ОЦІНЮВАННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ МІКРОЦИРКУЛЯЦІЇ КРОВІ В ТКАНИНАХ ЛЮДИНИ МЕТОДАМИ СПЕКЛ-МЕТРІЇ І ДОППЛЕРІВСЬКОЇ ФЛОУМЕТРІЇ

Анотація

На основі аналітичної методики оцінювання параметрів спекл-структури, що формується багато­кратно розсіяним світлом в багатошаровій біологічній тканині типу шкіри людини на довжинах хвиль видимого — ближнього ІЧ діапазону спектра, використання відомих розв’язків рівняння переносу випромінювання в біологічній тканині і зв’язку теорії поширення світла в розсіювальних середовищах з теорією когерентності побудована математична модель поширення лазерного випромінювання у біологічній тканині. Використовуючи механіку багатофазних середовищ, кров для математичного моделювання початково вважали двофазною в’язкою суспензією, що складається з таких фаз: пристінкового і приосьового шарів плазми з еритроцитами. Моделювання руху крові по судинах проводилося з урахуванням низки аномальних ефектів (реологічних властивостей) течії крові: ефекту Фареуса, безеритроцитного пристінкового шару плазми, ефекту Фареуса–Ліндквіста і тупого профілю швидкості крові. Характеристики мікроциркуляції крові в тканинах людини досліджували неінвазивним спекл-оптичним методом з використанням апарата «Speckle-Scan». У частотному діапазоні 40…1000 Гц визначали потужність спектра, середню частоту спектра і середньоквадратичну швидкість руху частинок. Одночасно досліджували шкірну мікрогемодинаміку за допомогою ультразвукової допплерографії (УЗДГ) з використанням приладу «Мінімакс-Допплер-К». За кривою середньої швидкості визначали середню лінійну і середню об’ємну швидкості кровотоку. Дані, отримані УЗДГ і апаратом «Speckle-Scan», порівнювались між собою і математичною моделлю поширення лазерного випромінювання в мікрогемоциркуляторному руслі. Встановлено, що параметр «середня частота спектра» більшою мірою відображає перфузію, а величина площі під спектральною кривою — ємність капілярного русла. Встановлено, що усереднена потужність спектра флуктуацій інтенсивності розсіяного випромінювання після декомпресії судини збільшується приблизно на 15 % у порівнянні з нормальним станом. Отримано автокореляційні функції флуктуацій поля при розсіюванні назад частинок за різної величини тисків після декомпресії плечової артерії у різні часові відрізки реєстрації змін. Нахил автокореляційної функції, що залежить від тиску, можна використовувати для діагностики тонусу (еластичності) судин. Запропоновано методич­ні підходи для оцінювання отриманих даних з метою верифікації спекл-вимірювань за допомогою широко поширеної методики допплерівської флоуметрії.