Требования к исследованиям микроциркуляции. М.- 2010.

Требования к исследованиям микроциркуляции
Микроциркуляция (обмен веществ на микроуровне) – процессы циркуляции
крови и лимфы; доставки клеткам паренхимы кислорода и питательных веществ,
удаление из тканей продуктов обмена; включения резервных
выведения в резерв
капилляров,
(капилляров Крога), обеспечения адаптации, компенсации,
восстановления, развития капиллярной сети; синтеза и распада, биогенеза и
метаболизма, ассимиляции и диссимиляции, ассоциации и диссоциации, динамики и
кинетики; деформации, агрегации, адгезии, абсорбции, адсорбции, коагуляции,
фибринолизиса,
тромбооразования,
функционирования
и
дисфункции
диффузии,
пиноцитоза,
эндотелия
микрососудов,
фагоцитоза;
регуляции,
ауторегуляции перечисленных процессов микроциркуляции.
Система микроциркуляции – соединение взаимодействующих компонентов:
артериол, прекапилляров, капилляров, посткапилляров / венул, упорядоченных по
своему расположению в тканях.
Микроциркуляция – процесс
Система микроциркуляции – сосуды калибра до 200 мкм, которых объединяет
способность к выполнению функции - обмен веществ.
Так видели микроциркуляцию (процесс), систему микроциркуляции (сосуды
микронного калибра); функцию (обмен веществ)
А. Крог
Ж. Фултон
О. Мюллер
В.В. Куприянов
Н.А. Скульский
В.И. Козлов
П. Джонсон
А.М. Чернух
П.Н. Александров
О.В. Алексеева
В.А. Борисов
А.Болинжер
Б.Фаггрел
С.А. Поленов
Н.Н. Петрищев
А.И. Крупаткин
В.В. Сидоров
Если перечисленное цели,
микроциркуляции следующие:
то
задачи,
решаемые
исследованиями
1.Обеспечивать качественную и количественную параметризацию текущего
состояния элементов структуры: артериол, капилляров, венул; эндотелия;
интерстиция; слоя, слоев гладкомышечных клеток; лимфатических капилляров;
крови, лимфы; форменных элементов крови, кровотока, лимфоотока.
2. Обеспечивать качественное описание процессов, количественную
параметризацию в 3-х. 4-х мерном пространстве синтеза и распада, биогенеза и
метаболизма, ассимиляции и диссимиляции, ассоциации и диссоциации, динамики и
кинетики; деформации, агрегации, адгезии, абсорбции, адсорбции, коагуляции,
фибринолизиса,
тромбооразования,
диффузии,
пиноцитоза
фагоцитоза;
функционирования
и
дисфункции
эндотелия
микрососудов,
регуляции,
ауторегуляции.
3. Анализ и выделение диагностически значимых параметров; сочетания
параметров, обеспечивающих специфичное определение состояния, нарушения,
заболевания.
4.Рекомендации по терапии, прогноза развития, выздоровления.
5.Обязательным условием для получение достоверных результатов
исследований – неинвазивный способ; понимание того, что в системе
микроциркуляции изменения параметров элементов и процессов не случайно, что
процессы протекают в течении миллисекунд, долей миллисекунд; осреднение
параметров представлением в секундные, минутные, часовые интервалы приводит к
искаженным представлениям о микроциркуляции (обмене веществ).
В настоящее время ни один метод, сочетание методов, которые
применяются в клинической практике не соответствуют перечисленным требованиям
или в настоящее время исследования микроциркуляции выполнить сложно!!!
От открытия капилляра прошло более 150 лет.
Более 90 лет назад в один год Крог и Рентген получили Нобелевскую
премию. Рентгеноскопия – рутинный способ исследований.
Исследование микроциркуляции не является клинически значимым способом
диагностики.
Причины ???
Приблизительность,
невоспроизводимость,
выполнение
в
одном
исследовании, в том числе, исследований микроциркуляции, несоответствие
скорости исследования фактической кинетики и динамики изменений в системе
микроциркуляции, использование для выполнения исследований микроциркуляции
методов и устройств, которые не позволяют выполнить исследования
микроциркуляции и пр.
