Assessment of the microvasculature with a non-contact sensor: development and application methods
- Authors: Rakhmanova A.A.1, Faradzhev D.M.1, Tsibin A.Y.1
-
Affiliations:
- The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov
- Issue: Vol 13, No 1 (2024): Материалы XVII Всероссийского форума с международным участием «Инновационные технологии в хирургии»
- Pages: 40-42
- Section: Хирургические дисциплины
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/9303
Cite item
Full Text
Abstract
The limited applicability of contemporary techniques for evaluating the microvasculature stems from the requirement for intrusive research and inadequate outcome reliability. Only mucosal membranes or exposed organ regions can be treated intraoperatively with these techniques. Promising is the suggested non-contact technique for measuring the microvasculature, which is based on evaluating the local myogenic response of venules and arterioles to a cold substance. Aim of the study. Assessing the microvasculature and investigating local reserves of temperature regulation of microcirculatory in volunteers aged 20-45, stratified by gender, age, ethnicity, and existence of negative habits, using a non-contact sensor. Materials and methods. Microcirculation was assessed with a non-contact sensor at a distance of 3-5 cm from the skin on the foot, lower leg and the back of the brush. The technique consisted of continuously alternately assessing the base temperature, the temperature at the moment of supply of the refrigerant (within 30 seconds) and monitoring the rate of recovery of the base temperature. The duration of the technique (no more than 1 minute per measurement), is universal for any part of the body and is safe, because the device does not require invasive monitoring. Results. With normal blood supply, temperature recovery occurred within 2 minutes. Such data were obtained from people who did not have vascular pathology or smoke burden. A slower reaction was observed in smokers. In patients in the traumatology department, after undergoing spinal anesthesia, the line was fluctuating, and recovery of the microvasculature took longer (3 or more minutes). Conclusions. The technique of non-contact monitoring of the microvasculature response is a promising method for assessing ischemia during emergency surgery, determining the boundaries of resection of an ischemic organ, addressing the issue of tissue viability, and identifying the type of tissue based on blood supply levels in the context of cancer vigilance.
Full Text
Введение. Оценка состояния и резервов микроциркуляции – одна из приоритетных проблем современных общей, сосудистой хирургии и травматологии. Современные неинвазивные методы диагностики используются для изучения микроциркуляторных процессов и позволяют объективно и всесторонне оценить гемодинамику не только на уровне капилляров, но и на уровне артериол и венул. Большинство существующих методов имеют такие недостатки как продолжительность исследования, зависимость показателей от степени давления датчиком на ткани и финансовые затраты. Была разработана неинвазивная методика оценки МЦР с применением бесконтактного датчика. Методика основана на анализе местной миогенной реакции артериол и венул на холодовой агент. [0-2]
Цель работы. Апробация бесконтактного датчика оценки МЦР на основе оценки местной миогенной реакции артериол на холодовой агент.
Материалы и методы исследования. С помощью бесконтактного прибора для измерения местной температуры производилась оценка локальных резервов микроциркуляции. Прибор был наведён на расстоянии 3-5 см от кожи на тыле стопы, голени и тыльной стороне кисти. В течение 30 секунд беспрерывно оценивалась температура на указанных участках тела до и после нанесения холодового агента. Мониторинг роста кривой температуры позволяет косвенно судить о реактивности МЦР у конкретного человека. Методика безопасна и проста в исполнении, так как прибор не требует инвазивного вмешательства и стерильных условий, а измерение универсально для любого участка тела. Время исследования занимало не более 1 минуты на одно измерение, что также является одним из достоинств данной методики.
Результаты исследования. Графики, полученные в ходе исследования, показывали зависимость между температурой и временем восстановления после удаления холодового агента. Температурные кривые имели форму гиперболы. Из скорости восстановления базальной температуры можно сделать вывод о восстановлении локальной микроциркуляции. У людей, не страдающих сосудистыми заболеваниями и не имеющих вредных привычек, нормальное восстановление температуры занимало около 2 минут. У курящих людей наблюдался более медленный рост кривой температуры. График восстановления МЦР у пациентов травматологического отделения после спинальной анестезии имел перемежающийся характер, и восстановление занимало более трех минут. У лиц из Китая наблюдался наиболее быстрый и стабильный рост кривой восстановления МЦР, в то время как у курящих представителей из СНГ (Азербайджан, Таджикистан) этот рост был самым медленным. Лица славянского этноса имели средний темп роста температурной кривой.
Заключение. Методика бесконтактного мониторинга МЦР представляет собой перспективный подход для оценки ишемии во время экстренных хирургических вмешательств, определения границ резекции ишемизированного участка органа, оценки жизнеспособности тканей и типизации тканей на основе их кровоснабжения в контексте онкологической настороженности.
Полученные результаты подтверждают ожидаемые различия в реактивности МЦР у здоровых людей и людей со спинальной анестезией, а также среди разных возрастных групп и курящих лиц. Эти данные подтверждают надежность использования прибора для бесконтактной оценки МЦР. Также вызывает интерес изучение различий в реактивности МЦР среди представителей различных этнических групп.
Рис.1. Распределение температур по времени снятые со стопы, для тестируемой группы.
Рис.2. Распределение температур по времени снятые с кисти, для тестируемой группы.
About the authors
Aidai Asanovna Rakhmanova
The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov
Email: arahmanova32@gmail.com
student
Russian Federation, St. Petersburg, 6-8 Lva Tolstogo str.Devid Matveevich Faradzhev
The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov
Email: faradzhdavid@gmail.com
student
Russian Federation, Saint Petersburg, Lva Tolstogo st., 6-8Andrei Yurievich Tsibin
The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov
Author for correspondence.
Email: autsibin@yandex.ru
associate professor of the department of general surgery
Russian Federation, Saint Petersburg, Lva Tolstogo st., 6-8References
- Козлов В.И. Система микроциркуляции крови: клинико-морфологические аспекты изучения. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2006; 1: 84—101.
- Kastrup J., Bulow J., Lassen N.A. Vasomotion in human skin before and after local heating recorder with laser Doppler flowmetry. Int. J. Microcirc. 1989; 8: 205—15.
- Бархатов Игорь Викторович Оценка системы микроциркуляции крови методом лазерной допплеровской флоуметрии // Клиническая медицина. 2013. №11. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-sistemy-mikrotsirkulyatsii-krovi-metodom-lazernoy-dopplerovskoy-floumetrii
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
