1 / 52

ОБЪЕКТ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

« Приборы для оптической неинвазивной диагностики «ЛАКК-М» и «ЛАКК-ОП» Сидоров Виктор Васильевич ООО НПП «ЛАЗМА», г. Москва. ОБЪЕКТ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ. оптический зонд. Гомеостаз биоткани: - состояние гемодинамики регуляция микрососудисто -тканевых систем,

nhu
Download Presentation

ОБЪЕКТ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. «Приборы для оптической неинвазивной диагностики «ЛАКК-М» и «ЛАКК-ОП» Сидоров Виктор ВасильевичООО НПП «ЛАЗМА»,г. Москва

  2. ОБЪЕКТ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ оптический зонд Гомеостаз биоткани: - состояние гемодинамики • регуляция микрососудисто -тканевых систем, • транспорт кислорода кровью, • обменные процессы. 1 и 3 – излучение лазера, 2- микроциркуляторное русло

  3. Три диагностические технологии МЕТОДЫ Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) Оценка кровотока, регуляции и тонуса микрососудов Оптическая тканевая оксиметрия (ОТО) Определение сатурации кислородом гемоглобина и потребления кислорода Лазерная флуоресцентная диагностики (ЛФД) Контроль обменных процессов в ткани

  4. 1. Гемодинамика, регуляция микрососудов и микрососудистый тонус

  5. зондируемый объем ткани лазерное излучение отраженная волна падающая волна V 1 мм3 Nэр 30000 эритроцит ЛДФ:Формирование сигнала артериолы 2–3 мм/с Показатель микро-циркуляции ПМ = NэрVср капилляры 0,3 мм/с Скорость, V венулы 2,5 мм/с

  6. МОДУЛЯЦИЯ КРОВОТОКА

  7. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ РИТМОВ

  8. ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА ЛДФ 0,0095-0,02 Гц Э 0,02 - 0,046 Гц Н 0,07 - 0,15 Гц М Н ПФ 2 М Э 1 Д С 0,15 - 0,4 Гц Д 0 время 0,01 0,1 1 10 0,4 - 2 Гц С ЧАСТОТНЫЕ ДИАПАЗОНЫ КОЛЕБАНИЙ КРОВОТОКА активные ритмы микроциркуляторное русло ЛДФ-грамма пассивные ритмы тонус сосудистых мышц усредненный спектр колебаний кровотока

  9. РИТМЫ КРОВОТОКА В МИКРОСОСУДАХ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА • 0,005–0,0095 Гц – ЭНДОТЕЛИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ (EDHF) • 0,0095 - 0,02 Гц -- ЭНДОТЕЛИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ (NO) • 0,02 – 0,05 Гц -- СИМПАТИЧЕСКАЯ АДРЕНЕРГИЧЕСКАЯ • АКТИВНОСТЬ • 0,052 -0,069 Гц -- СЕНСОРНАЯ ПЕПТИДЕРГИЧЕСКАЯ • АКТИВНОСТЬ • 0,07 – 0,12 Гц -- МИОГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ • 0,12 – 0,18 Гц -- ХОЛИНЕРГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ (ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ ПАССИВНАЯ В ЗОНАХ С АВА) • 0,2 – 0,4 Гц -- ДЫХАТЕЛЬНЫЕ РИТМЫ • 0,8 -- 1,6 Гц -- СЕРДЕЧНЫЕ РИТМЫ

  10. ФОРМИРОВАНИЕ ЛДФ-СИГНАЛА Зондирующее излучение 1. Норма К E N M R C В А 2. Снижение тонуса артериол К E N M R C А В 3. Застой в венулярном звене К E N M R C А В

  11. ЛДФ: СОСУДИСТЫЙ ТОНУС Сосудистый тонус в норме А1 Повышенный сосудистый тонус А2 Колебательный компонент СТ = 1/А

  12. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ КРОВОТОКОМ прекапилляры капилляры венула артериола НТ – нейрогенный тонус МТ – миогенный тонус НТ артериоло-венулярный анастомоз МТ

  13. ТОНУС МИКРОСОСУДОВ. 1. Стационарный компонент (1/M или Рср./М).2. Динамический компонент, который определяется амплитудами осцилляцийкровотока активного диапазона частот в микрососудах(СКО /А).

  14. ЛДФ + Капилляроскопия прекапилляры капилляры артериола НТ Цель исследований: определить взаимосвязь числа капилляровN и величины скорости эритроцитов Vв капиллярном русле с показателями ЛДФ. ЛДФ Капилляроскопия МТ

  15. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР РЕГУЛЯЦИИ ЧИСЛА ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ КАПИЛЛЯРОВ Ам, Асп N Исследование микрогемодинамики методами ЛДФ и компьютерной капилляроскопии: Результат: число открытых прекапиллярных сфинктерови число функционирующих капилляров (N) прямо пропорционально величине нормированной амплитуды миогенных колебаний (Ам) и сенсорных пептидергических колебаний (Асп) . Взаимосвязи с Ан и Аэ не выявлено.