Что делать?
1.Выделить объекты системы микроциркуляции, которые возможно
параметризовать существующими методами, определив в качестве обязательного
правила: объект параметризуется в трех- четырехмерном пространстве (выполнение
2
правила позволит получить новое качество, которое состоит в том, что динамика и
кинетика процессов обмена получит численные характеристики, без которых
описание процессов биогенеза и метаболизма не возможно).
2.Исключить в параметризации процедуры, прямого и косвенного осреднения
«измеренных» значений без идентификации объекта и причин изменения
характеристического параметра.
3.Выполнять параметризацию обмена веществ на микроуровне в понятиях и
категориях: материальный баланс, изменение концентрации оксигемоглобина от
артериолы к артериальному, венозному отделам,
в венуле; метаболитов в
интерстиции, в капиллярном русле.
4.Идентифицировать активные формы веществ, измерять время жизни
активных форм веществ, участвующих в обмене.
5.Параметризовать транспорт веществ мониторируя состояние эндотелия,
состав веществ, продуктов обмена в интерстиции, в крови, лимфе, плазме.
Мониторинг должен быть господствующим способом исследования микроцикуляции,
для выполнения которого необходимо роботизировать исследования.
6.Создать способы применения, толкования, дискредитации измерений,
характеризующий обмен веществ в трех-, четырехмерном пространстве на
микроуровне, в том числе создавая способы прогнозирования развития нарушений,
выздоровления. Главное в настоящее время!!!!
7.Выполнить
классификацию
исследований
по
уровням,
степеням
соответствия действительного состояния микроциркуляции к результатам
исследований этим методом, прибором, способом параметризации.
Мотив.
Многие исследования называют исследованиями микроциркуляции, но в
действительности выполняемое ЭТО не позволяет получить значимую информацию
о микроциркуляции.
Предлагаемая классификация позволит
перейти к фактическому
исследованию микроциркуляции; позволит обосновать и сформулировать
требования к исследованиям.
Следствия
технологиям.
–
требования
к
техническим
средствам
и
медицинским
Предлагаются, способы исследований микроциркуляции, в зависимости от
получаемых результатов распределить по 10 уровням качества с описанием
решаемых задач.
Ниже, в таблице представлена классификация степеней (уровней, качества и
пр.) исследований микроциркуляции.
Конфидециально (по секрету): уважаемые разработчики, продавцы, производители,
специалисты пожалуйста, не вводите доктора в заблуждение. После озарения доктор подобными
исследованиями (на основе ЛДФ, УЗДГ) и вообще микроциркуляцией пользоваться для клинического
применения не будет!!!
3
Уровень 1
Качественная оценка в том числе микроциркуляторного кровотока в сосудах
калибром до 200мкм.
Задача
Оценить
кожный
кровоток в понятии
ПЕРФУЗИЯ.
Единицы измерения
– условные единицы
(единицы
перфузии).
Метод
(возможности метода)
Лазерная доплеровская
флоуметрия.
Оценка сдвига частоты
отраженного сигнала
пропорционального скорости
движения эритроцитов, амплитуда
- пропорциональна скорости и
количеству эритроцитов
Примечание
Выделить капиллярный кровоток в
микроциркуляторном русле сложно.
Результаты практически не
воспроизводимы, сравнивать
результаты разных пациентов не
корректно. Прямое определение
скорости практически невозможно.
Источник информации:
1.Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови.
Руководство для врачей.- М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005.-256с.
Уровень 1
Качественная оценка в том числе микроциркуляторного кровотока в срезе
«ткани».
Задача
Зарегистрировать
интегральные
гемодинамические
характеристики
микроциркуляции в срезе
ткани.
Метод
(возможности метода)
Метод ультразвуковой
допплерографии на изменении
частоты отраженного от
движущегося объекта сигнала
на величину,
пропорциональную скорости
движения отражателя.
