СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ НЕИНВАЗИВНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ

 ТКАНЕВЫЙ ОКСИМЕТР И АНАЛИЗАТОР ОБЪЕМНОГО 

КАПИЛЛЯРНОГО КРОВЕНАПОЛНЕНИЯ МЯГКИХ 

БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ   «СПЕКТРОТЕСТ» ^TM

       Прибор "СПЕКТРОТЕСТ" предназначен для проведения неинвазивных диагностических обследований пациентов в поликлиниках и стационарах методами неинвазивной спектрофотометрии и оптической тканевой оксиметрии. Основной измеряемой прибором величиной является:

- относительный индекс уровня объемного капиллярного кровенаполнения мягких биологических тканей (Vкр.).

       Дополнительными индицируемыми прибором параметрами являются:

-         средний относительный уровень сатурации оксигемоглобина (оксигенации Hb) в смешанной крови микроциркуляторного русла (тканевая SO₂ или S_tO₂);

-         относительный индекс меланиновой пигментации поверхностных слоев обследуемой биологической ткани (Me).

       Принцип действия прибора основан на использовании методов спектрофотометрии светорассеивающих сред, позволяющих косвенным образом через оценку оптико-физических свойств среды распространения излучения получать информацию о содержании в зоне обследования тех или иных ее химических (биохимических) составляющих при наличии у последних в индивидуальных спектрах поглощения (рассеяния) характерных спектральных областей, позволяющих идентифицировать эти вещества на фоне других сторонних элементов среды. В случае прибора «Спектротест» используются аппаратные методы абсорбционной спектроскопии и спектроскопии рассеяния совместно с физико-математическим аппаратом решения обратных задач оптики светорассеивающих сред, реализованным программно. Для получения диагностической информации при работе прибора «Спектротест» обследуемая ткань освещается низкоинтенсивным оптическим излучением разного спектрального состава видимого и ближнего инфракрасного диапазона длин волн, а специальный фотоприемник измерительной головки прибора регистрирует вышедшее из ткани вторичное (рассеянное) излучение. После преобразования полезного оптического сигнала в электрический, его усиления и фильтрации в электронном блоке прибора полученная об обследуемой ткани информация передается в компьютер для ее последующей математической обработки. В ходе вычислений по зарегистрированной оптической плотности среды в различных спектральных диапазонах длин волн оценивается вклад в полезный оптический сигнал от наполняющей ткань крови. При этом общая глубина зондирования ткани для разных типов ткани составляет порядка 3-5 мм, т.е. в зону обследования, главным образом, попадают мелкие артерии, венулы, артериолы, артериовенозные шунты, а также сеть пронизывающих ткань капилляров. С целью упрощения терминологии кровенаполнение всех этих звеньев микроциркуляторного русла условно названо нами капиллярным кровенаполнением.

Вклад капиллярного кровенаполнения в суммарный оптический сигнал от биологической ткани в общем случае зависит как от собственно объема циркулирующей в зоне обследования крови, так и от степени раскрытия капилляров, особенно приповерхностных. Поэтому индицируемый прибором относительный индекс объемного капиллярного кровенаполнения ткани (Vкр.) является своеобразным интегральным параметром, характеризующим оба эти процесса. Регистрация и вычисление среднего относительного уровня  сатурации оксигемоглобина в крови микроциркуляторного русла (SO₂) осуществляется на основе разницы в оптических свойствах оксигенированных и де-оксигенированных фракций гемоглобина. При этом прибор при работе воспринимает информацию со всех указанных выше сосудистых звеньев микроциркуляторного русла, поэтому регистрируемый показатель тканевой сатурации SO₂ является также интегральным параметром, характеризующим среднее относительное содержание HbO₂ в микроциркуляторном звене периферического кровообращения, усредненное по всему капиллярному и артерио-венозному руслу, попадающему в зону обследования. Данный показатель несет интегральную информацию как об исходном уровне HbO₂ в питающих ткань артериях и артериолах, так и об уровне HbO₂ в венозной крови в зоне обследования. Однако, поскольку венозной крови в среднем в объеме обследования содержится в 4-6 раз больше артериальной, показатель тканевой сатурации ближе к значению венозной сатурации крови SvO₂, что позволяет на его основе приблизительно оценивать потребление кислорода клетками ткани.

