Лабораторная №1

Цель работы: Углубление теоретических знаний в области оптической неинвазивной диагностики, а именно лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ); приобретение практических навыков регистрации и обработки данных на многофункциональном лазерном диагностическом комплексе «ЛАКК-М» (либо на приборе-аналоге, реализующем метод ЛДФ) с помощью специализированного программного обеспечения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие группы сосудов формируют микрососудистое русло?

Внутриорганное микрососудистое русло составляют следующие группы микрососудов:

• артериолы;

• прекапиллярные артериолы (прекапилляры или метартериолы);

• капилляры;

• посткапиллярные венулы (посткапилляры);

• венулы.

Иногда к отдельным структурным единицам микрососудистого русла относят прекапиллярные сфинктеры, а также артериоло-венулярные анастомозы.

2.Какие функции выполняет микрососудистое русло?

Как известно, микрососуды выполняют ряд функций:

• перераспределение крови в зависимости от потребностей организма;

• обеспечение условий для обмена веществ между кровью и тканями;

компенсация и приспособление организма к экстремальным условиям окружающей среды.

3.Какие звенья микрососудистого русла относятся к приносящим, обменным и отводящим сосудам?

Артериолы и прекапиллярные артериолы по своему функциональному назначению относятся к приносящим сосудам, капилляры и посткапиллярные венулы – к обменным, а посткапиллярные венулы и венулы – к отводящим.

4.Сформулируйте физический принцип, заложенный в основу метода ЛДФ?

Лазерная допплеровская флоуметрия – метод неинвазивной медицинской оптической диагностики, который базируется на зондировании in vivo эпителиальных тканей живого биологического объекта (БО) низкоинтенсивным лазерным излучением определенной длины волны λ0 (красная (850 нм) или инфракрасная длина волны (1064 нм)) с последующей регистрацией обратно рассеянного от БО излучения и определением динамических параметров микроциркуляции крови, таких как перфузия тканей кровью и частотные ритмы микроциркуляции, по допплеровскому сдвигу частоты излучения лазера при рассеянии этого излучения на движущихся форменных элементах крови (ФЭК). Этот сдвиг частоты содержится в регистрируемом обратно рассеянном излучении от БО и зависит от скорости движения рассеивающих свет ФЭК, главным образом эритроцитов.

5.Какие длины волн применяются для зондирования биоткани при реализации метода ЛДФ?

Для реализации метода ЛДФ применяют одномодовые лазерные источники разных длин волн в диапазоне от видимого до инфракрасного излучения мощностью до 10 мВт.

6.Какой параметр регистрируется методов ЛДФ? Какую единицу измерения имеет данный параметр?

Результат измерений в ЛДФ – индекс (показатель) микроциркуляции

крови (Im или ПМ), измеряемый в условных перфузионных единицах

(пф. ед.).

7.Формула, описывающая индекс микроциркуляции (показатель микроциркуляции)?

Формула, описывающая индекс микроциркуляции (показатель микроциркуляции): I_m(t)≈ K₁ · N(t) · V(t),

где I_m(t) – мгновенное значение показателя микроциркуляции крови как функция времени;

K₁ – коэффициент пропорциональности;

N(t) – мгновенное значение количества рассеивающих ФЭК в зондируемом объёме ткани;

V(t) – средняя скорость движения ФЭК в зондируемом объёме ткани, усреднённая в момент времени t по сосудам разной иерархии с различной скоростью кровотока (капилляры, артериолы, венулы и пр.);

t – текущее время.

8.Какие две составляющие выделяют в сигнале ЛДФ? Чем обусловлены данные составляющие?

Постоянная составляющая – это средняя перфузия крови в микроциркуляторном русле за выбранный временной интервал анализа. Переменная же составляющая ЛДФ-граммы обусловлена физиологическими факторами, регулирующими поток крови в микроциркуляторном русле, т.е. отражает изменения N(t) и V(t) во времени в зависимости от суммарного действия нейрогенных, миогенных, эндотелиальных и других факторов регуляции микрогемодинамики.

9.Какие факторы влияют на формирование сигнала ЛДФ?

Активные факторы контроля микроциркуляции (факторы, непосредственно воздействующие на систему микроциркуляции) – это эндотелиальный, миогенный и нейрогенный механизмы регуляции просвета

сосудов, тонуса сосудов. Эти факторы контроля регуляции модулируют

поток крови со стороны сосудистой стенки и реализуются через ее мышечный компонент. Пассивные факторы (факторы, вызывающие колебания кровотока вне системы микроциркуляции) – это пульсовая волна со стороны артерий и присасывающее действие «дыхательного насоса» со стороны вен. Эти колебания проникают с кровотоком в зондируемую область, так как микроциркуляторное русло, являющееся составной частью системы кровообращения, топографически расположено между артериями и венами.

10.Перечислите ритмы колебаний кровотока в микроциркуляторном русле?