Примечание
Практически невозможно
выделить капиллярный
кровоток, измерить диаметры
капиллярного русла, линейные
и объемные скорости
капиллярного артериолярного,
венулярного кровотока.
Источник информации:
1.Козлов В.И., Артюшенко Н.К., Шалак О.В. и др. Ультразвуковая допплерография в оценке
состояния гемодинамики в тканях шеи, лица и полости рта в норме и при некоторых
патологических состояниях. Руководство-атлас.-С.Пербург.-2000.- 31с.
4
Уровень 2
Качественная оценка стимулов кожного кровотока.
Задача
Оценить кожный кровоток в
понятиях стимулов
эндотелиального, миогенного,
нейрогенного характера.
Метод
(возможности метода)
Лазерная допплеровская
флоуметрия.
Оценка сдвига частоты
отраженного сигнала
пропорционального скорости
движения эритроцитов,
амплитуда - пропорциональна
скорости и количеству
эритроцитов
Примечание
Прямо выделить стимулы
сложно, поэтому развивают
способы на основе
функциональных проб,
толкование результатов
которых является
самостоятельной проблемой.
Источник информации:
1.Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови.
Руководство для врачей.- М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005.-256с.
5
Уровень 3
Качественная оценка элементов системы микроциркуляции (артериол,
капилляров, венул), элементов кровотока (скорости крови в микрососудах) в
понятиях больше, меньше.
Задача
Выполнить качественную
оценку (параметризацию)
микроциркуляции (элементов,
процесса) на основе
визуализации артериол,
капилляров, венул,
капиллярной сети,
интерстиция.
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объектов
исследований.
Примечание
Справедливо подобный способ
оценки (параметризации)
отнести к созерцательной
капилляроскопии, которая
позволяет идентифицировать
морфологию капилляров,
состояние интерстиция,
плотность капиллярной сети в
категориях качества.
Источник информации:
1. Крог А. Анатомия и физиология капилляров. М., 1927.
Фотография (видеофрагмент в приложении) для выполнения созерцательной
(качественной) капилляроскопии.
6
Уровень 3 (Л)
Качественная оценка микроциркуляции
лимфоотока (процесса).
Задача
Выполнить оценку
микроциркуляции лимфы.
(элементов
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения за счет
вторичной эмиссии
видимого света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований.
системы)
лимфы,
Примечание
Переход π электронов на
высокие энергетические
уровне под воздействием УФ
излучения (320-380нм) с
последующей вторичной
эмиссией фотонов в видимой
области спектра. Позволяет
выполнить визуализацию в том
числе лимфы, слепых
лимфатических капилляров.
Источник информации:
1. Bollinger А. Clinical Capillaroscopy. 1990. p.166
7
Уровень 4
Визуализация и параметризация элементов системы микроциркуляции.
Задача
Измерить размер
периваскулярной зоны,
диаметры артериол
капилляров по отделам, венул,
расстояний между
капиллярами, артериальным и
венозными отделами
капиллярного русла, плотность
капиллярной сети.
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований.
Примечание
Определение размеров
элементов системы
микроциркуляции, являющихся
воспроизводимыми
диагностически значимыми
параметрами. Позволяет
идентифицировать единичный
капилляр, выполнить
параметризацию в течении
месяцев, лет, … . Выполняется
в режимах автоматического и
«ручного» расчетов.
Источник информации:
1.Bollinger А. Clinical Capillaroscopy. 1990. p.166
Расстояние
между
капиллярами
Артериола
ПО
АО
ВО
Венулы
Расстояние
между АО и
ВО
Микрососуд, расстояния между микрососудами
1.Артериола
2.Венула
3.Капилляр, АО
4.Капилляр, ПО
5.Капилляр, ВО
6.Раасстояние между капиллярами
7. Расстояние между венозным и
артериальным отделами
8.Длина АО капиллярного русла
9.Длина ВО капиллярного русла
Диаметр, мкм Примечание
7
11
7
10
9
68,57,79,87
8
78
88
8
Рука
Нога
Артериолы, капилляры, венулы
Плотность капиллярной сети. Норма: 5-10%
Количественный параметр (%) – плотность капиллярной сети, количество
капилляров в поле зрения, в единице площади. Расстояния между капиллярами,
между артериальным и венозным отделами капиллярного русла.
