح طبقه بندي شدند براي مدل ها بر پايه تصويرسازي متوالي و ژنتيك الگوريتم به ترتيب %85 و %97 بود. نتيجه گيري: با توجه به يافته ها، روش تشخيصي جديد مي تواند براي طبقه بندي چند مرحله اي بيماري مزمن كليوي به عنوان يك روش بهبود يافته استفاده شود.

Background: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) combined with chemometric techniques have been employed for qualitative analysis of proteins in blood serum. Objective: The aim of this study was to suggest a diagnostic method for stage determination of chronic kidney diseases (CKD). Methods: This laboratory study was conducted in Faculty of Science of Imam Khomeini International University during 2010-2011. 50 samples were evaluated using Fourier transform infrared spectroscopy. 0.5 ml of blood serum was poured in FTIR cell for each sample. The samples were from different stages of CKD and their stages were verified by Jaffe method as gold standard (Distribution of stages was as follows: 9 stage I/ healthy, 7 stage II, 11 stage III, 8 stage IV, 5 stage V and 10 stage VI). The samples were evaluated by Quadratic discriminant analysis (QDA). Data were modified with wavelengths selection algorithms using the Successive Projection Algorithm (SPA) and the Genetic Algorithm (GA) and were applied for prediction of serum samples status with different stages of CKD. Findings: Quadratic discriminant analysis together with successive projection algorithm and genetic algorithm as wavelength selection strategies are suitable for prediction of CKDs. The correct classification rates of the samples were 85% and 97% for SPA and GA models, respectively. Conclusion: With regards to the results, this new diagnostic method can be used for multi-stage classification of the chronic kidney disease as an improved method.