КЛИНИЧЕСКИЕ МЕТОДИКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИАГНОСТИКИ
Согласно используемым физическим принципам диагностики методы неинвазивной прижизненной спектрофотометрии позволяют оценивать in vivo (in situ) биохимический состав мягких тканей человека и его динамику во времени, включая изучение кратковременных и ритмичных флуктуаций всех наблюдаемых параметров, возникающих вследствие ритмичной работы сердечно-сосудистой и нервно-рефлекторной систем. Наиболее легко определяемыми в тканях параметрами являются: процентное содержание в крови различных фракций гемоглобина (оксигемоглобин, восстановленный гемоглобин и др.), водонасыщение тканей (их гидратация), содержание в поверхностных тканях меланина, жира, коллагена, кератина, порфириновых и ряда других важных ферментов. Изучение кратковременных флуктуаций параметров периферической микрогемодинамики на отрезках времени порядка 3-5 минут позволяет оценивать функциональное состояние сосудистого русла мягких клеточных биологических тканей. А оценка длительных изменений в регистрируемых параметрах на протяжении суток, недель и месяцев позволяет проводить мониторинг эффективности лечения пациента и оценивать действие различных отдельных лечебных процедур. Поэтому, неинвазивная лазерная диагностика (спектрофотометрия) в медицине может быть эффективна в самых разных ее областях, от онкологии и дерматологии до профпатологии, физиотерапии и других направлений медицины.
В части регистрации параметров микрогемодинамики наиболее легко регистрируемыми методами неинвазивной биоспектрофотометрии являются: параметр перфузии тканей кровью, параметры некоторых основных сосудистых флуктуаций (вазомоций), особенно кардиоритма и дыхательных ритмов, зависящих, в том числе, и от эластичности стенок сосудов, нервно-рефлекторной и гуморальной регуляции периферического кровообращения, а также параметры транспорта и утилизации кислорода в системе микроциркуляции, такие как: артериальная (SaO2) и средняя артерио-венозная (тканевая - StO2) сатурация оксигемоглобина крови микроциркуляторного русла клеточной биоткани, удельное потребление кислорода тканями (введенный нами параметр) и ряд других. Наибольшей информативностью по нашим данным методы неинвазивной медицинской спектрофотометрии (НМС) обладают при использовании различных функциональных нагрузочных тестов на систему микроциркуляции крови - окклюзионный тест, лекарственная проба, тепловой тест с локальным нагревом и др. Функциональные тесты в общем случае обладают меньшими погрешностями и разбросами результатов измерений (подробнее - см. здесь), позволяют стандартизовать измерения, дают больше информации о реактивности сердечно-сосудистой системы и ее резервах. В частности, с помощью окклюзионной пробы достаточно наглядно, воспроизводимо и быстро можно получить данные о типе микрогемодинамики у пациента (нормоциркуляторный тип микроциркуляции, ангиоспастический или гиперемический тип микроциркуляции) и о тонусе сосудов. Оказывается, что при гипертонии не всегда у пациентов наблюдается повышенный тонус сосудов (подробнее см. здесь). С помощью прибора "Спектротест", пригодного для таких измерений, в 2002-2003 гг. нами было также установлено, что в системе микроциркуляции крови, наряду с низкочастотными вазомоторными ритмами в перфузии тканей кровью, присутствуют и ритмы тканевой сатурации (StO2) крови микроциркуляторного русла биоткани (см. Tchernyi V.V., Rogatkin D.A. et. al. "Complex noninvasive spectrophotometry in examination of patients with vibration disease", Proc. SPIE, vol. 6078, 2006. - pp.363-370.). Это открывает дополнительные возможности для функциональной диагностики системы микроциркуляции крови (СМЦК). Однако, надо понимать, что существующие приборы еще очень далеки от совершенства. Плохо проработана метрология и методика таких измерений. Не изучены погрешности приборов и методик. Поэтому поспешная интерпретация результатов диагностики в медицинском плане часто чревата ошибками. В качестве примера можно привести ситуацию с российскими приборами и методами ЛДФ - лазерной доплеровской флоуметрии (подробнее см. здесь).
