Возможности лазерной допплеровской флоуметрии в оценке состояния микрогемолимфоциркуляции

Цель работы - исследование возможностей метода лазерной допплеровской флуометрии (ЛДФ) в изучении микрогемолимфоциркуляторного русла кожи человека. Материал и методы. На этапе постановки задачи было сделано предположение, что анализ сигналов ЛДФ в разных частотных диапазонах допплеровского сдвига может позволить оценивать движение различных рассеивающих частиц. Результаты исследования. При проведении функциональных тестов наблюдалась обратная реакция показателя микроциркуляции в низкочастотном диапазоне сигнала ЛДФ по сравнению с высокочастотным. Дополнительные различия были получены при проведении вейвлет-анализа сигналов ЛДФ. Выводы. Предложенный подход с разделением на частотные диапазоны показал потенциально полезные результаты при совместном исследовании микрогемо- и лимфоциркуляции.

кровоток, лимфоток, лазерная допплеровская флоуметрия, blood flow, lymph flow, laser Doppler flowmetry

1. Дунаев А. В., Дремин В. В., Жеребцов Е. А. и др. Анализ индивидуальной вариабельности параметров в лазерной флуоресцентной диагностике // Биотехносфера. - 2013. - Т. 26. - № 2. С. 39-47.

2. Жеребцов Е. А., Жеребцова А. И., Дунаев А. В., Подмастерьев К. В. Метод и устройство метрологического контроля приборов лазерной допплеровской флоуметрии // Медицинская техника. - 2014. - № 4. - С. 18-21.

3. Крупаткин А. И. Колебательные процессы микролимфоциркуляторного русла кожи человека // Физиология человека. - 2014. - Т. 40. - № 1. - С. 62-67.

4. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: рук-во для врачей. - М.: ЛИБРОКОМ, 2013. - 496 с.

5. Новикова И. Н., Дремин В. В., Дунаев А. В. и др. Возможности применения вейвлет-анализа осцилляций параметров микроциркуляторно-тканевых систем при проведении холодовой прессорной пробы на пальцах рук // Биотехносфера. - 2015. - Т. 42. - № 6. - С. 26-30.

6. Оптическая биомедицинская диагностика. Т. 1 / под ред. В. В. Тучина. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 559 с.

7. Barrett T., Choyke P. L., Kobayashi H. Imaging of the lymphatic system: new horizons. Contrast media & molecular imaging. 2006;1(6):230-245. doi: 10.1002/cmmi.116.

8. Bonesi M., Matcher S., Meglinski I. Doppler optical coherence tomography in cardiovascular applications. Laser Physics. 2010;20(6):1491-1499. doi: 10.1134/S1054660X10110034.

9. Bonesi M., Proskurin S. G., Meglinski I. V. Imaging of subcutaneous blood vessels andflow velocity profiles by optical coherence tomography. Laser Physics. 2010;20(4):891-899. doi: 10.1134/S1054660X10070029.

10. Bonner R., Nossal R. Model for laser Doppler measurements of blood flow in tissue. Applied Optics. 1981; 20(12):2097-2107. doi: 10.1364/AO.20.002097.

11. Chapman J. V., Sutherland G. R. The Noninvasive Evaluation of Hemodynamics in Congenital Heart Disease: Doppler Ultrasound Applications in the Adult and Pediatric Patient with Congenital Heart Disease. Developments in Cardiovascular Medicine. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers; 1990. 376 p.

12. Cutolo M., Pizzorni C., Sulli A. Capillaroscopy. Best Practice & Research Clinical Rheumatology. 2005;19(3):437- 452. doi: 10.1016/j.berh.2005.01.001.

13. Dunaev A. V., Dremin V. V., Zherebtsov E. A. et al. Individual variability analysis of fluorescence parameters measured in skin with different levels of nutritive blood flow. Medical Engineering & Physics. 2015;37(6):574-583 doi: 10.1016/j.medengphy.2015.03.011.

14. Dunaev A. V., Sidorov V. V., Stewart N. A. et al. Laser reflectance oximetry and Doppler flowmetry in assessment of complex physiological parameters of cutaneous blood microcirculation. Proc. SPIE. 2013; 8572:857205-8572059. doi: 10.1117/12.2001797.

15. Dunaev A. V., Zherebtsov E. A., Rogatkin D. A. et al. Novel measure for the calibration of laser Dopplerflowmetry devices. Proc. SPIE. 2014;8936:89360D-1-89360D-7. doi: 10.1117/12.2035651.

16. Fischer M., Franzeck U. K., Herrig I. et al. Flow velocity of single lymphatic capillaries in human skin. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 1996; 270(1):H358-H363.

17. Fredriksson I., Larsson M., Stromberg T. Model-based quantitative laser Doppler flowmetry in skin. Journal of Biomedical Optics. 2010;15(5):057002-057002-12. doi: 10.1117/1.3484746.

18. Kalchenko V., Kuznetsov Y., Meglinski I. et al. Label free in vivo laser speckle imaging of blood and lymph vessels. Journal of Biomedical Optics. 2012;17(5):0505021-0505023. doi: 10.1117/1.JBO.17.5.050502.

19. Leahy M. J., Nilsson G. E. Laser Doppler flowmetry for assessment of tissue microcirculation: 30 years to clinical acceptance. Proc. SPIE. 2010;7563:75630E-1-75630E-5. doi: 10.1117/12.843780.

20. Rafailov I. E., Dremin V. V., Litvinova K. S. et al. Computational model of bladder tissue based on its measured optical properties. Journal of Biomedical Optics. 2016;21(2): 025006-1-025006-7. doi:10.1117/1.JBO.21.2.025006.

21. Rajadhyaksha M., Grossman M., Esterowitz D. et al. In vivo confocal scanning laser microscopy of human skin: melanin provides strong contrast. Journal of Investigative Dermatology. 1995;104(6):946-952. doi: 10.1111/1523-1747.ep12606215.

22. Rasmussen J. C., Tan I. C., Marshall M. V. et al. Lymphatic imaging in humans with near-infrared fluorescence. Current opinion in biotechnology. 2009;20(1):74-82. doi: 10.1016/j.copbio.2009.01.009.

23. Zoltzer H. Initial lymphatics-morphology and function of the endothelial cells. Lymphology. 2003;36(1):7-25.