Возможности портативных лазерных анализаторов в оценке состояния микроциркуляции и ее регуляторных механизмов

Цель исследования – оценка диагностических возможностей разных модификаций портативных анализаторов ЛАЗМАПФ при изучении состояния микрогемоциркуляции в зависимости от поставленных задач.

Материалы и методы. Синхронная оценка состояния микроциркуляции нижних конечностей с использованием распределенной системы одноканальных анализаторов «ЛАЗМА-ПФ» выполнена у пациентов с односторонним коксартрозом (n=37) в исходном состоянии и после эндопротезирования тазобедренного сустава. У пациентов с колоректальным раком (n=27) и в группе здорового контроля (n=30) проведена сравнительная оценка состояния микрокровотока и окислительного метаболизма с применением мультимодального анализатора «ЛАЗМА-ПФ», сочетающего две диагностические технологии – лазерную допплеровскую флоуметрию и флуоресцентную спектроскопию.

Результаты. Сниженный на 57 % (p<0,01) уровень перфузии в пораженной конечности у пациентов с односторонним коксартрозом в сравнении с контрлатеральной конечностью поддерживался за счет значительного напряжения регуляторных механизмов микроциркуляции, о чем свидетельствует более чем двухкратный (p<0,001) рост коэффициента вариации и повышенные амплитуды регуляторных ритмов микроциркуляции (от 21 % до 30 %, p<0,05). В послеоперационном периоде в интактной конечности отмечено уменьшение перфузии на 10 % (p<0,05) за счет усиления нейрогенных влияний и угнетения колебаний эндотелиального генеза на 24 %, p<0,05. У пациентов с колоректальным раком зафиксированы сниженные перфузия (на 23 %, p<0,05), вариабельность микрокровотока (на 21 %, p<0,05) и амплитуды тонусформирующих (от 36 % до 52 %, р<0,05) и респираторных (на 29 %, р<0,05) ритмов микрокровотока, отмечено уменьшение нутритивного кровотока (на 40 %, р<0,01) и окислительного метаболизма (на 43 %, р<0,01) в сравнении с нормой.

Заключение. Применение портативных лазерных анализаторов на симметричных областях тела позволило выявить снижение перфузии в пораженной конечности при одностороннем коксартрозе и перераспределение микрокровотока в пользу оперированной конечности после эндопротезирования сустава. При использовании мультимодального анализатора у пациентов с колоректальным раком зафиксировано нарушение микроциркуляции по типу ишемии и снижение окислительного метаболизма тканей.

1. Stern MD. In vivo evaluation of microcirculation by coherent light scattering. Nature. 1975;254:56-58. Doi: 10.1038/254056a0.

2. Holloway GA Jr, Watkins DW. Laser Doppler measurement of cutaneous blood flow. J Invest Dermatol. 1977;69:306- 309. Doi: 10.1111/1523-1747.ep12507665.

3. Федорович А.А. Микрососудистое русло кожи человека как объект исследования // Регионарное кровообращение и микроциркуляция – 2017. – Т. 16, № 4. – С. 11–26. Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-4-11-26/

4. Васильев А.П., Стрельцова Н.Н. Методологические аспекты и интерпретация результатов изолированного исследования микроциркуляции кожи у больных артериальной гипертонией методом лазерной допплеровской флоуметрии // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2015. – Т. 14, № 1. – С. 41–45. Doi: 10.24884/1682-6655-2015-14-1-41-45.

5. Holowatz LA, Thompson-Torgerson CS, Kenney WL. The human cutaneous circulation as a model of generalized microvascular function. J Appl Physiol. 2008;105(1):370-372. Doi: 10.1152/japplphysiol.00858.2007.

6. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность : руководство для врачей. – М.: Либроком, 2013. – 496 с.

7. Jung F, Leithäuser B, Landgraf H, Jünger M, Franzeck U, Pries A, Sternitzky R, Franke RP, Forconi S, Ehrly AM. Laser Doppler flux measurement for the assessment of cutaneous microcirculation - critical remarks. Clin Hemorheol Microcirc. 2013;55(4):411-416. Doi: 10.3233/CH-131778.