Рука. Плотность сети -12%,
артериальная гипертензия (АГ)
1 стадия.
Рука. Пациент «Д», 1.2 года.
Плотность сети -8.5%.
Нога. Плотность сети -4.5%,
хроническая венозная недостаточность
(ХВН) 3.
Головка полового члена. Плотность
сети -11.5%.
9
Размер периваскулярой зоны – зоны, которую «обслуживает» единичный
капилляр (мкм). Норма, отек, периваскулярная зона не идентифицируется. Норма:
90-110мкм.
Рука. Норма: ПЗ=90 мкм
Рука. ПЗ не идентифицируется на фоне
«капиллярной утечки».
Рука. Периваскулярный отек = 85 мкм
Нога. Периваскулярная зона = 75 мкм
Диаметры капиллярного русла
отделов артериального, переходного,
венозного (мкм). Норма, ХВН, эритремия, АГ.
Рука. Норма: АО 8-14; ПО 10-18; ВО
10-16мкм
Нога. ХВН 2: АО-8; ПО-20; ВО-45 мкм
10
Рука. Эритремия: АО-12; ПО-40; ВО58мкм; гематокрит 65 (!?).
Рука. АГ 2 стадия: АО-10; ПО-26; ВО48мкм
11
Уровень 5
Визуализация и параметризация капиллярного кровотока, крови (процесса
микроцикуляции).
Задача
Определить, показать
графические представления
линейной, объемной
скоростей, ускорения
капиллярного кровотока в
отделах; определение
перфузионного баланса,
времени стаза, количества
агрегатов форменных
элементов крови эритроцитарных,
лейкоцитарнотромбоцитарных.
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований.
Примечание
Определение скорости
ускорения по скорости,
ускорению эритроцитов.
Определение динамических
параметров на основе
измерения скорости движения
лейкоцитов, тромбоцитов
приводит кк значительным
ошибкам. До 20-200%
Источник информации:
1.Bollinger А. Clinical Capillaroscopy. 1990. p.166 .
Линейная скорость капиллярного
переходному, венозному.
кровотока
по
отделам:
артериальному,
ЛСКК АО
Норма АО: 500-900 мкм/с.
Норма ПО: 500-600 мкм/с.
Норма ВО: 250-500 мкм/с.
ЛСКК ВО
12
Объемная скорость капиллярного кровотока (ОСКК) по отделам: артериальному,
венозному.
ОСКК АО
Норма АО: 60.000 мкм3/с.
Норма ПО: 60.000 мкм3/с.
Норма ВО: 60.000 мкм3/с.
ОСКК ВО
Ускорение капиллярного кровотока (УКК) по отделам: артериальному, венозному.
Характеристика мышечного тонуса артериол и венул. Норма:АО±10.000мкм/с2; ВО
±10.000мкм/с2
Рука
Нога
УКК АО
УКК ВО
13
Перфузионный баланс
Норма: ±20.000мкм3/с
Приток над оттоком.
ПБ=4993мкм3/с
ПБ= 0.0мкм3/с
Отток над притоком.
ПБ=-24365мкм3/с
Замедление, остановка капиллярного кровотока.
Рука. ИК, гипотермия, стаз – 40 минут.
Эритроцитарные агрегаты
Нон-Овлон, агрегаты 7с-1
После операции (варфарин),
Агрегаты 4с-1
14
Левой
Рука
Нога
Уровни 4,5. Регионарные нарушения. ХВН 4
Видеофрагменты капиллярной сети, капилляров пациента «С», 42 года.
15
Левой
Рука
Нога
Уровни 4,5. Генерализованные нарушения. Диабетическая микроангиопатия ( ДМА
2). Видеофрагменты капиллярной сети, капилляров пациента «М», 67 лет
16
Уровень 6
Визуализация и параметризация форменных элементов крови в капиллярном
русле (процесса микроцикуляции).
