Функциональные пробы в тепловидении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Нижегородский НИИ травматологии и ортопедии» Минздрава России

тел. (8312) 36-66-48, e-mail: trv@nniito.ru

Функциональные пробы в тепловидении

М.Г.Воловик, С.Н.Колесов

Дан обзор используемых в современном тепловидении функциональных проб, представлены принципы их разработки и применения. тепловидение нервный кровоток

Данные исследований, проведенных в состоянии покоя, не могут полностью отражать функциональное состояние системы, которое больше проявляется в условиях нагрузки. Адекватная оценка состояния адаптационно-компенсаторного резерва возможна лишь с привлечением тщательно подобранных функциональных проб. Такие пробы позволяют выявлять скрытые патологические реакции и процессы, которые свидетельствуют об ограничении резервов адаптации и компенсации, о неустойчивости и неполноте приспособительных реакций, о преморбидном состоянии (предболезни) или о наличии латентных форм заболеваний.

Необходимо четко представлять, какова цель той или иной пробы, какой контур регуляции преимущественно задействован в реакции на нее. Можно допустить, что пробы для запуска адаптационных механизмов целесообразно применять в исследованиях на здоровых испытуемых, а оценка компенсаторных механизмов - преимущественно задача экспериментов на животных и клинических контекстов, где воздействия производятся по показаниям.

Основными задачами применения функциональных проб являются: - подбор оптимальных параметров стимуляции; - оценка адаптационно-компенсаторного потенциала исследуемой системы; - прогноз динамики развития заболевания; - контроль эффективности лечения; - выявление неадекватных реакций на применяемые воздействия. Возможно также решение ряда локальных задач.

Разработанная в Нижегородском центре теплорадиовидения методология тепловизионных (ТПВ) исследований обеспечивает идентификацию функционального состояния центральных и периферических нервных структур и кровотока в эксперименте и в клинике на основе анализа пространственно-временной динамики термопаттернов при использовании специфических нагрузочных проб на открытых нервных структурах и на иннервируемых ими кожных покровах [1]. Контролируемые воздействия на микроциркуляцию позволяют активировать или блокировать конкретные контуры регуляции. В ситуациях, где контролируемое воздействие затруднительно, следует подбирать параметры пробы, позволяющие «раскачать» систему (например, поочередные симпатические блокады слева и справа при синдроме диабетической стопы - см. [2]). Важно понимание, с чего начинать исследование и чего добиваться на каждом его этапе.

Мы используем более 20 известных из литературы и разработанных нами функциональных проб, позволяющих тестировать адаптационно-компенсаторный резерв открытых нервных структур и кожного кровотока в автономных зонах иннервации (АЗИ) заинтересованных нервов и в сосудистых бассейнах в эксперименте на животных (термические и фармакологические воздействия на кожу конечностей; влияние низкоинтенсивных микроволн на состояние тканевого кровотока в кожном лоскуте на питающей ножке и др.) и на клинических моделях (направленный запуск сосудистых реакций на периодически повторяющиеся ишемические эпизоды; спиртовая проба для выработки критериев отличия реактивности здоровых тканей от пораженных термической травмой и рубцовоизмененных и др.) (Табл.1). Пробы подбираются таким образом, чтобы, не нанося вреда испытуемому или больному, временно и обратимо срывать компенсацию, сложившуюся в изучаемой системе к моменту исследования. Сдвиг параметров тестируемой функциональной системы должен быть необходимым и достаточным для повышения информативности ее ответа, который можно было бы оценить и трактовать. Подбор интенсивности и длительности специфического воздействия следует проводить до выработки некоего стандарта (с учетом индивидуальных особенностей каждого испытуемого). В ряде случаев аналогом нагрузочных тестов, мы полагаем, можно считать выполняемые в клинике по показаниям стандартные фармакологические, анестезиологические и хирургические манипуляции, при которых меняются условия работы функциональных систем, что позволяет получать о них дополнительную информацию.

Табл. 1. Функциональные пробы в тепловидении и области их применения

Разработка функциональных проб предполагает оценку тестируемых функций по времени и параметрам восстановления либо до исходных значений (при способности системы вернуть сдвинутые параметры гомеостаза), либо до стабилизации системы на возможно оптимальном для ее «жизни» уровне (при неспособности). При необходимости для получения информации о функциональном состоянии исследуемых систем и их вазомоторной регуляции разрабатывается батарея из двух или более проб. Дополнительная оценка структурно-функционального состояния нервов и сосудов референтными аппаратурными методами диагностики (лазерная допплеровская флоуметрия, реовазография, электронейромиография и др.) при исследовании моделей различной патологии позволяет дифференцировать механизмы запуска компенсаторно-приспособительных реакций на пробу.