       Система обработки данных прибора использует метод аналитического решения обратной задачи оптики светорассеивающих сред и позволяет сразу после позиционирования датчика на теле пациента в реальном времени получать на экране монитора полный диагностический результат. В отличие от непрямых аналогов этого прибора – пульсоксиметров – параметры объемного капиллярного кровенаполнения и оксигенации периферической крови регистрируются прибором «Спектротест» без привязки к регистрации пульсовых волн, т.е. возможны любые измерения в условиях стаза сосудов и застоя крови. В качестве примера на рис.1. приведена динамика изменения показателей Vкр и SO₂, зарегистрированные на подушечках пальцев рук пациентов-добровольцев при проведении функциональной окклюзионной пробы с плечевой артериальной окклюзией. Хорошо видно общее падение насыщения крови кислородом в условиях окклюзии сосудов (верхняя кривая), а также по окончании окклюзии (примерно на 250-й секунде) реактивная постокклюзионная гиперемия. По ее величине и увеличении кровенаполнения в момент реактивной гиперемии по сравнению и сходным уровнем Vкр до окклюзии можно судить о типе микроциркуляции крови у пациента. Левый рисунок демонстрирует пример гиперемического типа микроциркуляции; правый - слабо выраженного спастического типа микроциркуляции.  

        Рис. 1. Пример регистрируемой прибором "Спектротест" поминутной динамики показателей при окклюзионном тесте.  

         Слева - гиперемический тип микроциркуляции. Справа - слабо выраженный спастический тип микроциркуляции.

      На основе прибора "Спектротест" возможны достаточно многоплановые обследования пациентов с использованием практически любых нагрузочных функциональных тестов на систему микроциркуляции крови (тепловой пробы, холодовой пробы, дыхательной, лекарственной и т.д.). При использовании этих проб прибор позволяет достаточно точно определять тип микрогемодинамики пациента, резервы капиллярного кровотока, удельное потребление кислорода в тканях и ряд других важных параметров. Все эти возможности заложены в программном обеспечении прибора.

    В настоящее время прибор принят к производству и серийному выпуску ФГУП "НПП "Циклон-Тест"" и прошел все процедуры государственных технических и клинических испытаний по ГОСТ Р 15.013-94. 

     Предполагается к выпуску двух модификаций - с внутриполостным щупом (рис.2)

Рис. 2.

и с выносной головкой для наружного применения и длительного мониторинга пациента (рис.3):

 Рис.3.

Данный прибор может быть эффективен при оценке нарушений периферического кровообращения в тканях, нарушений уровня обменных процессов, для оценки общей жизнеспособности тканей при наблюдении больных, страдающих различными органическими и функциональными нарушениями периферического кровообращения (облитерирующий атеросклероз, склеродермия, синдром Рейно, сердечная недостаточность, гипертоническая болезнь и др.). Прибор может использоваться в онкологии при оценке степени выраженности лучевых реакций по показателю уровня объемного капиллярного кровенаполнения ткани, а также при оценке и объективизации кислородного статуса опухоли путем регистрации относительного среднего уровня сатурации крови ее микроциркуляторного русла. Использование прибора в качестве дополнительного выносного датчика прикроватного монитора позволит вести суточные наблюдения за периферическим кровообращением в тканях пациента и оценивать уровень кислородного статуса тканей, в том числе при проведении мероприятий оперативного и реанимационного плана.

Прибор "Спектротест" защищен патентом РФ №2234853 от 26.12.2002г., имеет регистрационное удостоверение Федеральной Службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития № ФС 022а2006/3254-06 от 15 мая 2006г. и Сертификат соответствия Госстандарта РФ.

Назад в "Наше творчество"...                На главную страницу....