Temperature and hemodynamic effects during the occlusion test on the upper limbs of healthy subjects: synchronicity, vasoconstriction, vasodilation

The aim of the study is to describe the temperature and hemodynamic effects that occur during the pressure cuff test (CT). Materials and methods. The reaction to CT has been studied by thermography, photoplethysmography, magnetic resonance imaging and ultrasound dopplerography. Results. At rest oscillations in skin temperature and hemodynamics of the left and right hands were synchronous. During occlusion a vasoconstriction of arteries below the cuff occurred, the blood being deposited in the venous bed. The opening of the sweat channels on the fingers of the subjects during the application and/or removal of occlusion was recorded for the first time. Conclusions. Occlusion leads to a transition from the oscillatory regime of changes in the tonus of the vessels of the shoulder and hand to the regime of vasoconstriction, and after the removal of occlusion - to vasodilation.

окклюзионная проба, фотоплетизмография, термография, магнитно-резонансная томография, допплерография, синхронность, вазоконстрикция, вазодилатация, occlusion test, photoplethysmography, thermal imaging, magnetic resonance imaging, dopplerography, synchronicity, vasoconstriction, vasodilation

1. Воловик М. Г., Киселев Д. В., Полевая С. А. и др. Влияние многократной локальной ишемии на температурный режим и микроциркуляцию кожи кисти у человека // Физиология человека. - 2015. - Т. 41. - № 4. - С. 100-109.

2. Дунаев А. В., Егорова А. B., Жеребцов Е. A., Макаров Д. С. Исследование возможностей тепловидения и методов неинвазивной медицинской спектрофотометрии в функциональной диагностике // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2010. - № 6-2. - С. 95-100.

3. Жеребцова А. И., Жеребцов Е. А., Дунаев А. В. и др. Метод и устройство диагностики функционального состояния периферических сосудов верхних конечностей // Медицинская техника. - 2017. - № 1 (301). - С. 33-37.

4. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей. - М.: Либроком, 2013. - 496 c.

5. Протопопов А. А., Усанов Д. А., Аверьянов А. П. и др. Состояние микроциркуляторного русла у детей с сахарным диабетом 1-го типа // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2012. - Т. 11. - № 2. - С. 22-27.

6. Сагайдачный А. А., Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Фомин А. В. Метод тепловизионной визуализации колебаний кожного кровотока в конечностях: модификация спектральных составляющих // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2015. - Т. 14. - № 1 (53). - С. 46-52.

7. Сагайдачный А. А., Фомин А. В. Анализ временной производной температурной реакции пальцев рук на плечевую окклюзию и ее взаимосвязь с параметрами гемодинамики. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2017. - Т. 17. - № 3 (63). - С. 31-40.

8. Тихонова И. В., Танканаг А. В., Чемерис Н. К. Динамика амплитуд колебаний периферического кровотока в процессе развития постокклюзионной реактивной гиперемии у условно-здоровых добровольцев // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2009. - Т. 8. - № 1 (29). - С. 31-35.

9. Усанов Д. А., Сагайдачный А. А., Скрипаль А. В., Фомин А. В. Взаимосвязь колебаний температуры и кровотока пальцев рук // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2012. - Т. 11. - № 2. - С. 37-42.

10. Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Протопопов А. А. и др. Оценка функционального состояния кровеносных сосудов по анализу температурной реакции на окклюзионную пробу // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2009. - Т. 5. - № 4. - С. 554-558.

11. Федорович А. А. Неинвазивная оценка вазомоторной и метаболической функции микрососудистого эндотелия в коже человека // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2013. - Т. 12. - № 2. - С. 15-25.

12. Abdul-Ghani S., Fleishman A. N., Khaliulin I., Meloni M., Angelini G. D., Suleiman M. S. Remote ischemic preconditioning triggers changes in autonomic nervous system activity: implications for cardioprotection. Physiological Reports. 2017; 5(3). E13085. doi: 10.14814/phy2.13085.

13. Ahmadi N., Hajsadeghi F., Gul K., Vane J., Usman N., Flores F. at al. Relations between digital thermal monitoring of vascular function, the Framingham risk score, and coronary artery calcium score. Journal of Cardiovascular Computed Tomography. 2008; 2 (6): 382-388. doi: 10.1016/j.jcct. 2008.09.001.

14. Celermajer D. S., Sorensen K. E., Gooch V. M., Spiegelhalter D. J., Miller O. I., Sullivan I. D. et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. The lancet. 1992;340(8828):1111-1115. doi: 10.1016/0140-6736(92)93147-F.

15. Corretti M. C., Anderson T. J., Benjamin E. J., Celermajer D., Charbonneau F., Creager M. A. et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. Journal of the American College of Cardiology. 2002. 39(2): 257-265. doi: 10.1016/ S0735-1097(01)01746-6.

16. Fronek A., Johansen K., Dilley R. B., Bernstein E. F. Ultrasonographically monitored postocclusive reactive hyperemia in the diagnosis of peripheral arterial occlusive disease. Circulation. 1973. 48 (1): 149-152. doi:10.1161/01.CIR.48.1.149.

17. Mulinos M. G., Shulman I. Vasoconstriction in the hand from a deep inspiration. Am. J. Physiol. 1939; 125: 310-322.

18. Sagaidachnyi A. A., Fomin A. V., Usanov D. A., Skripal A. V. Thermography - based bloodflow imaging in human skin of the hands and feet: A Spectral - Filtering Approach. Physiological measurement. 2017; 38(2): 272. doi: 10.1088/1361-6579/ aa4eaf.

19. Sagaidachnyi А. А., Skripal A. V., Fomin A. V., Usanov D. A. Determination of the amplitude andphase relationships between oscillations in skin temperature and photoplethysmography - measured bloodflow in fingertips. Physiological measurement. 2014; 35(2):153-166. doi: 10.1088/0967-3334/35/2/153.

20. Takase B., Uehata A., Akima T., Nagai T., Nishioka T., Hamabe A. et al. Endothelium-dependent flow-mediated vasodilation in coronary and brachial arteries in suspected coronary artery disease. American Journal of Cardiology. 1998; 82(12): 1535-1539. doi: 10.1016/S0002-9149(98)00702-4.

21. Tarjan J., Nagy L., Kovacs I., Kovacs E., Arvai F., Dobai F. Flow mediated change of finger-tip-temperature in patients with high cardiovascular risk. Cardiology Hungarica. 2005; 35:11-16.

22. Thijssen D. H., Black M. A., Pyke K. E., Padilla J., Atkinson G., Harris R. A. et al. Assessment offlow-mediated dilation in humans: a methodological andphysiological guideline. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2011; 300(1). H2-H12. doi:10.1152/ajpheart. 00471.2010.

23. Tikhonova I. V., Tankanag A. V., Chemeris N. K. Time-amplitude analysis of skin blood flow oscillations during the post-occlusive reactive hyperemia in human. Micro vascular research. 2010; 80(1) :58-64. doi: 10.1016/j.mvr.2010.03.010.

24. Vainer B. G., Markel A. L. Systemic vascular response to brachial arteries crossclamping may prognosticate the outcome of remote ischemic preconditioning. Medical hypotheses. 2015; 84(4):298-300. doi: 10.1016/j.mehy.2015.01.013.

25. West S. G. Effect of diet on vascular reactivity: an emerging marker for vascular risk. Current atherosclerosis reports. 2001; 3(6): 446-455. doi:10.1007/s11883-001-0034-7.