Метод и устройство для исследования системы микроциркуляции
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО»
УТВЕРЖДАЮ
| Зав. кафедрой Медицинской физики | ||
| д.ф.-м.н., профессор | ||
|
А.В.Скрипаль | ||
| подпись, дата | иниц., фамилия | |
ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ
Студентки _4_ курса института физики
Коваленко Ксении Александровны
____________________________________________
фамилия, имя, отчество
преддипломная практика
вид практики
_кафедра медицинской физики _
кафедра
курс_4_
семестр_8_
продолжительность_ _часов, 29.04.2022-12.05.2022.
кол. часов, сроки практики
Руководитель практики
| Доцент кафедры медицинской физики, к.ф.-м.н. | А.П.Рытик | |||
| должность, уч. ст., уч. зв. | личная подпись, дата | инициалы, фамилия |
Содержание
Введение. 3
1. Система микроциркуляции крови. 5
1.1 Организация микроциркуляторного русла. 5
1.2 Факторы, определяющие модуляцию кровотока. 5
2. Метод и устройство для исследования системы микроциркуляции 6
|
|
|
3. Экспериментальная часть. 8
3.1 Экспериментальные измерения. 8
3.2 Построение и анализ данных. 8
Заключение. 13
Введение
В современной медицинской практике крайне актуальна оценка состояния микроциркуляции крови. Расстройства микроциркуляции весьма разнообразны как по своему патогенезу, так и по клиническим проявлениям.
Возможность постоянной полной оценки физического состояния больного является обязательным условием успешности проведения хирургических операций. Возможно отслеживать давление, пульс, сатурацию, гематокрит. Но, к сожалению, в процессе операций нет возможности отслеживать состояние микроциркуляции крови в тканях человека и оценить состояние кровотока вне операционных полей. Это становится причиной различных осложнений во время операций – например, — сладж-феномен, стаз, ДВС-синдром.
Поэтому при хирургическом вмешательстве для лечения различных заболеваний и экстремальных состояний, а также при коррекции микроциркуляторных нарушений необходимы методы как оперативной оценки состояния кровотока на тканевом уровне, так и длительного его мониторинга. Одним из таких методов является лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ).
|
|
|
Цель преддипломной практики: исследование влияния пассивных и активных факторов сосудистого тонуса на изменение индекса микроцикуляции под сочетанной анестезией при травматичных хирургических операциях.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) Ознакомиться с научной литературой о системе микроциркуляторного русла. Разобраться в строение микрососудов и их взаимодействии;
2) Изучить метод и устройство для исследования системы микроциркуляции;
3) Провести измерения микроциркуляции во время операций;
4) Обработать результаты измерений. Построить и проанализировать графики по полученным данным.
Преддипломная практика проводилась совместно с Саратовским государственным медицинским университетом имени В. И. Разумовского (кафедра факультетской хирургии и онкологии) и Саратовским национальным исследовательским государственным университетом имени Н.Г. Чернышевского. В университетской клинической больнице №1 имени С. Р. Миротворцева.
Система микроциркуляции крови
Организация микроциркуляторного русла
Микроциркуляторное русло – это функциональный комплекс кровеносных и лимфатических сосудов, который обеспечивает регуляцию кровенаполнения органов, транскапиллярный обмен и дренажно депонирующую функцию.
|
|
|
Звенья микроциркуляторного русла составляют следующие микрососуды:
1) Артериальные (артериолы и прекапилляры);
2) Капиллярные;
3) Венозные (посткапилляры, собирательные и мышечные венулы).
Кроме этих сосудов еще выделяют артериоло-венулярные анастомозы –непосредственные соустья между артериолами/артериями и венулами/венами.
Факторы, определяющие модуляцию кровотока
Существуют активные и пассивные составляющие, определяющие модуляцию кровотока. Активные факторы микроциркуляции (факторы, непосредственно воздействующие на систему микроциркуляции) – это эндотелиальный, миогенный и нейрогенный механизмы регуляции просвета сосудов, тонуса сосудов. Пассивные факторы (факторы, вызывающие колебания кровотока вне системы микроциркуляции) – это сердечный и дыхательный механизм тонуса.
