![(jpg, 404 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=45293bed-e30f-4519-9323-b0e9351f3f22)
Новый метод диагностики состояния
периферических сосудов основан на визуализирующей фотоплетизмографии: с помощью
нагрева ученые активизируют кровообращение в исследуемом участке кожи руки
пациента, записывают видеоизображение участка в зеленом свете и, анализируя
полученные данные, оценивают тонус кровеносных сосудов. Это неинвазивный метод,
который прост в применении и достоверно отражает состояние сосудов человека,
что имеет большое прогностическое значение для выявления самых ранних признаков
сердечно-сосудистых заболеваний.
![(jpg, 262 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=5eea0070-f5e0-4552-b18f-3e1e89808b7a)
Схема ВФПГ-системы для оценки перфузии
крови во время гипертермического теста и экспериментальные зависимости,
полученные для четырёх исследуемых.
Авторами метода стали ученые из Института автоматики
и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН.
Качество жизни, её длительность и активность во
многом зависят от состояния кровеносных сосудов. Изменение состояния сосудов
регистрируется при сахарном диабете, атеросклерозе, гипертензии, ряде
сердечно-сосудистых заболеваний, при склонности к тромбозу и варикозному
расширению вен, а также у курящих людей. Оценка состояния периферических
сосудов помогает выявить риски указанных заболеваний и контролировать процесс терапии.
Именно для оценки сосудов ученые предложили
использовать метод визуализирующей фотоплетизмографии (ВФПГ), разработанный и
реализованный под руководством доктора физико-математических наук Алексея
Камшилина. Метод заключается в следующем: на внешнюю область предплечья
накладывается стеклянная пластина с прозрачным токопроводящим слоем,
обеспечивающим локальный нагрев исследуемого участка, температура кожи при этом
контролируется термопарой. Видеокадры с фокусированными изображениями участка
кожи, освещенного зеленым светом, записываются на компьютер совместно с
электрокардиограммой (ЭКГ) и обрабатываются с помощью специального программного
обеспечения, реализованного на платформе Matlab©.
Известно, что именно зелёный свет
приобретает наибольшую модуляцию на частоте сердцебиений после взаимодействия с
живой тканью, содержащей кровеносные сосуды, несмотря на то что глубина его
проникновения в кожу не превышает 0,5 мм. Эта модуляция обусловлена
механическим изменением плотности капилляров в дерме вследствие пульсаций
близлежащих артерий и артериол. Таким образом, сеть капилляров оказывается
распределённым преобразователем пульсаций глубоколежащих артерий в модуляцию
света на частоте сердцебиений.
Младший научный сотрудник,
к.ф.-м.н. Наталья Подолян рассказала, как проходило
исследование: «В тестировании принимали участие добровольцы, мужчины в возрасте
35–55 лет. Исследование выполнялось в три этапа. Сначала непрерывно и синхронно
записывалось видео исследуемого участка с ЭКГ и температурой кожи в течение
пяти минут. Затем область предплечья нагревали до 40–42 °С со скоростью нагрева
около 3,5 °С в минуту, чтобы избежать болезненных ощущений. Достигнутый уровень
температуры кожи поддерживался в течение 15 минут. На третьем этапе нагреватель
выключался, и температура кожи релаксировала естественным образом. На всех
этапах локального теплового теста велась непрерывная регистрация температуры,
видео и ЭКГ».
На основе проведенного исследования авторы пришли к
выводу, что изменение перфузии при локальном нагреве носит двухфазный характер
и обусловлено откликом нервной системы, опосредованным аксон-рефлексом в первой
фазе вазодилатации и синтезом оксида азота в клетках эндотелия во второй фазе
вазодилатации. Выявлено, что многократный рост перфузии в первой фазе нагрева
зависит как от начальной температуры кожи, так и от разницы температуры её
нагрева. Обнаружено, что для существенного развития сосудистой реакции на
гипертермию, связанную с активацией эндотелиальной функции, необходим нагрев
тканей длительностью более 15 минут. Показано, что метод ВФПГ достоверно
отражает работу механизмов регуляции периферического сосудистого сопротивления,
что является важным шагом в разработке систем ранней диагностики таких
социально значимых заболеваний, как сахарный диабет и гипертензия.
Исследование реализовано при поддержке гранта №
21-15-00265 Российского научного фонда в части разработки измерительной
системы, включая программное обеспечение и проведение экспериментов. Обработка
и хранение экспериментальных данных осуществлялись с использованием
оборудования Центра коллективного пользования «Дальневосточный вычислительный
ресурс» ИАПУ ДВО РАН.
По результатам работы опубликовано несколько статей в международных
научных журналах.
Источник: отдел научной коммуникации Института автоматики и процессов управления ДВО РАН