Detection of diabetes mellitus type II by infrared spectroscopy and multivariate analysis

Abstract

Предложен метод выявления сахарного диабета II типа. Для анализа сывороток крови применен метод инфракрасной спектроскопии с последующей обработкой методами мультивариантного анализа. Исследована сыворотка крови 44 больных сахарным диабетом и 30 здоровых доноровв качестве контрольной группы. ИК-спектры образцов сыворотки регистрировались в диапазоне 4000-600 см-1 на спектрометре Tensor 37 фирмы Bruker при помощи приставки для регистрации спектров нарушенного полного внутреннего отражения MIRacle фирмы Pike с кристаллом из селенида цинка и алмазным напылением. Спектры каждого образца регистрировались с разрешением 2 см-1 и усреднялись по 32 накоплениям. Измерения проводились при постоянной температуре и влажности воздуха. Применены многомерные методы обработки больших массивов данных, такие как кластерный анализ, метод проекции на латентные структуры, метод главных компонент для дифференциации групп здоровых доноров и пациентов, больных сахарным диабетом. Каждый из трех представленных методов дает наилучшие результаты при рассмотрении первой производной спектров во всем измеренном диапазоне длин волн. Кластерный анализ обеспечивает чувствительность 100 % и специфичность 95,8 % для используемой выборки. Метод главных компонент позволяет разделить выборку по группам. Анализ по методу проекции на латентные структуры показал чувствительность 100 % и специфичность 96,6 %. Показана целесообразность применения методов мультивариантного анализа для определения принадлежности образца сыворотки крови к группе пациентов. Ключевые слова сахарный диабет, инфракрасная спектроскопия, мультивариантный анализ, сыворотка крови, кластерный анализ, метод главных компонент, метод проекций на латентные структуры