В настоящее время выделяют несколько частотных диапазонов колебаний кровотока: диапазон 0,005-0,0095 Гц отражает влияние эндотелиального гиперполяризующего фактора; 0,0095-0,02 Гц – осцилляции, обусловленные влиянием эндотелиального оксида азота (NО); 0,02-0,046 Гц – осцилляции, вызванные низкочастотной ритмикой импульсации симпатических адренергических вазомоторных волокон, непосредственно иннервирующих микрососуды кожи; 0,05-0,069 Гц – колебания, зависящие от влияния сенсорных пептидергических нервных волокон; 0,07-0,15 Гц – осцилляции, обусловленные собственной миогенной активностью миоцитов микрососудов; 0,16-0,18 Гц – осцилляции, вызванные парасимпатическими или симпатическими холинергическими влияниями; 0,2-0,4 Гц – дыхательные волны; 0,8-1,6 Гц – пульсовые волны [1]. Для оценки колебательных процессов в перфузии применяют спектральный анализ, который позволяет неинвазивно оценивать большинство регуляторных факторов.

11.Что значит пассивные и активные ритмы колебаний кровотока в микроциркуляторном русле?

Модуляция кровотока осуществляется вследствие активных или пассивных колебаний сосудистой стенки. Активные для микроциркуляторного русла ритмы обусловлены метаболической (эндотелиальной), нейрогенной и миогенной активностью механизмов регуляции. Сердечные и дыхательные ритмы рассматриваются для системы микроциркуляции как пассивные факторы.

12.В чем заключается диагностическое значение ритмов колебаний кровотока в микроциркуляторном русле?

Диагностическое значение пульсовой волны: увеличение амплитуды пульсовой волны при повышении перфузии (рост параметра М – среднего арифметического значения показателя микроциркуляции), регистрируемые в одинаковый временной интервал, означает увеличение притока в микроциркуляторное русло артериальной крови.

Диагностическое значение дыхательной волны: заключается в ее связи с венулярным звеном. Это обстоятельство приводит к росту амплитуды дыхательной волны в ЛДФ-грамме, так как в отраженном сигнале при лазерном зондировании увеличивается составляющая, отраженная от эритроцитов венулярного звена. Поэтому возрастание амплитуды дыхательной волны одновременно с увеличением показателя микроциркуляции (более высокое среднее-арифметическое значение М) указывает на проявление застойных явлений в микроцир-куляторном русле. Иногда активация дыхательной волны связана с колебаниями стенок венул

Диагностическое значение миогенных колебаний (диапазон 0,07-0,15 Гц) заключается в оценке состояния мышечного тонуса прекапилляров, регули-рующего приток крови в нутритивное русло.

Диагностическое значение нейрогенных колебаний (диапазон 0,02- 0,052 Гц) заключается в возможности оценивать периферическое сопротивление артериол (вход микроциркуляторного русла); увеличение амплитуд нейрогенных колебаний является индикатором снижения сопротивления и возможного усиления кровотока по артериоло-венулярному шунту при повышении миогенного тонуса.

Диагностическое значение эндотелиальных колебаний (диапазон 0,0095-0,02 Гц) заключается в оценке эндотелиальной дисфункции по относительному изменению амплитуд колебаний вблизи 0,01 Гц.

13. Какие физиологические параметры можно оценить, анализируя регистрируемые с помощью метода ЛДФ параметры?

Регистрируемые с помощью метода ЛДФ параметры позволяют врачу оценивать параметры кровоснабжения клеточных тканей, обнаруживать и исследовать ритмические процессы комплексной физиологической регуляции параметров микрогемодинамики (сосудистые ритмы в системе микроциркуляции крови, дыхательные ритмы и пр.), делать выводы о функциональном состоянии микрососудистого русла системы микроциркуляции крови и т.д.

Ход работ:

ЛДФ - грамма

Ритмы колебания кровотока

Нелинейная динамика

3Д

Вывод:

М = 23,4

 = 2,4

Ку = 10,1

Пульс = 88

ПМ = М+σ = 23,4 + 2,4 = 25,8

Ритмы колебания кровотока Э, Н, М, С, Д:

	A	F
Э	1,830	0,019
Н	1,720	0,021
М	1,500	0,066
Д	0,330	0,210
С	0,440	1,324

Исходя из показаний, мы видим, что эндотелиальные 0,02; 1,83; нейрогенные 0,02; 1,72; миогенные 0,07; 1,50; дыхательные 0,21; 0,33; сердечные 1,32; 0,44.

Каждая ритмическая компонента при спектральном анализе ЛДФ-граммы характеризуется двумя параметрами: частотой – F, измеряемой в Гц, и амплитудой – А, измеряемой в пф. ед.

При выполнении лабораторной работы я закрепила полученную информацию об оптической неинвазивной диагностике, а именно лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ); применила на практике навыки регистрации и обработки данных на многофункциональном лазерном диагностическом комплексе «ЛАКК-М» с помощью специализированного программного обеспечения.