Задача
Определить, параметры
форменных элементов крови в
капиллярном русле.
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований
Примечание
Определение геометрических
размеров, морфологических
особенностей форменных
элементов крови в
капиллярном русле с
использованием опций
обработки видеоизображений
высокого разрешения.
Увеличение от 1000х.
Разрешение объектива 0.5-1.0
мкм. Размер пикселя
видеокамеры от 2.0 мкм.
Источник информации:
1.Bollinger А. Clinical Capillaroscopy. 1990. p.166
Эритроциты в потоке капиллярной крови.
17
Эритроцитарные агрегаты
(преобразования контур, темнее).
Эритроцитарные агрегаты (преобразования:
черно-белое, контур (1)
черно-белое, граница (2)
18
Лейкоцитарно-тромбоцитарные агрегаты (преобразование контраст)
Тромбоциты в потоке капиллярной крови (преобразования: контраст + контур)
19
Уровень 7
Определение, текучести капиллярной крови в отделах, гематокрита (процесса
микроцикуляции).
Задача
Определить текучесть,
гематокрит, давление, местные
сопротивления (извитость)
капиллярной крови в отделах
капиллярного русла.
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований.
Примечание
Текучесть по кривой текучести,
гематокрит после
преобразований с
последующим расчетом
параметра, давление и
сопротивление - на основе
расчета.
Источник информации:
1.Самсонова Н.Н., Баранов В.В., Калашникова И.С., Плющ М.Г. Капилляроскопическое
определение текучести капиллярной крови. Сборник тезисов.- 24 симпозиум по реологии. - Россия,
Карачарово.- 2008.- с.24
Кривая текучести, АО, ВО (этапы:1-4-наркоз; 5,6-кожный разрез; 7,8,9введение гепарина; 10-ИК охлаждение).
Изменение текучести во время операции (текучесть в венозном больше чем в
артериальном, чем меньше концентрация оксигемоглобина, тем выше текучесть).
Значение для артериальной крови (интенсивность характеристического
пика оксигемоглобина – 86.4 у.е. )
Ззначение для венозной крови (интенсивность характеристического пика
оксигемоглобина – 105.0 у.е.).
Чем выше интенсивность, тем меньше концентрация оксигемоглобина.
20
Гематокрит – 72% (преобразования: черно-белое+ контур)
Давление капиллярной крови по отделам, градиент давления, (величины стимула к
капиллярному кровотоку).
Графическое представление изменения артериального давления среднего до, во время, после операции больной «Ж».
Графическое представление изменения давления крови в артериальном отделе капилляра до, во время, после операции
больной «Ж». Норма: 20-30 мм.рт.ст.
Графическое представление изменения давления крови в венозном отделе капилляра до, в течении, после операции
больной «Ж». Норма: 10-12 мм.рт.ст.
21
Норма 1.6
Увеличенное сопротивление
кровотоку. 2.2
Сопротивление кровотоку (извитость капиллярного русла)
22
Уровень 8
Визуализация и параметризация капиллярного эндотелия, определения
доминирующего способа транспорта, оценка активности клеток Руже
(перицитов) (процесса микроцикуляции).
Эндотелиомер, эндотелиометрия (2013)
Задача
Определить давление,
местные сопротивления
(извитость) капиллярной крови
в отделах капиллярного русла..
Метод
(возможности метода)
Капилляроскопический метод
визуализации на основе
электронно-оптического
способа формирования
видеоизображения высокого
разрешения стохастически
отраженного света от объектов
исследований на приборы с
зарядовой связью,
последующим электронным и
программным увеличением,
контрастированием,
коррекцией цвета, яркости,
программной параметризацией
видеоизображений объекта
исследований.
Примечание
Текучесть по кривой текучести,
гематокрит после
преобразований с
последующим расчетом
параметра, давление и
сопротивление - на основе
расчета.
Источник информации:
1.Шахламов В.А. Капилляры (электронномикроскопические исследования).- Медицина.- М.- 1971.198с.