  16. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР РЕГУЛЯЦИИ МИКРОКРОВОТОКА И СКОРОСТЬ КРОВОТОКА В КАПИЛЛЯРАХ Vэр Vэр при НТ НТ=/А(н+э) Результат исследований: величина скорости эритроцитов Vэрв капиллярахвозрастает с увеличением нейрогенного тонуса НТ вартериолах

  17. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ 1. Дыхательная. 2. Электростимуляционная 3. Постуральная (ортостатическая). 4. Холодовая (общая и местная). 5. Тепловая (общая и местная). 6. Окклюзионная (реактивная гиперемия). 7. Фармакологические (общие, • локальные ионофоретические).

  18. 2. Оценка содержания кислорода крови в микрососудах и его утилизации в тканях.

  19. Схема оптической тканевой оксиметрии

  20. ОТО: основные оптические хромофоры тканей Mеланин Hb Другие HbO2 H2O SO2=HbO2/(HbO2+Hb) Длина волны, нм

  21. Расчетные характеристики оптической тканевой оксиметрии • - Средняя объемная сатурация(оксигенация) периферической крови – процентное содержание HbO2в общем объеме крови в зоне измерения • Фракционное объемное кровенаполнение ткани в зоне измерения

  22. Схема зондирования ткани при совмещении методов ЛДФ и ОТО МетодЛДФ Метод ОТО

  23. эритроцит Методы диагностики: ЛДФ + ОТО a, mm отраженная волна -1 1 падающая волна -2 Hb 10 HbO2 , nm 400 550 700 850 Показатель микроциркуляции ПМ= Nэр Vср Сатурация кислорода в крови SO2=HbO2/(HbO2+Hb)

  24. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИРОДА SO2 • Артерии, АВА: рО2= 95 мм рт.ст, SO2 = 97%. • Вены: рО2= 40 мм рт.ст, SO2 = 73%. • Артерио-венозная разница по О2 = 25%. • Звенья диффузии О2: «кровь-ткань» – мелкие артериолы, капилляры. • Не диффузионная поверхность- артерии, крупные артериолы, АВА. • Кожа с АВА (подушечка пальца) - SO2 = 60%-80% (доминирует вклад НbО2 из АВА). • Кожа без АВА (предплечье) - SO2 = 35%-55%.

  25. АНАЛИЗАТОР ЛАКК-02 (исполнение 4) СОСТАВ: • допплеровский канал, • фотометрический канал, • составной световодный зонд с объединенной рабочей частью, • программное обеспечение для регистрации и обработки информации.

  26. ПРИМЕР ГРАФИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ(ОККЛЮЗИОННАЯ ПРОБА) SO2 пм Vr

  27. Норма Вибрационная болезнь Результаты функциональных тестов Окклюзионный тест ЛДФ-грамма Пф.ед. SO2-грамма SO2

  28. КОМПЛЕКСНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ (ЛДФ+ОТО) • Индекс удельной перфузионной сатурации кислорода в кровиSO2m=SO2/М, где М –среднее значение перфузии. 2. Индекс диффузии кислорода (ИДК) в ткани: ИДК без АВА =SpO2/SO2, ИДК с АВА = SpO2/ SO2х [M/(1+Ан/Ам)] .

  29. SPE LAZMA Medical examples before metabolism after metabolism 3. Combination: LDF + TRO. Complex parameter SmO2 = SO2/ M SO2 SO2 M (Im) or SO2 Norma SmO2 = 3,5 Im Vr Recording Im,SO2 and Vr

  30. Оценка утилизации кислорода в ткани(доля диффундировавшего в ткани кислорода) . • SO2= 60%-80% (подушечка пальца=АВА+дифф.п-сть), • SO2 =35%-55% (предплечье). SpO2= 96 - 98 % Артерия Микроциркуляторное русло Индекс диффузии - I = SpO2 / SO2 – зона без АВА, I = SpO2 / SO2 х [M/(1+Ан/Ам)] – зона с АВА доля нутритивного кровотока

  31. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ (1) SO2 SO2 пм пм Vr Vr Различия динамики ПМ и Vr за счет скоростного компонента ПМ Соответствие динамики ПМ и Vr

  32. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ (2) 2 палец кисти. SO2/M=2,4. ПК увеличено. Резекция щитовидной железы в анамнезе, гипосимпатикотония, t-31,3 град. 2 палец кисти. SO2/M=5,1, ПК снижено. Синдром вегетососудистой дистонии, зябкость кистей, гиперсимпатикотония, t-25 град.

