WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Аппарат ЛДФ, используемый в данном исследо[3]. Рассеянное и ослабленное за счет поглощения вании, включает два модуля: измерительный зонд излучение детектируется на поверхности исследуеи базовый блок, соединенных посредством гибкого мого биологического объекта (рис. 3). Регистрация кабеля. Измерительный зонд содержит освещающие осуществляется четырьмя приемными волокнами, и приемные оптические волокна, фотоприемники расположенными на расстояниях 1, 2, 3, и 4 мм от оси предусилители сигнала. Базовый блок содержит вещающего волокна. Диаметр сердцевины освещалазерные модули, драйверы лазерных диодов и соющего и приемных волокон составляет 0,2 мм. Погласующие каскады усилителей. Доставка лазерносредством оптоволокна сигнал обратно рассеянного го излучения от лазерных диодов к измерительному оптического излучения доставляется на фотоприемзонду осуществляется посредством оптического воник, который осуществляет линейное преобразовалокна. Соединительный кабель содержит оптическое ние оптического сигнала I () в электрический сигнал волокно, сигнальные провода и провода питания усиU (). Далее регистрируемый сигнал U () проходит лителей. Питание драйверов лазерных диодов осуаналоговую обработку (усиление, фильтрацию и т.п.) ществляется от сети переменного тока 220 В, 50 Гц.

в электронном блоке, оцифровывается и передается Питание усилителей фототока осуществляется от в компьютер для последующих математических предвух батарей типа 6 F22.

образований и анализа. Управление прибором осуВ ЛДФ данной модификации используются два источника лазерного излучения в красном световом диапазоне на длине волны 650±30 нм и в ближнеинфракрасном на длине волны 805±50 нм с мощностью излучения 5 мВт и 2 мВ соответственно. Выбор длин волн зондирующего излучения основан на различии коэффициентов поглощения окисленной и восстановленной форм гемоглобина (рис. 2). Для красного света с длиной волны 1= 650±30 нм поглощение восстановленного гемоглобина существенно превыРис. 2. Спектр поглощения различных составляющих биоткани. Поглощение основных хромофоров кожи человека в зависимости от длины волны оптического излучения:

1 — окисленный гемоглобин HbO2, 2 — восстановленный гемоглобин Hb, 3 — вода, 4 — эумеланин, 5 — феомеланин, Рис. 3. Обобщённая функциональная схема измерений 6 — прочие поглотители «на отражение» в ЛДФ Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2012. Vol. 8, № 2 (Dermatology).

618 ДЕРМАТОЛОГИЯ ществляется посредством компьютерной программы ляции (ПМ) и его среднеквадратическое отклонение FlowMeter. (), характеризующее переменную составляющую Средние значения интенсивности и частоты флук- микроциркуляции, и коэффициент вариации (К). Статуаций интенсивности регистрируемого фотоприем- тистическую обработку данных производили на комником сигнала зависят от средней скорости движе- пьютере с использованием пакетов программ для ния рассеивающих частиц и их концентрации [4]. Для статистического анализа Excel и Statistica 6.0. Критивосстановления параметров микроциркуляции ана- ческий уровень достоверности (р) нулевой статистилизируется спектр фотоэлектрического сигнала U (), ческой гипотезы (об отсутствии значимых различий) представляющий собой распределение энергии P () принимали равным 0,детектируемого излучения по частоте. Затем вы- Результаты. Диагностика состояния микроцирчисляется нулевой и первый спектральные момен- куляции крови осуществлялась методом ЛДФ с четы, определяемые в общем виде для момента N-го тырех приемных волокон на длинах волн 0,65 мкм порядка как MN= NP () d. Нулевой спектральный и 0,805 мкм. Регистрируемая ЛДФ-грамма (графичемомент представляет собой среднюю энергию фото- ская запись непрерывно регистрируемого в течение электрического сигнала и пропорционален среднему всего времени исследования ЛДФ-сигнала) содержит объему крови, протекающему через исследуемый фрагменты с различными типами колебаний, отлиобъем за единицу времени. Первый момент опреде- чающихся по частоте и амплитуде. Происхождение ляет средний объем перфузии — произведение сред- колебаний связано с пространственной ориентацией неквадратичной скорости движения рассеивателей сосудов, а также с различными значениями числа на их концентрацию. Отношение первого момента эритроцитов и скорости кровотока, предопределяек нулевому представляет собой средневзвешенную мых структурой капиллярного дерева в исследуемом частоту флуктуаций фотоэлектрического сигнала и участке ткани [6]. В этой связи возникает необходипропорционален среднеквадратичной скорости дви- мость анализа пространственной локализации ЛДФжения рассеивающих свет частиц, т.е. эритроцитов. сигнала в тканях кожи и определения парциальных Представленным методом ЛДФ были обследова- вкладов различных элементов сосудистого русла ны 20 человек в возрасте от 20 до 56 лет без при- дермальных слоев в детектируемом ЛДФ-сигнале.