2. Козлов В.И. и др. Гистофизиология капилляров.- СПб.: Наука. -1994.- 234 с.
Границы капиллярного эндотелия
(преобразование).
23
(1)
Отношение периметра плоской проекции капиллярного русла участка капилляра 100
мкм по отделам – артериальному, переходному, венозному - к длине капилляра
(артериального, переходного, венозного отделов) в 100мкм .
Параметр позволяет определить доминирующий способ
капиллярный эндотелий (диффузия, пиноцитоз, фагоцитоз)
транспорта
через
(2)
Площадь поверхности капиллярного русла длинной 100 мкм отделов артериального
и венозного.
Параметр позволяет оценить сократительную активность клеток Руже.
24
Уровень 9
Визуализация и параметризация обмена веществ на
четырехмерном пространстве. (функций микроцикуляции).
Задача
Метод
(возможности метода)
Капилляроспектрометрической
визуализации и
параметризации
капиллярной сети, капилляров,
крови.
микроуровне
в
Примечание
Определить изменение
Спектральный анализ крови,
концентрации оксигемоглобина
интерстициальной жидкости
от артериального к венозному
позволит создать способы
отделам во время операции на
неинвазивного анализа крови в
сердце в условиях
реальном времени.
искусственного
кровообращения.
Создать методические и
технические основы
исследований
микроциркуляции лимфы.
Источник информации:
1.Блюменфельд Л.А. Гемоглобин. Соросовский образовательный журнал, №4, 1998.-с. 33.
2. Бокерия Л.А., Аверина Т.Б., Баранов В.В., Опыт использования компьютерной капилляроскопии
для диагностики состояния микроциркуляции при кардиохирургических операциях с
искусственным кровообращением. – Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН Сердечнососудистые заболевания. Т. 9, №1.- январь-февраль 2008.- с.11.
Фотография (видеофрагмент в приложении), показывающий способ
капилляроспектрометрического анализа капиллярной крови в артериальном отделе
капиллярного русла.
25
Операция на сердце пациента Ш, кожный разрез (18ч 33мин.).
Спектр крови в артериальном отделе капиллярного русла.
Операция на сердце пациента Ш, кожный разрез (18ч 33мин.).
Операция
пациентаотделе
Ш, кожный
разрез (18ч 33мин.).
Спектр
кровинавсердце
венозном
капиллярного
русла.
Спектр крови в венозном отделе капиллярного русла.
26
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1
80
159 238 317 396
475 554 633 712 791 870 949 1028 1107 1186 1265 1344 1423 1502 1581 1660 1739 1818 1897 1976
-20
АО (кожный разрез, 18ч. 33 мин.), интенсивность характеристического пика оксигемоглобина - 86.0 у.е."
ВО (кожный разрез, 18ч. 35 мин.) интенсивность характеристического пика оксигемоглобина - 106.0у.е.
Операция на сердце пациента Ш, кожный разрез (АО-18ч 35 мин; ВО-18ч. 33 мин.).
Спектры крови в артериальном и венозном отделах капиллярного русла.
∆ = 20.0 у.е. (14.3%) Удельное восстановление =
------АО, интенсивность характеристического пика оксигемоглобина – 86.0 у.е.
------ВО, интенсивность характеристического пика оксигемоглобина – 106.0 у.е.
АО, Линейная скорость капиллярного кровотока – 245 мкм/с
ВО, Линейная скорость капиллярного кровотока – 162 мкм/с
Параметры микроциркуляции пациента “Ш”,
кожный разрез, 18ч. 33 мин (Ч+1.08).
Параметр
Видеофрагменты
Плотность капиллярной сети, %
Диаметр капиллярного русла, мкм:
АО
ПО
ВО
Размер периваскулярной зоны, мкм
Стаз, с
Агрегаты, 1/n
Светлые включения, 1/n
Линейная скорость, мкм/с:
АО
ВО
Объемная скорость, мкм3/с:
АО
ВО
Ускорение, мкм/с2
АО
ВО
Перфузионный баланс, мкм3/с:
Норма
Текущее значение
5.0 – 10.0
11
14
12
90 - 100
450 - 600
7
20
9
1,34
245
162
90000 - 100000
9423
10344
|20000|
|20000|
9350
4300
-921
27
8
17.5
71.0
35.0
Л.Пл.
