Диагностика функционального состояния микроциркуляции на основе термометрии высокого разрешения

Authors

  • С.Ю. Подтаев Научно-производственное предприятие «Системы контроля»
  • И.А. Мизева Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Е.Н. Смирнова Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера

DOI:

Abstract

Дан краткий обзор результатов исследований системы микроциркуляции с помощью термометрии высокого разрешения. Низкоамплитудные температурные колебания на поверхности кожи возникают вследствие периодического изменения тонуса поверхностных сосудов и коррелируют с изменениями кровотока. Спектральный анализ температурных колебаний позволяет оценивать вклад различных механизмов микроциркуляторной регуляции. Результаты получены в совместной работе сотрудников лаборатории гидродинамики ИМСС УрО РАН, специалистов Пермской медицинской академии и отделения современной механики Университета науки и технологии Китая. Метод контактной термометрии прост в применении, не требует дорогостоящего оборудования и может быть использован в широкой клинической практике для скрининговой диагностики эндотелиальной дисфункции при различных патологиях.

Author Biographies

  • С.Ю. Подтаев, Научно-производственное предприятие «Системы контроля»
    кандидат физико-математических наук, директор по НИОКР
  • И.А. Мизева, Институт механики сплошных сред УрО РАН
    кандидат физико-математических наук, научный сотрудник
  • Е.Н. Смирнова, Пермская государственная медицинская академия им. ак. Е.А. Вагнера
    доктор медицинских наук, заведующая кафедрой эндокринологии и клинической фармокологии

References

  1. Балаболкин М.И. Роль гликирования белков, окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений при сахарном диабете // Сахарный диабет. – 2002. – № 4. – С. 8–17.
  2. Крупаткин А.И. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: руководство для врачей / под ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова / ОАО «Издательство «Медицина», 2005. – 256 с.
  3. Попов А.В., Подтаев С.Ю., Фрик П.Г., Ершова А.И., Жукова Е.А. Исследование низкоамплитудных колебаний кожной температуры при проведении непрямой холодовой пробы // Региональное кровообращение и микроциркуляция. – 2011. – № 10-1. – С. 89–94.
  4. Фрик П.Г. Турбулентность: подходы и модели: монография. Изд. 2-е, испр. и доп. – Москва- Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2010. – 342 с.
  5. Фрик П.Г., Подтаев С.Ю., Попов А.В., Думлер А.А., Степанов Р.А. Оценка состояния сердечно- сосудистой системы на основе вейвлет-анализа данных неинвазивных измерений // Вестник Пермского научного центра. – 2010. – № 1. – С. 9–19.
  6. Bandrivsky A., Bernjak A., McClintock P., Stefanovska A. Wavelet Phase Coherence Analysis: Application to Skin Temprature and Blood Flow // Cardiovasc Eng. 2004. – № 4. – Р. 89–93.
  7. Daly S.M., Leahy M.J. «Go with flow»: a review of methods in blood flow imaging // J. Biophotonics. 2012. – № 1. – Р. 39.
  8. He Y., Himeno R., Liu H., Yokota H., Sun Z.G. Finite element numerical analysis of blood flow and temperature distribution in three-dimensional image-based finger model // International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. – 2008. – Vol. 18. – No. 7/8. – Р. 932–953.
  9. Isii Y., Matsukawa K., Tsuchimochi H., Nakamoto T. Ice-Water Hand Immersion Causes a Reflex Decrease in Skin Temperature in the Contralateral Hand // J. Physiol. Sci. – 2007. – Vol. 57. – No. 4. – Р. 241–248.
  10. Kvernmo H.D., Stefanovska A., Bracic M., Kirkeboen K.A., Kvernebo K. Spectral analysis of the laser Doppler perfusion signal in human skin before and after exercise // Mic. Res. – 1998. – № 56. – Р. 173– 182.
  11. Pennes H. Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm // Journal of Applied Physiology. – 1948. – Vol. 1. – No. 2. – P. 93–122.
  12. Podtaev S., Morozov M., Frick P. Wavelet-based correlations of skin temperature and blood flow oscillations // Cardiovasc Eng. – 2008. – № 8. – Р. 185–189.
  13. Shusterman V., Anderson K.P., Barnea O. Spontaneous skin temperature oscillations in normal human subjects // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. – 1997. – № 273. – Р. 1173–1181.
  14. Zhang H.F., Maslov K., Wang L.V. In vivo imaging of subcutaneous structures using functional photoacoustic microscopy // Nature Protocols. – 2007. – № 2. – Р. 797–804.

