Взаимосвязь спектров колебаний температуры и кровотока пальцев рук

• Автор: Фомин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗАИМОСВЯЗИ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И КРОВОТОКА ПАЛЬЦЕВ РУК, РОЛЬ МЕТОДОВ ТЕРМОГРАФИИ И ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИИ

1.1 Биофизические основы термографии и фотоплетизмографии

1.2 Достоинства и недостатки методов визуализации пространственного распределения кожного кровотока в области кистей

1.2.1 Спекл-визуализация распределения кровотока

1.2.2 Лазерная доплеровская визуализация

1.2.3 Визуализация кровотока методом фотоплетизмографии

1.2.4 Перспективы разработки тепловизионных методов визуализации

пространственного распределения кожного кровотока

1.3 Исследование гемодинамики конечностей с помощью нагрузочных тестов, проводимых с контролем температуры и кровотока
1.3.1 Гемодинамика конечностей во время проведения окклюзионной пробы
1.3.2 Гемодинамика конечностей во время проведения дыхательной пробы
1.3.3 Гемодинамика конечностей во время проведения холодовой/тепловой пробы
1.4 Критический анализ исследований взаимосвязи колебаний температуры и кровотока в конечностях
1.5 Способ построения функциональных изображений
2 АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И КРОВОТОКА ПАЛЬЦЕВ РУК ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
2.1 Модель температурной динамики пальцев Шитцера
2.2 Материалы и методы измерения фотоплетизмограммы и температуры
2.3 Исследование задержки температурного сигнала и его корреляции с сигналом кровотока
2.4 Исследование влияния температуры окружающего воздуха на задержку температурного сигнала
3 АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И КРОВОТОКА ПАЛЬЦЕВ РУК В ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
3.1 Методика вейвлет - анализа колебаний температуры и кровотока..
3.2 Определение запаздывания спектральных составляющих колебаний температуры относительно составляющих кровотока
4 ПОСТРОЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОЖНОГО КРОВОТОКА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА ТЕРМОГРАММ ПАЛЬЦЕВ РУК
4.1 Способ построения карт распределения колебаний кровотока методом динамической термографии
4.2 Примеры карт распределения колебаний кровотока кистей рук в различных частотных диапазонах
4.3 Возможности диагностического применения карт распределения
колебаний кровотока
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Терминологический словарь

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В настоящее время тепловизионные методы исследования находят широкое применение при изучении биофизических явлений в сложных системах. Тело человека является примером такой системы и относится к открытой неравновесной термодинамической системе. Находясь в постоянном взаимодействии с окружающей средой, изменяющей свою температуру, влажность и другие параметры, тело человека поддерживает постоянную температуру центральной области тела за счет изменения температуры периферических областей [1,2]. Таким образом, открытые периферические участки тела характеризуются повышенной динамикой температуры. При реализации физической терморегуляции проявляются такие биофизические явления как изменение объема и скорости движения крови в поверхностных сосудах, выделение и испарение жидкости с поверхности кожи. Указанные процессы приводят к температурным изменениям на поверхности тела, которые с помощью современных тепловизионных методов могут быть не только визуализированы, но и охарактеризованы количественно.
Современное динамическое тепловидение является высокотехнологичным методом получения функциональной информации о биообъекте, который позволяет регистрировать распределение температуры с разрешением до 0,001°С, пространственным разрешением до 30 мкм и скоростью съемки до 1000 кадров/с [3,4]. Тепловизионные методы успешно применяются для выявления сосудистой анатомии по тепловым рисункам на поверхности кожи [5 -9]. Возможности современного динамического тепловидения раскрываются наиболее полно при анализе зон поверхности тела человека, отличающихся ярко выраженными колеба-

Мисх - среднее значение показателя микроциркуляции в перфузионных единицах (пф.ед.) до окклюзии.
Мокл - показатель микроциркуляции в процессе окклюзии. Этот показатель характеризует уровень «биологического нуля» кровотока в отсутствии артериального притока.
ПМмакс - максимальное значение показателя микроциркуляции (ПМ) в процессе развития реактивной постокклюзионной гиперемии.
ПМ (перф.ед.)
время (с)
Рис. 1.11. Окклюзионная (манжеточная) проба (усреднено по 15 испытуемым)
Физиологическая роль компрессионной пробы проявляется в полном прекращении поступления крови в плечевую артерию и соответственно в изменении кровенаполнения тканей. В большинстве случаев кровенаполнение уменьшается, происходит отток крови из сосудов микроциркуляции. В момент декомпрессии кровоток в артерии восстанавливается и развивается реактивная гиперемия с максимальным заполнением кровью сосудов микроциркуляции [55].
Интерес к данному виду функциональных проб объясняется его высокой информативностью. В настоящее время известно, что реакция сосудов на восстановление кровотока после окклюзии тесно связана с функционированием эндотелия - внутреннего слоя стенки сосуда (см. далее описание функций эндотелия). Эндотелий вырабатывает ряд активных веществ, обладающих сосудорасширяющим, антикоагулянтным действием, а также вещества, оказывающие сосудосужи-