40.0
Спектрометрия эритроцитарной массы. Гематокрит 8, 17.5, 35, 71;
цельной крови, гематокрит 40.0. Спектрометрия лейкоцитарной пленки.
250
200
интенсивность, у.е.
150
100
50
867
852
836
821
805
789
773
757
740
724
707
691
674
657
640
623
605
588
570
553
535
517
499
481
463
445
426
408
389
371
352
333
314
295
276
257
238
218
199
179
0
-50
длина волны, нм
Эритроцитарная масса, гематокрит 71.
Эритроцитарная масса. Гематокрит 8.
Эритроцитарная масса. Гематокрит 17.5.
Эритроцитарная масса. Гематокрмт 35.0.
Цельная кровь. Гематокрит 40.0.
Пленка лейкоцитарная
Спектры эритроцитарной массы, гематокрит 8, 17.5, 35, 71;
цельной крови, гематокрит 40.0; лейкоцитарной пленки.
Спектры эритроцитарной массы (эритроцитов), цельной крови не сливаются, «эритроциты»
возможно идентифицировать по характеристическому пику (640 нм), интенсивность пика
изменяется в соответствии с концентрацией клеток эритроцитов в пробе. Возможно
измерить, в представленных пробах концентрацию оксигемоглобина по изменению
характеристического пика (576 нм). Интенсивность изменяется в соответствии с
концентрацией оксигемоглобина. Концентрация оксигемоглобина следующая: гематокрит 8 –
41%; гематокрит 17.5 – 85%; гематокрит 35 – 99%; гематокрит 40 (цельная кровь) – 99;
гематокрит 71 – 57%.
28
210
180
Интенсивность, у.е.
150
120
90
60
30
35
(7
1)
71
(3
5)
17
,5
0
0
Гематокрит, %
Графическое представление изменения интенсивности характеристического пика
(640нм) «эритроцитов» в разных концентрациях клеток эритроцитов.
Графические представления:
1 – 8 (189), 17.5 (164), 35 (90), 40 (50), 71 (129)
2. 8 (189), 17.5 (164), 71(129), 35 (90)
Выс.
Хелезн.
Низк.
Обедн.
Лейк. пл.
Спектрометрия плазмы с высокой агрегацией тромбоцитов; с низкой агрегацией
тромбоцитов; обедненной; хелезной. Спектрометрия лейкоцитарной пленки.
29
250
интенсивность, у.е.
200
150
100
50
862
842
822
801
781
760
739
718
696
675
653
631
609
586
564
541
518
495
471
448
424
400
376
352
328
304
279
254
229
204
179
0
-50
длина волны, нм
Плазма. Высокая агрегация тромбоцитов.
Плазма. Низкая агоегация тромбоцитов.
Плазма хелезная
Пленка лейкоцитарная.
Плазма обедненная
Спектры плазмы, пленки лейкоцитарной.
250
200
100
50
867
852
836
821
805
789
773
757
740
724
707
691
674
657
640
623
605
588
570
553
535
517
499
481
463
445
426
408
389
371
352
333
314
295
276
257
238
218
199
0
179
интенсивность, у.е.
150
-50
длина волны, нм
Пленка лекоцитарная.
Спектр пленки лейкоцитарной.
30
200
180
160
Интенсивность, у.е.
140
120
100
80
60
40
20
22
2
19
1
12
6
10
9
58
0
0
Количество тромбоцитов в пробе плазмы
Графическое представление изменения интенсивности характеристического пика
(554нм) плазмы, характеризующего количество тромбоцитов в исследуемой пробе
плазмы (Х); изменения интенсивности характеристического пика (620нм)
плазмы в различных состояниях (Y).