  33. КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ (3) SO2/M=3,1. ПК увеличено. Стадия регенерации лучевой кости предплечья, мозолеобразование SO2/M=11,15. ПК снижено. Острый период перелома костей предплечья с болевым синдромом.

  34. З. Лазерная флуоресцентная диагностика. Контроль обменных процессов

  35. ЛФД: Лазерная флуоресцентная диагностика лазер Определение содержания в тканях: Спектр рассеяния и люминесценции • - НАДН • - Флавины • - Липофусцин • - Порфирины • - и другие ферменты объект Накопление порфиринов Center of tumor Intact tissue Standard scatter

  36. ЛФД: СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ СПЕКТРЫ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ

  37. Коэффициент флуоресцентной контрастности

  38. Спектры излучения возбуждения и флуоресценции НАД, НАДН флавины слизистая КОЖА Длины волн(нм): возбуждения – 365, флуоресценции: НАД- 435, НАДН-460, флавины - 520

  39. Спектры флуоресценции слизистая (норма) рак слизистой снижены липофусцины снижены НАДН и флавины

  40. Редокс –соотношение (redox ratio)= Флавины/ НАД-Н. Флюоресцентный показатель потребления кислорода ФПК=НАД-Н/ Флавины. Примечание. НАД-Н – восстановленный никотинамид - аденин- динуклеотид (NADH).Флавины – окисленные флавопротеины (Fp) илифлавин – аденин – динуклеотид (FAD).

  41. Гипоксия ткани(облигатные признаки) • Артериальная - снижение SpO2. • Анемическая - снижение Hb и/или HbO2. • Ишемическая – снижение Vr, M. • Тканевая – снижение ПК. • Смешанная – сочетание признаков.

  42. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБМЕНА КИСЛОРОДАв микроциркуляторно-тканевой системе. Транспорт О2 из артерий (SpO2) в диффузионные отделы МГЦ русла (М), диффузия доли кислорода в ткани (ИДК), потребление O2 в митохондриях клеток ткани (ФПК). Зоны без АВА:ЭОК= M x ИДК х ФПК. Зоны с АВА:ЭОК = M x ИДК внешунт. х ФПК.

  43. Комплекс ЛАКК-М Световодные зонды: черезкожный и эндоскопический Лазерный комплекс: • допплеровский канал (ЛДФ), • спектрофотометрический канал(ОТО), • флуоресцентный канал (ЛФД). Исследование биоткани тремя методами за одну диагностическую процедуру

  44. SPE LAZMA Data records and diagnostic parameters Microhemodynamics (LDF record ) Tissues reflectance oximetry (SO2 record) Tissues reflectance oximetry (Vr record) Complex blood microcirculation parameters: Arterial SрO2 by extended pulse oximeter • Index of perfusion oxygen saturation in micro bloodstream • SOm = SO2 / М (M – average value Im) • Index of oxygen diffusion • U= (SрO2/SO2) www.lazma.ru

  45. SPE LAZMA Calculating of complex characteristic Tissue fluorescent biomarkers Redox ratio = Flavins/NADH Calculating of complex characteristic – oxygen metabolism efficiency (OME) OME = M[Im] / Redox ratio* SpO2 / SO2

  46. SPE LAZMA Medical examples 4. Combination: LDF + TRO + LFD. Parameter OME = M[Im] /(Redox ratio) x SpO2 / SO2. Diagnostic task: verification new method of “laserphoresis” of the hyaluronic acid for treatment a skin aging (cosmetic surgery). Laser emitterfor laserphoresis: λ = 780nm, P = 45 mW, T = 0.5 min Detail diagnostics of blood microcirculation and biomarkers after laserphoresis: M[Im] SmO2 NADHFlavins

  47. Analyzing of blood flow fluctuations as nonlinear dynamic system SPE LAZMA Further data procession Gain-frequency characteristic of record N 2 M E 1 B P Average oscillations amplitudes 0 0,01 0,1 1 10 One-time moment oscillations amplitudes and oscillations frequencies

  48. 3 D вейвлет-анализ

  49. Оценка состояния микроциркуляции показателями нелинейной динамики I. Геометрический образ динамики микрокровотока – фазовый портрет. II. Количественные показатели: 1. энтропия – мера упорядоченности регуляции микрокровотока. 2. показатели фазового портрета: - корреляционная размерность, - размерность Хаусдорфа

  50. Анализатор ЛАКК-ОП – стандартный протокол диагностики

More Related