СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ КРОВОТОКА В ОБЛАСТИ РУК, ОСНОВАННЫЙ НА АНАЛИЗЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ТЕРМОГРАММ
, ,
Саратовский государственный университет им.
e- mail: andsag@yandex.ru
При тепловизионном исследовании конечностей регистрируются колебания температуры даже в состоянии покоя. Основной причиной таких колебаний является изменение объемного кровотока вследствие констрикции и дилатации периферических артерий. При этом формы колебаний температуры и кровотока различны. Использование динамических термограмм для диагностики нарушений периферического кровообращения требует установления связи между динамикой температуры кожи и периферическим кровотоком. В данной работе описывается способ определения формы колебаний кровотока в различных частотных диапазонах в каждой точке динамической термограммы.
Для описания связи температурных изменений на поверхности кожи с колебаниями кровотока может быть использована модель Шитцера [1, 2]. Упрощение уравнения, используемого в данной модели, позволяет выразить связь колебаний кровотока через производную температуры по времени. Таким образом, на основе упрощенного уравнения может быть построен способ визуализации колебаний кровотока, использующий анализ динамических термограмм.
Способ визуализации кровотока реализуется с помощью следующей последовательности шагов: получение динамических термограмм в состоянии покоя или во время нагрузочных проб, вычисление производной температуры по времени в каждой точке термограммы, формирование из массива производных динамической карты распределения кровотока.
Для определения активности регуляции тонуса сосудов отдельно в эндотелиальном и нейрогенном диапазонах может использоваться вейвлет-анализ. Усреднение вейвлет коэффициентов по времени позволяет выделять на поверхности кожи области активности отдельно эндотелиальных и нейрогенных колебаний. На рисунке 1 представлена карта распределения колебаний кровотока, полученная из динамической термограммы описанным выше способом. Представленные карты демонстрируют неоднородность распределения амплитуды колебаний в эндотелиальном и нейрогенном диапазонах.
После получения динамической карты распределения кровотока каждая точка такой карты может использоваться для измерения колебаний кровотока. Колебания кровотока в нейрогенном и эндотелиальном диапазонах, полученные из динамических термограмм, представлены на рисунке 2. Кривые на данном рисунке соответствуют колебаниям кровотока в области дистальных фаланг указательного пальца, и характеризуют гемодинамические процессы, не проявляющиеся при непосредственном наблюдении динамических термограмм.
|
|
Эндотелиальный диапазон (0.005 – 0.02 Гц) (а) | Нейрогенный диапазон (0.02-0.05 Гц) (б) |
Рис. 1. Примеры распределения усредненных по времени колебаний кровотока в различных диапазонах. | |
| |
(а) Эндотелиальный диапазон (0.005 – 0.02 Гц) | |
| |
(б) Нейрогенный диапазон (0.02-0.05 Гц) | |
Рис. 2. Колебания кровотока, восстановленные по результатам анализа термограмм. |
Таким образом, описанный способ позволяет определить колебания кровотока в различных диапазонах, имеющих важной значение для анализа патофизиологии механизмов регуляции кровообращения. Преимуществом описанного способа изучения процессов гемодинамики по сравнению с методами лазерной допплеровской флоуметрии и фотоплетизмографии являются: большая пространственная область анализа области тела, использование в качестве первичной измеряемой величины температуры и отсутствие контакта с объектом исследования.
Библиографический список
1. Shitzer A., Stroschein L. A., Gonzalez R. R., Pandolf K. B. Lumped-parameter tissue temperature-blood perfusion model of a cold-stressed fingertip // Journal of Appl. Physiol. – 1996. –V. 80, –P. 1829–1834.
2. , , Восстановление спектра колебаний кровотока из спектра колебаний температуры пальцев рук, дисперсия температурного сигнала в биоткани // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2013, №1, С. 76 – 82.
Сведения об авторах
– студент, .
Вид доклада: устный.