Метод и устройство для исследования системы микроциркуляции
Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) является новым неивазивным методом исследования микроциркуляции, позволяющим не только оценить общий уровень периферической перфузии, но и выявить особенности регуляции кровотока в микроциркуляторном русле. Важной особенностью ЛДФ является возможность получения большого количества измерений (тысячи в минуту), их регистрации и обработки в реальном масштабе времени, что, в частности, позволяет создавать мониторинговые системы ЛДФ.
|
|
|
Для исследования процессов микроциркуляции методом ЛДФ применяется зондирование ткани лазерным излучением. В ходе проведения исследований обеспечивается регистрация изменения потока крови в микроциркуляторном русле – флоуметрия.
В методе ЛДФ применятся алгоритм усреднения, который позволяет получить средний допплеровский сдвиг частоты по всей совокупности эритроцитов, попадающих в зондируемую область. В результате такого усреднения методом ЛДФ оценивается изменение потока эритроцитов. Для этого проводят обработку отраженного сигнала электронным путем, осуществляя усреднение по скоростям (допплеровским сдвигам частоты). Таким образом, мощность отраженного сигнала складывается из отдельных актов отражения излучения на каждом эритроците и, следовательно, зависит от их концентарции.
ЛДФ сигнал имеет постоянную и переменную от времени составляющие.
Постоянная составляющая средней перфузии в микроциркуляторном русле за определенный промежуток времени исследований, представляет собой среднее арифметическое значение показателя микроциркуляции. Этот показатель характеризует средний поток эритроцитов в единице объема ткани в зондируемом участке в интервале времени регистрации.
Переменная составляющая ЛДФ сигнала связана с обстоятельствами, изменяющими величину скорости и концентрацию эритроцитов, т.е. это механизмы контроля за перфузией.
Экспериментальная часть
Экспериментальные измерения
Проведено исследование 7 пациентов в ходе открытых травматичных операций под сочетанной анестезией. По антропометрическим параметрам, пациенты не отличались друг от друга. Регистрация ЛДФ проводилась: до операции и анестезии, и на пике развития сочетанной анестезии. Определяли индекс микроциркуляции и рассчитывали амплитудно-частотные показатели.
Измерения проводились в несколько этапов:
– расположение пациента в неподвижное состояние покоя (для более точных измерений, исключая погрешность движения пациента);
– прикрепление лазерного анализатора к исследуемой зоне (указательный палец руки);
– запись ЛДФ – сигнала с указательного пальца;
– обработка данных в программе LDF 3 LAZMAMC;
– анализ полученных графиков в программе.
Построение и анализ данных
На графике (рисунок 1) представлена регистрация уровня микроциркуляции пациента с помощью ЛДФ в течение всей операции. Проводилась передняя резекция прямой кишки.
В начале графика до введения анестезии пациенту наблюдаются всплески уровня микроциркуляции. Это обусловлено таким факторами, как: волнение, незначительное движение пациента, возраст, состояние здоровья. В диапазоне с 23 минут до 49 минут можно наблюдать небольшую стабилизацию уровня перфузии, обусловленную введением люмбальной эпидуральной анестезей. Это происходит из – за воздействия препаратов (миорелаксант недеполяризующий, анальгезирующий, холинолитический) в индивидуально подобранной пропорции.
Миорелаксант обеспечивает во время проведения хирургических вмешательств расслабление скелетной мускулатуры. Анльгизирующий препараты выступают в роли веществ, ослабляющие или устраняющие чувство боли. Холинолитические препараты в свою очередь устраняют стимулирующее влияние парасимпатических нервов на гладко – мышечные органы.
К концу операции график отображает восстановление уровня микроциркуляции к нормальному значению. Это означает вывод препаратов из организма человека.
Рисунок 1. ЛДФ-грамма уровня микроциркуляции. Красный цвет – уровень микроциркуляции, синий цвет - температура, черный цвет - датчик движения.
