Предложен новый метод оценки состояния сосудов

Российские ученые исследовали эффективность оценки состояния сосудов с использованием сразу двух методов — лазерной диагностики и видеосъемки. Отслеживание малейших изменений в сосудах позволит избежать у пациентов тяжелых последствий заболеваний, например, язв и некрозов. Кроме того, ученые исследуют возможность внедрения метода ЛДФ в такие устройства, как «умные» часы и фитнес-браслеты. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Biophotonics.

Благодаря кровообращению в мелких сосудах происходит интенсивный обмен газов и питательных веществ между кровью и тканями. Это называется микроциркуляцией. Крупные вены и артерии разветвляются на сеть мелких сосудов, распределяя кровь от сердца по всему организму. Через стенки сосудов к клеткам доставляются все необходимые вещества и газы и выводятся продукты обмена. При многих заболеваниях, например, диабете, ревматологических и кожных болезнях, а также при различных заболеваниях брюшной полости, работа системы нарушается. Это приводит к кислородному голоданию тканей, и накоплению в них продуктов распада и углекислого газа, что чревато язвами и некрозами. Сегодня нет достаточно эффективных инструментальных методов оценки микроциркуляции крови, а существующие применимы в основном для крупных сосудов — артерий и вен.

«Своевременное обнаружение изменений в самых узких капиллярах поможет защитить пациента от развития тяжелых осложнений: например, диабетической стопы, язв, некрозов, закупорки сосудов и многих других», — рассказывает Андрей Дунаев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник научно-технологического центра (НТЦ) биомедицинской фотоники.

Ученые исследовали метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). С его помощью анализируют информацию о кровотоке для нескольких сотен капилляров в коже и регистрируют ее в компьютере. Луч лазера отражается от поверхности красных клеток крови, переносящих кислород — эритроцитов, в результате изменяется его спектр, что фиксируется прибором. Метод прост и может использоваться даже в хирургии с минимальным вмешательством в организм, однако многие врачи относятся к нему с недоверием из-за сложности расшифровки данных и новшества.

Ученые оценивали эффективность ЛДФ с помощью другого, более точного метода. Они использовали видеокапилляроскопию (ВКС), которая позволяет отслеживать изменения скорости кровотока в отдельном капилляре кожи под микроскопическим увеличением с помощью специальной камеры (капилляроскопа). Изображение выводится на экран компьютера и расшифровывается. Ученые совместили этот метод с ЛДФ.

«Во время исследования мы вели две параллельные записи сигналов. Известен феномен обратного кровотока: при пережатии плечевой артерии манжетой, то есть перекрытии кровотока, кровь продолжает распределяться по сосудам. Чтобы изучить этот феномен, обследуемым людям пережимали манжетой артерию и фиксировали данные. Ранее считалось, что обратный кровоток существует только в направлении из артерий в вены. Мы установили, что это возможно и в направлении из вен в артерии, что также следует учитывать при расшифровке данных», — рассказывает Виктор Дремин, научный сотрудник НТЦ биомедицинской фотоники, кандидат технических наук ОГУ имени И.С. Тургенева.

Ученые выяснили, что колебания кровотока в отдельных капиллярах повторяют друг друга и действуют как единый ансамбль, что позволяет обобщить данные, полученные от одного капилляра для оценки всего капиллярного кровотока в определенной области и вычислить нарушения в ней. Тем самым подтверждается эффективность метода ЛДФ для ранней диагностики заболеваний.

Совместное применение методов видеокапилляроскопии и лазерной допплеровской флоуметрии дает дополнительную полезную информацию для расшифровки данных капиллярного кровотока. Появляется возможность сравнить изменения в тканях одновременно с оценкой скорости движения эритроцитов в капилляре и вовремя отследить возможные нарушения.

Кроме того, ученые исследуют возможность внедрения метода ЛДФ в такие устройства, как «умные» часы и фитнес-браслеты. Появление устройств, измеряющих не только сердечный пульс, но и регистрирующих реакцию капиллярного кровотока на различные нагрузки, может стать доступным способом обнаружения возможных заболеваний.

Работа выполнена учеными из ОГУ имени И.С. Тургенева (Орёл) и Университета ИТМО (Санкт-Петербург).

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.