15Библиографический список
1. Shibasaki M., Kondo N., Crandall C.G. Non-thermoregulatory modulation of sweating in humans // Exercise and sport sciences reviews. 2003. V. 31. № 1. P. 34-39
2. Вайнер Б. Г. Матричное тепловидение в физиологии. // Сиб. отд-ния Рос. АН. 2004. 95 с.
3. Вайнер Б.Г. Коротковолновые матричные тепловизоры - оптимальное средство медицинской диагностики и контроля // Больничный лист. 2002. C. 14-21
4. Vainer B. G. FPA-based infrared thermography as applied to the study of cutaneous perspiration and stimulated vascular response in humans // Physics in Medicine & Biology. 2005. V. 50. № 23. p. 63
5. Shastri D., Merla A., Tsiamyrtzis P., Pavlidis I. Imaging facial signs of neurophysiological responses // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2009. V. 56. № 2. P. 477-484.
6. Cardone D., Pinti P., Merla A. Thermal infrared imaging-based computational psychophysiology for psychometrics // Computational and mathematical methods in medicine. 2015.
7. Сагайдачный А. А., Майсков Д. И., Залетов И. С., Фомин А. В., Скрипаль Ан. В. Детектирование активности единичных потовых желез методом макротермографии и ее взаимосвязь с температурой кожи и периферической гемодинамикой // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика. 2020. Т. 20, вып. 2. С. 103115.
ТЕРМОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОРРЕЛЯЦИИ ГЕМОДИНАМИКИ В КОНТРАЛАТЕРАЛЬНЫХ КОНЕЧНОСТЯХ
И.С. Залетов, Д.И. Майсков, А.В. Фомин, А.В. Скрипаль, А.А. Сагайдачный Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: izaletov25@gmail.com
Аннотация: Рассматривается возможность использования метода термографической оценки корреляции гемодинамики в контралатеральных конечностях с целью диагностики нарушения процессов регуляции кровообращения. Производится оценка коэффициентов корреляции температурных кривых и их вейвлет-спектров в низкочастотном диапазоне колебаний менее 0.02 Гц.
Ключевые слова: термография, система кровообращения, гемодинамика, окклюзионная проба.
Известно, что такие параметры как артериальное давление, скорость кровотока, объемное кровенаполнение и тонус артериальных сосудов подвержены влиянию различных физиологических механизмов регуляции, обеспечивающих адаптацию организма к изменяющимся внешним и внутренним условиям. Это приводит к наличию колебаний указанных параметров, которые, в общем случае, можно разделить на спонтанные и стимулированные (вынужденные).
Принято считать, что колебания кожного кровотока включают пять неперекрывающихся частотных интервалов в диапазоне 0.005 - 2 Гц с постоянными границами: эндотелиальный (E), нейрогенный (N), миогенный (M), дыхательный (R) и сердечный (C). При этом E, N и M интервалы принято считать локальными (местными), связанными с низкочастотными колебаниями кожного кровотока, а R и C -центральными, проникающими из вне и связанными с высокочастотными колебаниями кожного кровотока (дыханием и сердцебиением) [1]. Отсюда следует, что при регистрации колебаний параметров кровотока с различных конечностей должна присутствовать корреляция центральных ритмов, проникающих как в правую, так и в левую конечность. Экспериментальная оценка корреляции фотоплетизмографических (ФПГ) сигналов контралатеральных конечностей демонстрирует высокую корреляцию (более 0.9) в области частот, в которой должно проявляться влияние местных механизмов регуляции гемодинамики [2]. Но тогда корреляция гемодинамических параметров с противоположных конечностей в частотной области влияния местных низкочастотных механизмов должна быть наоборот - низкой, что можно расценить, как противоречие.
Целью данной работы является оценка корреляции гемодинамических процессов противоположных конечностей в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах методом термографии в условиях покоя и нагрузки в виде окклюзионной пробы.
Измерения проводились при помощи охлаждаемой матричной камеры ThermaCam SC 3000, FLIR Systems на основе QWIP детектора (Quantum Well Infrared Photon detector). Данная камера имеет чувствительность измерения температуры 0.02°С при температуре объекта 30°С и пространственном разрешении 320х240 пикселей. Дальнейшая обработка проводилась в программе, написанной на языке Python. Температурный сигнал, получаемый при тепловизионной съемке, может быть преобразован в фотоплетизмографический сигнал [3], следовательно, можно предполагать, что оценка корреляции низкочастотных колебаний температуры кожи аналогична оценке низкочастотных колебаний ФПГ-сигнала.