8. Вчерашний Д.Б., Ерофеев И.П., Новосельцев С.В. Возможности и ограничения метода лазерной допплеровской флоуметрии // Научные ведомости БГУ. Серия: Медицина. Фармация. – 2014. – № 24(195). – С. 35–41.

9. Козлов В.И., Морозов М.В., Гурова О.А. ЛДФ-метрия кожного кровотока в различных областях тела // Регионарное кровообращение и микроциркуляция – 2012. – Т. 11, № 1. – С. 58–61. Doi: 10.24884/1682-6655-2012-11-1-58-61.

10. Тихомирова И.А., Бабошина Н.В., Терехин С.С. Возможности метода лазерной допплеровской флуометрии в оценке возрастных особенностей функционирования системы микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 17, № 3. – С. 80–86. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-3-80-86.

11. Филина М.А., Потапова Е.В., Маковик И.Н. и др. Функциональные изменения микроциркуляции крови в коже стопы при тепловых пробах у пациентов с сахарным диабетом // Физиол. человека. – 2017. – T. 43, № 6. – С. 95–102. Doi: 10.1134/s0362119717060020.

12. Потапова Е.В., Филина М.А., Козлов И.О. и др. Особенности локальной микроциркуляции крови у пациентов с псориазом // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 17, № 3. – С. 58–64. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-3-58-64.

13. Fedorovich AA, Loktionova YI, Zharkikh EV, Gorsh kov AYu, Korolev AI, Dadaeva VA, Drapkina OM, Zherebtsov EA. Skin microcirculation in middle-aged men with newly diagnosed arterial hypertension according to remote laser Doppler flowmetry data. Microvasc Res. 2022;144:104419. Doi: 10.1016/j.mvr.2022.104419.

14. Tikhomirova I, Petrochenko E, Muravyov A, Malysheva Y, Petrochenko A, Yakusevich V, Oslyakova A. Microcirculation and blood rheology abnormalities in chronic heart failure. Clin Hemorheol Microcirc. 2017;65(4):383-391. Doi: 10.3233/CH-16206.

15. Михайлова М.А., Федорович А.А., Горшков А.Ю. и др. Сравнительная оценка параметров лазерной допплеровской флоуметрии кожи здоровых лиц при использовании аппаратов различной модификации // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2023. – Т. 22, № 3. – С. 41–50. Doi: 10.24884/1682-6655-2023-22-3-41-50.

16. Loktionova YI, Zharkikh EV, Kozlov IO, Zherebtsov EA, Bryanskaya SA, Zherebtsova AI, Sidorov VV, Sokolovski SG, Dunaev AV, Rafailov EU. Pilot studies of age-related changes in blood perfusion in two different types of skin. Proc SPIE. 2019;11065:110650S. Doi: 10.1117/12.2522968.

17. Локтионова Ю.И., Жарких Е.В., Жеребцова А.И. и др. Исследование возрастных и патологических особенностей параметров микрогемодинамики в норме и при сахарном диабете 2 типа с помощью носимых лазерных допплеровских флоуметров // Фундаментал. и прикладные проблемы техники и технол. – 2019. – Т. 6, № 338. – С. 131– 137.

18. Федорович А.А., Марков Д.С., Малишевский М.В. и др. Нарушения микроциркуляторного кровотока в коже предплечья в острую фазу COVID-19 по данным лазерной допплеровской флоуметрии // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2022. – Т. 21, № 3. – С. 56–63. Doi: 10.24884/1682-6655-2022-21-3-56-63.

19. Zharkikh EV, Loktionova YuI, Fedorovich AA, Gorsh kov AY, Dunaev AV. Assessment of Blood Microcirculation Changes after COVID-19 Using Wearable Laser Doppler Flowmetry. Diagnostics (Basel). 2023;13(5):920. Doi: 10.3390/diagnostics13050920.