###

  1. Balabolkin M.I. Rol’ glikirovania belkov, okislitel’nogo stressa v patogeneze sosudistyh osloznenij pri saharnom diabete // Saharnyj diabet. - 2002. - No 4. - S. 8-17.
  2. Krupatkin A.I. Lazernaa dopplerovskaa floumetria mikrocirkulacii krovi: rukovodstvo dla vracej / pod red. A.I. Krupatkina, V.V. Sidorova / OAO <>, 2005. - 256 s.
  3. Popov A.V., Podtaev S.U., Frik P.G., Ersova A.I., Zukova E.A. Issledovanie nizkoamplitudnyh kolebanij koznoj temperatury pri provedenii nepramoj holodovoj proby // Regional’noe krovoobrasenie i mikrocirkulacia. - 2011. - No 10-1. - S. 89-94.
  4. Frik P.G. Turbulentnost’: podhody i modeli: monografia. Izd. 2-e, ispr. i dop. - Moskva- Izevsk: Institut komp’uternyh issledovanij, 2010. - 342 s.
  5. Frik P.G., Podtaev S.U., Popov A.V., Dumler A.A., Stepanov R.A. Ocenka sostoania serdecno- sosudistoj sistemy na osnove vejvlet-analiza dannyh neinvazivnyh izmerenij // Vestnik Permskogo naucnogo centra. - 2010. - No 1. - S. 9-19.
  6. Bandrivsky A., Bernjak A., McClintock P., Stefanovska A. Wavelet Phase Coherence Analysis: Application to Skin Temprature and Blood Flow // Cardiovasc Eng. 2004. - No 4. - R. 89-93.
  7. Daly S.M., Leahy M.J. <>: a review of methods in blood flow imaging // J. Biophotonics. 2012. - No 1. - R. 39.
  8. He Y., Himeno R., Liu H., Yokota H., Sun Z.G. Finite element numerical analysis of blood flow and temperature distribution in three-dimensional image-based finger model // International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. - 2008. - Vol. 18. - No. 7/8. - R. 932-953.
  9. Isii Y., Matsukawa K., Tsuchimochi H., Nakamoto T. Ice-Water Hand Immersion Causes a Reflex Decrease in Skin Temperature in the Contralateral Hand // J. Physiol. Sci. - 2007. - Vol. 57. - No. 4. - R. 241-248.
  10. Kvernmo H.D., Stefanovska A., Bracic M., Kirkeboen K.A., Kvernebo K. Spectral analysis of the laser Doppler perfusion signal in human skin before and after exercise // Mic. Res. - 1998. - No 56. - R. 173- 182.
  11. Pennes H. Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm // Journal of Applied Physiology. - 1948. - Vol. 1. - No. 2. - P. 93-122.
  12. Podtaev S., Morozov M., Frick P. Wavelet-based correlations of skin temperature and blood flow oscillations // Cardiovasc Eng. - 2008. - No 8. - R. 185-189.
  13. Shusterman V., Anderson K.P., Barnea O. Spontaneous skin temperature oscillations in normal human subjects // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. - 1997. - No 273. - R. 1173-1181.
  14. Zhang H.F., Maslov K., Wang L.V. In vivo imaging of subcutaneous structures using functional photoacoustic microscopy // Nature Protocols. - 2007. - No 2. - R. 797-804.

Downloads

Published

2013-05-22

Issue

No. 3-4 (2012)

Section

Research: theory and experiment

How to Cite

Подтаев, С., Мизева, И., & Смирнова, Е. (2013). Диагностика функционального состояния микроциркуляции на основе термометрии высокого разрешения. Perm Federal Research Centre Journal, 3-4, 11-20. https://journal-dev.icmm.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2012n3p2