В качестве нагрузки была выбрана окклюзионная проба, интерес к которой обусловлен возможностью ранней диагностики нарушений механизмов регуляции гемодинамики на уровне макро - и микрососудов с целью предсказания рисков развития, прежде всего таких патологий как атеросклероз, артериальная гипертензия и сахарный диабет [4]. Результаты оценки корреляции приведены в состоянии покоя и под нагрузкой в виде окклюзионной пробы (полная окклюзия предплечья при давлении манжеты 180 мм.рт.ст. и времени окклюзии 3мин.).
35
и о 34
га
33
га
Рч и 32
В
и (-1 31
30
Левая рука Праваяя рука
10 11 12 13
а
2x10
и: ■>
В
I
I
1x10
-1x10
-2x10
-4
0
Г4 -4
л
м Ал А/ и У л ^ IV '1 1/1/: Л 1А
1 № ¿у VI Ун '111 1 м Г *V у г
—Г" - Л\~ПАЛ p_VJi.il - .....Праваяя рука 1 1 1
10 11 12 13
б
В
Левая рука Праваяя рука
11 12 13
Рис.
1. Сопоставление температурной динамики контралатеральных конечностей при проведении окклюзионной пробы: а - колебания температуры и компонент температурного сигнала, выделенных с помощью вейвлет фильтрации в эндотелиальном (б), нейрогенном (в), миогенном (г) диапазонах частот.
г
Эндотелиальный
Нейрогенный
Миогенный
Рис. 2. Коэффициенты корреляции температурных кривых левой и правой конечностей одного и того же испытуемого в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот в состоянии покоя ( 5 минут до окклюзии)
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Эндотелиальный
III
Нейрогенный
Миогенный
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
I I I
^
Рис. 3. Уровень корреляции температурных кривых в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот во время проведения окклюзионной пробы
Высокая степень корреляции температурных колебаний в эндотелиальном и нейрогенном диапазонах, а также весомый уровень корреляции в миогенном диапазоне позволяют говорить о наличии механизма регуляции гемодинамики, проявляющегося одинаково как в правой, так и в левой конечностях, т.е. имеющего центральную природу. При этом исследованные частотные диапазоны по классификации относят как раз к местным механизмам регуляции гемодинамики, что требует дальнейшего объяснения.
В исследовании [2] показано, что снижение корреляции низкочастотных фотоплетизмографических колебаний гемодинамики характерно для группы пациентов с сахарным диабетом. В работе [5] продемонстрировано отсутствие восстановления эндотелиальных и нейрогенных колебаний температуры после проведения холодовой пробы в группе пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Отсюда можно сделать вывод о том, что и предложенный в данной работе способ оценки корреляции низкочастотных колебаний температуры в контралатеральных конечностях имеет диагностический потенциал, в частности, при анализе группы пациентов с сахарным диабетом.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект РФФИ № 19-32-90072).
Библиографический список.
1. Крупаткин А.И., Сидорович В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей. // М.: Книжный дом "ЛИБРКОМ". 2013.
2. Buchs A, Slovik Y, Rapoport M, Rosenfeld C, Khanokh B, Nitzan M. Right-left correlation of the sympathetically induced fluctuations of photoplethysmographic signal in diabetic and non-diabetic subjects. // Med Biol Eng Comput. 2005. V. 43. №2. P.252-257.
3. Усанов Д. А., Сагайдачный А. А., Скрипаль А. В., Фомин А. В. Взаимосвязь колебаний температуры и кровотока пальцев рук. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2012. Т. 11. № 2. С. 37-42.
4. Сагайдачный А.А. Окклюзионная проба: методы анализа, механизмы реакции, перспективы применения. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018. Т. 17. №3. С. 5-22.
5. Смирнова, Е. Н., Подтаев, С. Ю., Мизева, И. А., Жукова, Е. А. Нарушение механизмов вазодилатации у больных сахарным диабетом 2 типа при проведении контралатеральной холодовой пробы. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2012. Т. 11. №1. С. 30-34.
РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ ВРАЧЕБНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕДИЦИНСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА
Р.Р.Вафин, Р.В. Насыров Уфимский государственный авиационный технический университет E-mail: vafrus74@gmail.com
Аннотация: В настоящее время широко распространены медицинские информационные системы, которые позволяют вести работу с электронной картой пациента в полностью электронном виде. В то же время данные системы в большинстве случаев не имеют возможностей поддержки принятия решений и формализации медицинского технологического процесса, таких как диагностика, лечение и реабилитация пациента. В данной работе представлен прототип интерфейса системы, которая бы имела поддержку всего перечисленных возможностей.
Ключевые слова: СППВР, МИС, пользовательский интерфейс, UI.