Во всем мире одной из наиболее привлекательных областей применения неинвазивной лазерной диагностики в медицине считается онкология. Очень большое число публикаций касается вопросов применения лазерной флюоресцентной (флуоресцентной) диагностики и спектроскопии рассеяния для целей раннего выявления злокачественных новообразований кожи, слизистых оболочек полости рта, желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы. Мы пока не получили столь обнадеживающих данных, что лазерными методами неинвазивно возможна сколько-нибудь точная и уверенная верификация злокачественных и доброкачественных новообразований, т.к., например, методы флюоресцентной спектроскопии, обладая большой чувствительностью, имеют очень низкую специфичность. Изменение эндогенной флюоресценции в тканях вызывается очень многими причинами: наличием опухоли, анаэробной микрофлоры, гнойных и язвенных процессов, процессов некроза биоткани, хронической гипоксии и т.д. Поэтому надежно верифицировать доброкачественные и злокачественные процессы с помощью флюоресцентной спектроскопии in vivo очень сложно. Однако результаты наших исследований достоверно показывают, что лазерные методы диагностики могут быть при умелом использовании достаточно эффективны, например, при оценке и прогнозе эффективности лучевого и химиолучевого лечения онкологических больных. В частности, в одной из серий экспериментов нами была выявлена и показана определенная корреляция данных флюоресцентной диагностики с наличием в тканях хронической тканевой гипоксии на основе регистрации флюоресценции эндогенных порфиринов (см., например, наши публикации здесь и здесь). Поскольку гипоксия является одной из основных причин радиорезистентности опухолей, определение кислородного статуса опухоли "in situ" позволяет дополнительно строить объективный прогноз результатов лучевого лечения и обоснованно назначать применение пациенту различных радиосенсибилизаторов, повышающих содержание кислорода в клетках опухоли. Аналогично, гипоксия сопровождает различные воспалительные процессы в тканях, что позволяет методами флюоресцентной спектроскопии in vivo контролировать развитие локального воспаления в тканях и органах, в. т.ч. интраоперационно (подробнее см. здесь). Но при интерпретации результатов флюоресцентной спектроскопии in vivo надо быть весьма осторожным. Регистрируемый сигнал зависит от очень многих параметров, от кровенаполнения, например. Он нелинеен относительно концентрации флюорофора в среде. Соответственно, его трактовка в терминах концентрации как эндогенных, так и экзогенных флюорофоров - нетривиальная задача. Подробнее - см. результаты в наших публикациях в журналах Медицинская физика (здесь и здесь), J. Opt. Tech. (здесь), Journal of Fluorescence (здесь) и Альманах клинической медицины (здесь).
Начиная примерно с 2015г., основные усилия коллектива лаборатории сосредоточены на разработке и апробации новой комплексной неинвазивной оптической диагностической технологии, получившей название "Технология "Вазотест"". Эта технология сочетает в себе несколько методов оценки центральной и периферической гемодинамики, включая новый метод некогерентной оптической флуктуационной флоуметрии (НОФФ), разработанный сотрудником лаборатории, к.т.н. Денисом Лапитаном в рамках его кандидатской диссертации. Метод НОФФ заменяет ЛДФ и позволяет оценивать базовый тонус сосудов, скорость распространения пульсовой волны, реактивность микрососудистого русла и много других параметров. Для реализации технологии создан прототип нового диагностического прибора на основе автоматического тонометра артериального давления (подробнее см. здесь) и проводятся исследования применимости и информативности технологии в эндокринологии, сердечно-сосудистой хирургии, кардиологии и других областях медицины. Уже показана точность прибора примерно в 80% в выявлении сосудистых поражений нижних конечностей при сахарном диабете, чувствительность и специфичность прибора в 90% при выявлении гемодинамически значимых стенозов артерий нижних конечностей и т.д. Следите за нашими публикациями по этому вопросу в соответствующих разделах сайтов.
<< Назад