Preview

Регионарное кровообращение и микроциркуляция

Расширенный поиск

Метод тепловизионной визуализации колебаний кожного кровотока в конечностях: модификация спектральных составляющих

https://doi.org/10.24884/1682-6655-2015-14-1-46-52

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования - описание возможностей метода визуализации колебаний кожного кровотока конечностей, основанного на спектральной обработке динамических термограмм. Материалы и методы исследования. Метод предполагает разложение температурного сигнала на спектральные составляющие, модификацию спектральных составляющих и обратное преобразование спектральных составляющих в сигнал, рассматриваемый как колебания кровотока. Модификация спектральных составляющих выполняется с учетом тепловых свойств кожи и предназначена для компенсации затухания и запаздывания спектральных составляющих температуры относительно составляющих кровотока. Результаты. Продемонстрированы карты колебаний кровотока в области кистей, полученные в результате обработки термограмм в процессе проведения окклюзионной пробы. Рассчитанные из термограмм значения колебаний кровотока подтверждены измерениями кровотока методом фотоплетизмографии. Выводы. Методика позволяет восстанавливать колебания кровотока в любой точке термограммы исследуемого объекта. К преимуществам визуализации колебаний кровотока тепловизионным методом можно отнести: независимость сигнала кровотока от внешних источников видимого излучения и угла съемки, сигнал может регистрироваться как на поверхности всего тела, так и на отдельных его участках. В перспективе описанная технология тепловизионной визуализации колебаний кровотока может применяться для мониторинга кожной микроциркуляции крови в конечностях при прогрессировании и лечении таких патологий, как синдром диабетической стопы, синдром Рейно, а также в случае ожогов, обморожений, травм или атеросклероза.

Об авторах

А. А. Сагайдачный
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия


Д. А. Усанов
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия


А. В. Скрипаль
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия


А. В. Фомин
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия


Список литературы

1. Сагайдачный А. А. Методика восстановления фотоплетизмограммы в диапазоне эндотелиальных и нейрогенных колебаний по результатам измерений температуры пальцев рук / А. А. Сагайдачный, А. В. Скрипаль, A. В. Фомин, Д. А. Усанов // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2013. № 3. С. 22-28.

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

3. Allen J., Howell K. Microvascular imaging: techniques and opportunities for clinical physiological measurements // Physiological measurement. 2014. Vol. 35. № 7. P. R91.

4. Boue C. Thermal imaging of a vein of the forearm: Analysis and thermal modeling / C. Boue, F. Cassagne, C. Massoud, D. Fournier // Infrared Physics & Technology. 2007. Vol. 51. № 1. P. 13-20.

5. Bouzida N., Bendada A. H., Piau J. M. et al. Using lock-in infrared thermography for the visualization of the hand vascular tree // SPIE Defense and Security Symposium. International Society for Optics and Photonics. 2008. March. P. 69390O-69390O.

6. Bouzida N., Bendada A., Maldague X. P Visualization of body thermoregulation by infrared imaging // J. of Thermal Biology. 2009. Vol. 34. № 3. P. 120-126.

7. Francis J. E. Thermography as a means of blood perfusion measurement / J. E. Francis, R. Roggli, T. J. Love, C. P Robinson // J. of Biomechanical Engineering. 1979. Vol. 101. № 4. P. 246-249.

8. Gorbach A. M., Wang H., Wiedenbeck B. et al. Functional assessment of hand vasculature using infrared and laser speckle imaging // SPIE BiOS: Biomedical Optics. International Society for Optics and Photonics. 2009. Feb. P. 716919-716919.

9. Gul K. M., Ahmadi N., Wang Z. et al. Digital thermal monitoring of vascular function: a novel tool to improve cardiovascular risk assessment // Vascular Medicine. 2009. Vol. 14. № 2. P. 143-148.

10. Harrison D. K., Cook A. I. M. Detection of skin blood flow heterogeneity using functional parametric thermographic imaging // International Symposium on Biomedical Optics. International Society for Optics and Photonics. 2002. P. 170-177.

11. Jiang S. C. Effects of thermal properties and geometrical dimensions on skin burn injuries /S. C. Jiang, N. Ma, H. J. Li, X. X. Zhang // Burns. 2002. № 28. Р. 713-717.

12. Ley O., Deshpande C. V. Comparison of two mathematical models for the study of vascular reactivity // Computers in Biology and Medicine. 2009. Vol. 39. № 7. P. 579-589.

13. Liu W. M., Maivelett J., Kato G. J. et al. Reconstruction of thermographic signals to map perforator vessels in humans // Quantitative infrared thermography journal. 2012. Vol. 9. № 2. P. 123-133.

14. Love T. J. Thermography as an indicator of blood perfusion // Annals of the New York Academy of Sciences. 1980. Vol. 335. № 1. P. 429-437.

15. Sagaidachnyi А. А. Determination of the amplitude and phase relationships between oscillations in skin temperature and photoplethysmography - measured blood flow in fingertips/A. A. Sagaidachnyi, А. V. Skripal, A. V. Fomin. D. A. Usanov // Physiological measurement. 2014. Vol. 35. № 2. P. 153-166.

16. Wilson S. B., Spence V. A. Dynamic thermographic imaging method for quantifying dermal perfusion: potential and limitations // Medical and Biological Engineering and Computing. 1989. Vol. 27. № 5. P. 496-501.

17. Wu D. Lockin thermography for imaging of modulated flow in blood vessels / D. Wu, H. Hamann, A. Salerno, G. Busse // QIRT. Pisa, Italy, 1996. P. 343-347.


Для цитирования:


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;14(1):46-52. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2015-14-1-46-52

For citation:


Sagaidachnyi A.A., Usanov D.A., Skripal A.V., Fomin A.V. Thermal imaging of the skin blood flow oscillations in extremities: modification of the spectral components. Regional blood circulation and microcirculation. 2015;14(1):46-52. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2015-14-1-46-52

Просмотров: 67


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-6655 (Print)