Условия клинических ТПВ исследований часто связаны с недостатком времени для динамического наблюдения, нередки ситуации, когда «доступ» к интересующим структурам и зонам кожных покровов оказывается кратковременным. В этих случаях применение функциональных проб позволяет оптимизировать процесс получения данных. В патофизиологических контекстах мы косвенно оцениваем структурный след повреждения системы по «уровню компенсации», проявляющемуся в перераспределении «нормального» паттерна тепловых полей и изменении их реактивности соответственно перестроившимся контурам регуляции и измененным сосудисто-метаболическим характеристикам органов-эффекторов.

На момент исследования функциональное состояние пострадавшей системы может быть «завершенным», когда оно стабилизировалось на предельно доступном для нее уровне компенсации, либо неустойчивым, находящимся в процессе поиска оптимальных режимов регуляции. Для оценки функционального состояния пострадавшей системы необходимо выработать критерии, по которым возможно оценивать отклонения сформировавшегося в ней (или благодаря ей) набора характеристик (либо отдельных параметров из этого набора) от заранее известной нормы. Степень повреждения и устойчивость системы объективно определяются методами функциональной диагностики с использованием тестов, основанных на количественном измерении пределов специфической компенсации.

Исследователями многократно проиллюстрирована важная информационная роль холодового тестирования в виде погружения дистальных отделов конечностей в воду (региональная холодовая проба - ХП) и подтверждена целесообразность его использования при оценке функционального состояния микрососудистого русла [3, 4]. При необходимости умеренного и поверхностного охлаждения используется спиртовая проба (СпП) в виде орошения кожной поверхности спреем 70-96^о этилового спирта [5, 6]. Это также вариант ХП, отличающийся меньшей агрессивностью. В то же время, требуется стандартизация этого вида проб, позволяющая получать контролируемые условия тестирования.

В табл. 2 приведены клинические контексты, в которых нами применялись различные варианты холодовых проб (ХП и СпП) и данные по которым опубликованы ранее.

Табл.2. Характеристика контекстов и задач, решаемых с помощью холодовых проб

Обобщая методологический аспект, следует констатировать способность тепловидения изучать компенсаторно-приспособительные реакции только в случаях 1) наличия ТПВ данных о нормальных (адаптационных) реакциях у здоровых людей (группа сравнения для каждой модели), 2) функциональных динамических исследований и 3) верификации методами прямой оценки тех функциональных характеристик, от которых зависит температурная составляющая процессов компенсации (кровоток и метаболизм, в случае открытых нервных структур также электрогенез).

Идентификация состояния физиологической системы по первичным ТПВ данным в настоящее время реализуется опытным экспертом на основе субъективной базы прецедентов [20]. Использование функциональных проб - важнейший элемент приближения образа получаемых от больного данных к уникальному диагностическому и прогностическому знанию эксперта о том, как «должна» проявлять себя патология в ТПВ представлении. Согласование ожидания эксперта и реального «ответа» тестируемой системы при грамотно подобранных функциональных пробах может дать значимый прогресс в формализации и трансляции уникальных экспертных знаний (Рис. 1). Развитие на этой основе принципов формализованного описания ТПВ отображений открывает перспективы создания информационных технологий поддержки принятия решений в области функциональной диагностики.

Рис. 1. Функциональная схема ТПВ диагностики [20].

Литература

1. Колесов С.Н., Воловик М.Г., Прилучный М.А. Медицинское теплорадиовидение: современный методологический подход. Н.Новгород: ФГУ «ННИИТО Росмедтехнологий», 2008. 184 с.

2. Воловик М.Г., Колесов С.Н., Бобров М.И., Колесов А.С., Прилучный М.А. Оценка эффективности новокаиновых блокад у больных с синдромом диабетической стопы с помощью тепловидения. Нижегородские ведомости медицины. 2011. 13: 37-41.