20. Дунаев А.В., Локтионова Ю.И., Жарких Е.В. и др. Исследование микроциркуляции крови в условиях невесомости с помощью портативных лазерных доплеровских флоуметров // Авиакосмич. и экологич. мед. – 2024. – Т. 58, № 1. – С. 47–54. Doi: 10.21687/0233-528X-2024-58-1-47-54.

21. Крупаткин А.И. Колебания кровотока - новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2014. – Т. 13, № 1. – С. 83–99. Doi: 10.24884/1682-6655-2014-13-1-83-99.

22. Оценка микроциркуляторно-тканевых систем после косметологических процедур, направленных на коррекцию возрастных изменений / Глаголева Е.Н., Сидоров В.В., Подоплекина Н.Д., Файзуллина Д.Р. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2020. – Т. 19, № 3. – С. 25–30. Doi: 10.24884/1682-6655-2020-19-3-25-30.

23. Sidorov VV, Rybakov YuL, Gukasov VM, Evtushenko GS. A System of Local Analyzers for Noninvasive Diagnostics of the General State of the Tissue Microcirculation System of Human Skin. Biomed Eng. 2022;55(6):379-382. Doi: 10.1007/s10527-022-10140-3.

24. Метельская В.А., Гуманова Н.Г. Скрининг-метод определения уровня метаболитов оксида азота в сыворотке крови человека // Клин. и лаб. диагност. – 2005. – № 6. – С. 15–18.

25. Miranda KM, Espey MG, Wink DA. A Rapid, Simple Spectrophotometric Method for Simultaneous Detection of Nitrate and Nitrite NITRIC OXIDE. Biol Chem. 2001;5(1):62-71. Doi: 10.1006/niox.2000.0319.

26. Оценка состояния микроциркуляции у детей 6–7 лет по данным лазерной допплеровской флоуметрии / Козлов В.И., Сахаров В.Н., Гурова О.А., Сидоров В.В. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2021. – Т. 20, № 3. – С. 46–53. Doi: 10.24884/1682-6655-2021-20-3-46-53.

27. Михеева С.А., Булатецкая Л.М., Чорний С.И. и др. Микроциркуляция в оперированной конечности у пациентов после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава // Анестезиол. и реаниматол. – 2012. – № 2. – С. 39–43.

28. Меньщикова И.А., Ершов А.С. Реабилитация больных ревматоидным артритом после эндопротезирования тазобедренного сустава // Уральский мед. журн. – 2022. – Т. 21, № 2. – С. 67–70. Doi: 10.52420/2071-5943-2022-21-2-67-70.

29. Luque-González MA, Reis RL, Kundu SC, Caballero D. Human Microcirculation-on-Chip Models in Cancer Research: Key Integration of Lymphatic and Blood Vasculatures. Adv Biosyst. 2020;4(7):e2000045. Doi: 10.1002/adbi.202000045.

30. Jiang YQ, Cao SE, Cao S, Chen JN, Wang GY, Shi WQ, Deng YN, Cheng N, Ma K, Zeng KN, Yan XJ, Yang HZ, Huan WJ, Tang WM, Zheng Y, Shao CK, Wang J, Yang Y, Chen GH. Preoperative identification of microvascular invasion in hepatocellular carcinoma by XGBoost and deep learning. J Cancer Res Clin Oncol. 2021;147(3):821-833. Doi: 10.1007/s00432-020-03366-9.

31. Multhoff G, Vaupel P. Hypoxia Compromises Anti-Cancer Immune Responses. Adv Exp Med Biol. 2020;1232:131- 143. Doi: 10.1007/978-3-030-34461-0_18.

32. Wicks EE, Semenza GL. Hypoxia-inducible factors: cancer progression and clinical translation. J Clin Invest. 2022;132(11):e159839. Doi: 10.1172/JCI159839.

33. Szabo C. Gasotransmitters in cancer: from pathophysiology to experimental therapy. Nat Rev Drug Discov. 2016;15(3):185-203. Doi: 10.1038/nrd.2015.1.