знаков поражения кожи, с относительно стабильной Для каждого из положений приемных волокон, центральной гемодинамикой и нормальными пока- т.е. на расстояниях 1, 2, 3 и 4 мм от освещающего зателями, отражающими реологические свойства волокна методом Монте Карло [7] сделаны расчёты крови. В исследовании участвовали здоровые лица пространственной локализации ЛДФ-сигнала в ткамужского и женского пола, в возрасте не моложе 18 нях кожи, позволяющих оценить объем зондируемой и не старше 60 лет, у которых на протяжении 6 ме- ткани и эффективную глубину детектирования. Ресяцев, предшествовавших исследованию: не было зультаты расчётов представлены на рис. 4.

признаков кожных заболеваний; отсутствовали при- Зондирующее излучение с длиной волны = 0,65 мкм знаки анамнестических заболеваний, которые могли характеризуется значительным поглощением гебы привести к стойкому нарушению функциональ- моглобина и относительной прозрачностью оксигеного состояния сердечно-сосудистой и дыхательной моглобина (см. рис. 4). Легко видеть, что при увесистем; не была выявлена отягощенная наслед- личении расстояния от освещающего волокна до ственность по кожным заболеваниям. Критерии ис- приемного волокна с 1 мм до 4 мм позволяет увелиключения включали: физиологическое состояние чить эффективную глубину зондирования в 3 – 4 раза (например, беременность, лактация и др.); онкологи- и тем самым увеличить объём измеряемой области ческие заболевания; прием фотосенсибилизаторов и в 6 – 10 раз (см. рис. 4, А-Г). Результаты моделироваантикоагулянтов; фотодерматит; декомпенсирован- ния показывают, что, несмотря на сложный неодноные заболевания, которые могут повлиять на резуль- родный характер распределения различных элементаты измерений (например, органические поражения товсосудистого русла в зондируемом объеме ткани центральной нервной системы, декомпенсирован- [3, 5, 6, 8], пространственное распределение детекная патология сердечно-сосудистой системы, эндо- тируемого сигнала оказывается довольно равнокринологические и иммунологические нарушения, мерным с ярко выраженным максимумом в верхних больные с острой почечной или печеночной недоста- дермальных слоях. При этом для 0,805 мкм, начиная точностью, коллагенозы, патология органов зрения); с глубины 300 мкм, эффективная область измеренарушение целостности кожных покровов; вирусные ний практически равномерно распределена вплоть и гнойничковые поражения кожи [5]. до глубинных дермальных кровеносных слоев (см.

Все измерения проводились в положении лежа, рис. 4, Д-З). Наиболее сильно рассеивающие свет после 10-минутной стабилизации гемодинамики в поверхностные слои кожи, в сочетании с разницей помещении при температуре 20 – 23 С и неярком ос- в показателях преломления слоев, оказывают своевещении. На кожу после ее предварительного обе- го рода экранирующий эффект при вводе / выводе зжиривания спиртовым раствором прикладывался зондирующего излучения, что является крайне неконтактный накожный датчик диаметром 1,0 см. За- желательным. Увеличение расстояния значительно тем осуществлялись пятикратные измерения крово- уменьшает френелевское отражение на границе разтока с последующим их усреднением и последова- дела «воздух –кожа», что, в свою очередь, приводит тельной записью 5-секудных разверток на жесткий к уменьшению вклада рогового слоя и эпидермиса в диск персонального компьютера. детектируемый сигнал.

Последовательно измеряли кровоток по четырем Результаты проведённого моделирования наглядосновным точкам в течение 5 минут в каждой из них: в но показывают, что увеличение расстояния на посередине лба, в области центра щеки справа и симме- верхности кожи между освещающим и принимающим тричной точке щеки слева и области подбородка. Общая волокнами и изменение длины волны падающего изпродолжительность одного исследования 30 минут. лучения фактически позволяют осуществлять сканиРегистрировали и рассчитывали следующие по- рование тканей кожи по глубине (рис. 4), захватывая казатели: среднее значение показателя микроцирку- различные элементы сосудистого русла. Таким об Саратовский научно-медицинский журнал. 2012. Т. 8, № 2 (Дерматология).

DERMATOLOGY Рис. 4. Пространственная локализация ЛДФ-сигнала в тканях кожи, рассчитанная методом Монте Карло [7]:

А-Г — на длине волны 650±30 нм и Д-З — на длине волны 805±50 нм на расстояниях 1, 2, 3, и 4 мм от освещающего волокна соответственно Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2012. Vol. 8, № 2 (Dermatology).

620 ДЕРМАТОЛОГИЯ разом, на базе полученных результатов становится исследования архитектоники микрососудов в коже возможным оценить распределение эритроцитов в разных топографических зон лица показали, что зондируемом объеме ткани и изменение перфузии, микрососуды, а соответственно и потоки форменных которая характеризует кровоток в микрососудах.

элементов крови ориентированы преимущественно Сравнение основных показателей микроциркуля- перпендикулярно поверхности кожи. Эритроциты ции, зарегистрированных в коже центральной обла- движутся с разными линейными скоростями: от 0,сти щеки справа и слева методом ЛДФ, не выявило до 5 мм/с в артериолах, от 0,01 до 0,3 мм/с в капилдостоверных статистических различий между ними.