3. Brandstrцm H., Grip H., Hallberg P., Grцnlund Ch., Дngquist K.-A., Giesbrecht G.G. Hand Cold Recovery Responses Before and After 15 Months of Military Training in a Cold Climate. Aviation, Space, and Environmental Medicine. 2008. 79 (9): 904-908(5).

4. Volovik M.G., Polevaya S.A., Khomyakova M.I. Cold test for thermal-vision studies of symmetrical reactions in physiology and medical diagnosis. J. of Optical Technology. 2013. 80 (6): 393-399.

5. Lachenmeier D.W. Safety evaluation of topical applications of ethanol on the skin and inside the oral cavity. J. Occup. Med. Toxicol. 2008. 3: 26.

6. Воловик М.Г., Водопьянов К.А. Тепловизионный контроль качества продленной проводниковой анестезии у детей. Российский нейрохирургический журнал им. А.Л.Поленова. 2011. 3 (спец. вып.): 18-21.

7. Воловик М.Г., Полевая С.А., Хомякова М.И. Влияние положения тела испытуемого на динамику ИК излучения от кистей рук при односторонней холодовой пробе. Тр. X Междунар. конф. «Прикладная оптика-2012». СПб, 2012. 3: 131-135.

8. Воловик М.Г., Колесов С.Н., Пронин А.В. Итоги клинических испытаний новых тепловизоров в линейке NEC для медицинской диагностики. Данный сб. С….

9. Колесов С.Н., Воловик М.Г., Прилучный М.А., Носов О.Б., Каюмов Ю.Х. Способ диагностики патологии периферических нервов. Патент РФ №2402258 от 27.10.2010.

10. Колесов С.Н., Воловик М.Г., Прилучный М.А., Каюмов Ю.Х., Легурова С.В. Способ тепловизионной диагностики патологии вторичных пучков плечевого сплетения. Патент РФ №2440784 от 27.01.2012.

11. Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Колесов С.Н., Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Способ оценки реактивности сосудов коры перитуморальной зоны супратенториальных опухолей. Патент РФ № 2269287 от 10.02.2006.

12. Березина В.В., Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Шелудяков А.Ю. Использование холодовой пробы для интраоперационной оценки реактивности микрососудов перитуморальной зоны супратенториальных опухолей. Вестник Нижегородского государственного университета им. Н.И.Лобачевского. 2008 4: 76-81.

13. Макаренко А.В., Правдивцев А.В., Воловик М.Г. К вопросу о моделировании и анализе ИК термокарт головного мозга человека. Известия ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. 2011. 19 (6): 145-155.

14. Воловик М.Г., Кудыкин М.Н., Бобров М.И. Контроль эффективности поясничной симпатэктомии у больных с синдромом диабетической стопы с помощью тепловидения. Тр. X Междунар. конф. «Прикладная оптика-2012». СПб, 2012. 3: 179-182.

15. Воловик М.Г., Бобров М.И., Колесов С.Н. Перспективные направления применения тепловидения у больных с синдромом диабетической стопы. Тр. VIII Междунар. конф. «Прикладная оптика-2008». СПб, 2008. 236-240.

16. Воловик М.Г., Короткова Н.Л. Способ оценки пригодности рубцовых тканей лица для местной кожной пластики. Заявка на изобретение. Приор. справка № 2014127824 от 08.07.2014 г.

17. Воловик М.Г., Короткова Н.Л., Кузнецов А.Н. Функциональная проба и схема для исследования термотопографии лица и передней поверхности шеи. Данный сб. С….

18. Колесов С.Н., Воловик М.Г., Млявых С.Г., Перльмуттер О.А. Ценность тепловизионного метода в диагностике субклинических расстройств при повреждениях грудного отдела позвоночника. Матер. Всерос. научно-практ. конфер. «Поленовские чтения». СПб, 2010. 96-97.

19. Воловик М.Г., Носов О.Б., Колесов С.Н. Первый опыт применения функциональной пробы в ходе оперативных вмешательств у больных с компрессионными ишемическими нейропатиями. Тр. IX Междунар. конф. «Прикладная оптика-2010». СПб, 2010. 3: 43-46.

20. Воловик М.Г., Полевая С.А., Ковальчук А.В. Принципы формализованного описания тепловизионных отображений: от уникального опыта к интеграции знаний. Тр. III Всерос. конф. «Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях-2013». Н.Новгород, 2013. 25-27.

Размещено на Allbest.ru