Для исследования влияния пассивных и активных факторов сосудистого тонуса на изменение индекса микроциркуляции под сочетанной анестезией при травматичных хирургических вмешательствах рассмотрим отдельные участки операции.
До начала анестезии средний уровень перфузии (Pi) пациентов составлял 12,5 (рисунок 2). На рис.3 приведен спектр ЛДФ-граммы, на котором выделены области, соответствующие диапазону эндотелиальных, нейрогенных, миогенных, дыхательных и сердечных колебаний микроциркуляции крови в периферической системе кровообращения.
До начала операции при уровне Pi ~ 12,5 в спектре ЛДФ-граммы преобладали активные факторы сосудистого тонуса: эндотелиальные, нейрогенные и миогенные. Максимальное значение имела эндотелиальная составляющая равная 1,320 (рисунок 3).
Рисунок 2. ЛДФ-грамма уровня микроциркуляции во времени (до начала операции).
Рисунок 3. Спектр ЛДФ-граммы (до операции): красная зона – эндотелиальная, зеленая зона – нейрогенная, синяя зона – миогенная, фиолетовая зона – дыхательная, желтая зона – сердечная.
Во время операции на пике сочетанной анестезии средний уровень микроциркуляции возрастал до 25 (рисунок 4). При уровне Pi~ 25 в спектре преобладали пассивные факторы сосудистого тонуса: дыхательные и сердечные. Максимальное значение имела дыхательная составляющая равная 1,080 (рисунок 5).
Рисунок 4. ЛДФ-грамма уровня микроциркуляции во время сочетанной анестезии.
Рисунок 5. Спектр ЛДФ-граммы (во время сочетанной анестезии): красная зона – эндотелиальная, зеленая зона – нейрогенная, синяя зона – миогенная, фиолетовая зона – дыхательная, желтая зона – сердечная.
Заключение
После успешного проведения эксперимента и обработки полученных материалов прояснили следующее:
1) Преимущество лазерной доплеровской флоуметрии заключается в возможности как оперативной оценки состояния кровотока больного на тканевом уровне, так и длительного его мониторинга. Возможность изолированного определения миогенной и нейрогенной составляющей в тонусе микрососудов, роли шунтов в микрогемодинамике. Также возможности ЛДФ позволяют оценить интенсивность периферического кровотока в микроциркуляторном русле.
Недостатки данного метода заключаются в зависимости показателей от степени давления датчиком на ткани, от различия строения микрососудов кожи. Исследования рекомендуется проводить при одинаковой температуре в помещении около 21-24°С. В течение 15 минут до начала диагностики пациент должен находиться в спокойном состоянии, тестируемая область не должен быть прикрыта. Перед исследованиями испытуемый не должен принимать пищу или напитки, изменяющее состояние микроциркуляции, не курить.
2) Данные исследования могут быть очень полезны в оценке состояния микроциркуляции человека во время операции. Это поможет врачам точечно отслеживать изменения на графиках, давая возможность понять состояние кровенасыщения тканей конечностей пациента вне поля проводимой операции. В случае ухудшения состояния, можно будет оперативно отреагировать на изменения в состоянии, тем самым избежав травмирующих и инвалидизирующих последствий для пациента, таких как: ухудшение двигательной возможности конечности, гангрены и др.
По данным лазерной доплеровской флоуметрии при сочетанной анестезии во время проведения травматичных хирургических операций происходило увеличение уровня кожной микроциркуляции. До начала операции в спектре преобладали активные факторы сосудистого тонуса: эндотелиальные, нейрогенные и миогенные. Максимальное значение имела эндотелиальная составляющая равная 1,320. Во время операции на пике сочетанной анестезии средний уровень микроциркуляции возрастал до 25. При уровне Pi ~ 25 в спектре преобладали пассивные факторы сосудистого тонуса: дыхательные и сердечные. Максимальное значение имела дыхательная составляющая равная 1,080.
Актуальность и важность исследования микроциркуляторного русла, и их параметров при проведении операций методом лазерной доплеровской флоуметрии на данный момент крайне востребована.
Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!