(Х);
58
109
126
191
222
(Y).
48
84
93
156
177
31
Уровень 10
Параметризация обмена веществ на наноуровне в трех-, четырехмерном
пространстве в пикосекундном масштабе времени. (функций обменных
процессов на наноуровне).
Задача
Определить кинетику
диссоциации оксигемоглобина
в клетке эритроцита.
Метод
(возможности метода)
Капилляроспектрометрия (!?),
адаптированная для решения
задач идентификации объектов
наноразмеров в пикосекундные
экспозиции (косвенно).
Примечание
Спектральный анализ крови,
интерстициальной жидкости
позволит создать способы
неинвазивного анализа крови
почти в реальном времени с
описанием структурных
изменений в масштабе 0.011.0нм (косвенно).
Источник информации:
1. Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи.: Пер. с
англ.-М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.- 240с.
Нобелевская премия в 2013 году в области физиологии и медицины
присуждена за исследования транспорта (обмена веществ) на уровне клетки
(микроуровне).
Фундаментальная основа (вне клинической практики).
Капилляроспектрометрия
-
клиническая
реализация,
мониторинг
изменения концентрации оксигемоглобина от артериального к венозному
отделам - первая клиническая методика определения динамики/кинетики
транспорта кислорода.
Клинический метод диагностики доставки кислорода от клетки к клетке.
32
Требования
к
приборам
для
выполнения
исследований
микроциркуляции.
1.Обеспечивать прямую визуализацию артериол, капилляров, венул.
2.Параметризацию элементов и процессов системы микроциркуляции
3.Обеспечивать параметризацию обменных процессов на микроуровне в трехчетырехмерном пространстве в миллисекундном масштабе времени.
4.Прямую визуализацию и параметризацию лимфатических капилляров,
лимфоотока.
5.Обеспечивать выполнение роботизированных исследований в режиме
мониторинга на дистанции.
Требования к медицинским технологиям микроциркуляции.
1.Обеспечить прямую визуализацию артериол, капилляров, венул.
2.Параметризацию элементов и процессов системы микроциркуляции
3.Обеспечить параметризацию обменных процессов на микроуровне в трехчетырехмерном пространстве в миллисекундном масштабе времени.
Место исследований микроциркуляции в системе диагностики.
Линейка
приборов
и
медицинских
технологий
для
визуализации
и
параметризации органов и систем: рентген, УЗИ, томограф; рентгенография,
ультразвуковое сканирование, томография.
Частью системы должны стать устройства для параметризации обменных
процессов на уровне элементов, процессов, функций системы микроциркуляции в
трех- четырехмерном пространстве.
33
Заключение
Ранняя диагностика, до развития органических нарушений, прогноз развития в
котором отсутствуют трагические, хуже катастрофические предположения, высокая
достоверность прогноза требуют другой диагностики. Диагностики на основе прямой
параметризации обменных процессов в трех- четырехмерном пространстве, почти в
реальном времени (в масштабе миллисекундных экспозиций) на микроуровне
Предлагаемое, позволит перевести исследования микроциркуляции, в первую
очередь
капилляроспекрометрические,
в
практику
клинических,
рутинных,
диагностически значимых исследований; дополнить линейку способов, устройств,
медицинских технологий визуализации и параметризации органов и систем (рентген,
УЗИ, томограф) параметризацией функциональных / органических состояний
обменных процессов на микроуровне.
34
Выводы
1. Масштабное исследование микроциркуляции, в том числе микроциркуляции
лимфатической системы (в перспективе), возможно выполнить, начиная с девятого
уровня (визуализация и параметризация обмена веществ на микроуровне в трехчетырехмерном пространстве).
2.
Возможности
капилляроспектрометрии
-
способа
неинвазивного
исследования микроциркуляции ограничены фантазией исследователя (богатство
способа меняет представления о границах возможного).
3. Капилляроспектрометрия позволяет надеяться на то, что при усердной
работе выполнение исследований микроциркуляции станет реальным, а затем
рутинным.
В. Баранов
19.05.10г.
35