лярах и от 0,32 до 1,2 мм/с в венулах [5].

ПМ справа составил 12,39±0,21 перф. ед., а слева — Наибольшей проникающей способностью через 12,38±0,16 перф. ед. (p>0,05). Коэффициент асимp>0,05). Коэффициент асим>0,05). Коэффициент асимкожу обладают волны длиной 650 – 1200 нм, так назыметрии для ПМ составил 0,009, что свидетельствует ваемый диапазон «оптической прозрачности ткани».

об отсутствии различий. На основании комплексного Глубже всего, до 70 мм, проникают инфракрасные морфофункционального изучения состояния кожной лучи, лучи с длиной волны 0,8 – 1,0 мкм (805 нм) — микроциркуляции показано, что вариабельность по40 мм, 650 нм –15 – 25 мм, причем 40 % их рассеиваказателей микроциркуляции в различных топограется и отражается.

фо-анатомических областях кожи лица находится в Частота излучения, рассеянного движущейся прямой зависимости от структурных особенностей частицей, отличается от частоты зондирующего сигстроения микроциркуляторного русла этих областей, нала (эффект Допплера). Для частицы, движущейглубины залегания микрососудов и плотности функся со скоростью v = 1 мм/с, облученной лазерным r ционирующих капилляров. Нормированный первый излучением с длиной волны 650 нм, допплеровская спектральный момент, представляющий собой отчастота равна 4.4 кГц. Эффект Допплера позволяет ношение первого момента к нулевому, имел прямую исследовать большие ансамбли эритроцитов, двипропорциональную зависимость от канала регистражущихся в микрососудах. Их скорости различны в ции отраженного излучения на длинах волн 650 нм и артериолах, капиллярах и венулах, что позволяет 805 нм.

методами частотной селекции производить анализ Значения основных параметров микроциркуляфизиологических процессов, идущих в различных отции крови кожи лица варьировали в довольно шиделах системы микроциркуляции [9, 10].В частности, роких пределах. Значения показателя микроциркудля анализа транспорта кислорода удобно использоляции (ПМ) в коже лба колебались от 7,68 пф. ед.

вать 4-канальный аппарат с лазерами, излучающими до 12,16 пф. ед., составляя в среднем 9,92±0,54 пф.

на длинах волн 1= 0,65 мкм и 2= 0,805 мкм. Первая ед., в области центра правой щеки — от 9,5 до 15,длина волны характеризуется высоким поглощением пф. ед., в среднем 12,39±0,21 пф. ед., в области ценсвета в гемоглобине и низким поглощением в окистра левой щеки — от 8,97 до 15,80пф. ед., в среднем ленном гемоглобине. Вторая длина волны называет12,38±0,16 пф. ед., а в области подбородка — от 4,ся изобестической, так как поглощение оптического до 9,22 пф. ед. в среднем 6,93±0,54 пф. ед. Показаизлучения в этих двух веществах одинаково. Эффектель микроциркуляции (ПМ) может быть высоким, как тивная поверхность рассеяния эритроцита в значипри увеличении перфузии тканей кровью, так и при тельной степени определяется химическим составом венозном застое [8]. Среднее квадратичное откловнутриклеточного вещества. Оно представляет сонение () при увеличении своего численного значебой насыщенный, 32 %-ный раствор гемоглобина в ния указывает на активность функции регуляторных механизмов. А коэффициент вариации (К) — соот- плазме крови. Большинство тканей организма для рассматриваемых длин волн имеют низкие омиченошение /ПМ 100 %, характеризует активность ские потери (исключение составляет гемоглобин), сосудов микроциркуляторного русла и определяет в основном процентный вклад вазомоторного ком- что позволяло бы ожидать высокую прозрачность понента в общую модуляцию тканевого кровотока. и большую глубину проникновения оптического изЧем он выше, тем больше вазомоторная активность лучения. В то же время большое количество микрососудов. Средние значения основных показателей включений веществ с различными показателями микроциркуляции в различных участках кожи лица преломления приводит к интенсивному рассеянию и представлены в таблице.

ограничивает глубину проникновения света. Размеры этих неоднородностей на порядок меньше длины Средние значения основных показателей волны видимого излучения. Это приводит к тому, что микроциркуляции в различных участках кожи лица глубина проникновения излучения на длине волны больше, чем на 1. Зондирующее излучение с длиСреднее ква- КоэфПоказатель Участок кожи дратическое фициент ной волны = 0,65 мкм характеризуется значительмикроциркулялица отклонение вариации ции (перф. ед.) ным поглощением гемоглобина и метагемоглобина и (перф. ед.) (%) относительной прозрачностью оксигемоглобина.РасЛоб 9,92 ±0,54 1,4±0,35 стояние от освещающего волокна до первого приемного волокна в данном ЛДФ составило 1±0,2 мм, а до Правая щека 12,39±0,21 1,8±0,49 14,четвертого приемного волокна 4±0,8 мм, что позвоЛевая щека 12,38±0,16 1,9±0,41 15,лило увеличить глубину проникновения излучения Подбородок 6,93±0,54 0,8±0,46 11,5 измеряемой области.

Pages:     | 1 || 3 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.