Анализ воспроизводимости и погрешности результатов при исследовании волос методом ГРВ

*Петрова Е.Н., *Коротков К.Г., **Вайншелбойм А., **Матраверс П.

* СПб НИИФК , СПбГУ ИТМО , ** Aveda Corporation, Minneapolis , USA

При разработке и практическом применении любой методики исследований одним из важнейших вопросов является воспроизводимость результатов и оценка погрешности измерений. В работах [1,2] подробно описана методика исследования волос методом ГРВ. В данной статье представлена оценка воспроизводимости результатов при исследовании методом ГРВ волос человека.

Анализ воспроизводимости и погрешности результатов метода ГРВ, представленный в ряде работ [3,4], показал высокую воспроизводимость метода ГРВ-графии при измерениях тест-объекта, в качестве которого был выбран металлический цилиндр. По представленным данным [4] погрешность ГРВ-метода не превышает 5%.

Для анализа погрешностей при исследовании волос и выбора методов обработки экспериментальных результатов необходимо определить тип распределения получаемых данных. В ходе анализа данных, полученных более чем в 30 экспериментах (при последовательном снятии 100 экспериментальных точек), было установлено, что выборки рассчитываемых параметров свечения волос извлечены из совокупности с нормальным распределением. Оценка типа распределения данных производилась как по гистограмме распределения, так и с помощью математической обработки данных в программе Statistica . Во всех рассматриваемых случаях среднее значение практически совпадает с медианой; медиана лежит приблизительно посередине между 25 и 75 персентилем; 16 и 84 персентиль очень близки к пределам одного стандартного отклонения от среднего.

Данные расчеты позволяют сделать вывод о наличии нормального распределения данных, что свидетельствует о применимости к получаемым результатам параметрических методов статистической обработки и возможности описания данных в терминах среднего, стандартного отклонения и доверительного интервала.

При проведении экспериментов по воспроизводимости результатов исследовались образцы волос, сформированные в одинаковые пучки волос 55 мм длиной и весом 0,4 г. Результаты одного из экспериментов представлены на рисунках 1 и 2. Серии экспериментов были проведены на 10 пучках «сухих» волос (время после среза более 20 дней). Внешние условия при проведении эксперимента оставались постоянными (Т = 22 0 С, относительная влажность 42%). В каждой серии экспериментов было снято по 10 avi -файлов длительностью по 5 секунд с частотой записи 20 кадров в секунду. В проведенных нами экспериментах погрешность измерений составила 5 – 8%.

При проведении экспериментов по исследованию волос и анализе полученных данных необходимо учитывать сложную структуру волос и их биологическую вариабельность [5,6]. Например, автором работы [7] было установлено, что сопротивление волос, взятых с различных участков головы, может различаться до 40%. Также параметры волос могут существенно меняться с течением времени или под воздействием внешних факторов. Поэтому для проведения эксперимента образцы волос срезаются с затылочной части головы в один промежуток времени. Кроме того, важным условием для получения воспроизводимых результатов является точное соблюдение геометрических параметров формируемых пучков волос ( 55 мм , 0,4 г) и одинаковая постановка образцов на электрод ГРВ камеры.

В ходе экспериментов также было установлено, что в процессе съемки за счет воздействия ЭМП высокой напряженности на волосы происходит изменение параметров снимаемых ГРВ-грамм, что свидетельствует об изменении свойств волос под воздействием импульсного ЭМП. Степень данного влияния зависит от индивидуальных свойств волос человека. Наличие подобного влияния приводит к необходимости сокращения количества серий экспериментов, проводимых на одном образце волос, до 1-2 серий.

Рис.1. Результаты трех последовательных измерений временной динамики интенсивности газоразрядного свечения 10 образцов волос.

Рис.2. Средние значения, стандартные отклонения и доверительные интервалы интенсивности газоразрядного свечения 10 образцов волос (значения вычислялись по 1000 экспериментальных точек).

Литература

1. Коротков К.Г., Нечаев В.А., Петрова Е.Н., Вайншелбойм А, Коренюгин Д.Г., Шигалев В.К. Исследование ГРВ свечения волос.// Приборостроение, том 49, № 2, СПбГУ ИТМО, 2006. С. 51-57.
2. Петрова Е.Н. Методика исследований динамических характеристик газоразрядного свечения волос.// Сборник трудов СПб НИИ ФК. Итоговая научная конференция, Санкт-Петербург. 2005
3. Коротков К.Г. Основы ГРВ Биоэлектрографии. Л.: Изд-во СПбГУИТМО, 2001. 360 с.
4. Борисова М.В., Крыжановский Э.В., Ткалич В.Л. Оценка погрешности экспериментальных результатов при исследовании методом ГРВ биоэлектрографии. // Приборостроение, том 49, № 2, СПбГУ ИТМО, 2006. С. 30-31.
5. Clarence R. Robbins. Chemical and Physical Behavior of Human Hair. Springer — Verlag , New York , 1994, 391 p .
6. Скальный А.В., Быков А.Т. Эколого-физиологические аспекты применения макро- и микроэлементов в восстановительной медицине. Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. 198 с.
7. З. М. Мамедов. Удельное электрическое сопротивление волос при экспертизе их сходства. // Судебно медицинская экспертиза. 1986. № 4. С. 45-47.