Анализ вариабельности регистрируемых параметров в оптической неинвазивной диагностике
Изучив основные возможности таких методов, как ЛДФ, ОТО и ПО, на следующем этапе диссертационного исследования рассмотрены вопросы оценки вариабельности параметров, получаемых с применением данных методов.
В ряде источников имеются сведения, что регистрируемые и рассчитываемые данными методами параметры характеризуются большим разбросом и вариабельностью [109111].При этом вопрос оценки индивидуальной долговременной вариабельности параметров микроциркуляторного русла и тканевого дыхания, полученных на основе анализа ЛДФ- и ОТО-сигналов, проработан не в достаточной степени. В связи с этим на данном этапе были проведены работы, связанные с анализом физиологического разброса параметров, получаемых с применением данных методов и выявлением их возможных причин [112].В исследованиях приняли участие 8 условно здоровых добровольцев: мужчины - 48 лет (в течение 2 месяцев), 35 лет (12 месяцев), 23 лет (2 месяцев), 22 лет (5 месяцев), 20 лет (2 месяцев); женщины - 29 лет (в течение 6 месяцев), 24 лет
(3 месяцев), 29 лет (1 месяца). По данным контрольного измерения температуры пальцев, которая была проведена до начала исследования, доброволец №4, вероятнее всего, обладает синдромом «холодных рук». Поскольку данные нарушения довольно часто встречаются у пациентов с РЗ, выявленная особенность добровольца является положительной, так как позволяет оценить влияние данного фактора на вариабельность параметров.
Измерения проводились в 2-х точках на правой руке. В качестве первой точки выбрана область волярной поверхности дистальной фаланги среднего пальца. Данная область богата вегетативными и сенсорными нервными волокнами, артериоловенулярными анастомозами (АВА) и часто используется для оценки нейрососуди- стой функции - кожа с АВА (рисунок 1.28а). В качестве второй точки выбрана зона Захарьина-Г еда (точка сердца) на предплечье, расположенная по срединной линии на 4 см выше шиловидных отростков локтевой и лучевой костей.
Данная область бедна АВА (кожа без АВА) и характеризует в большей степени нутритивный кровоток (рисунок 1.28б) [113].
Рисунок 1.28 - Зоны измерений - кожа с АВА (а), кожа без АВА (б)
Все измерения проводились с применением многофункционального лазерногонеинвазивного диагностического комплекса (МЛНДК) «ЛАКК-М» (ООО НИИ «ЛАЗМА», Россия), представленного на рисунке 1.29. Комплекс позволяет проводить оценку состояния биоткани одновременно методами ЛДФ, ОТО, ПО и
флуоресцентной спектроскопии. В данных исследованиях канал флуоресцентной спектроскопии не использовался.
Рисунок 1.29 - Многофункциональный лазерный неинвазивный диагностический комплекс «ЛАКК-М»
С целью минимизации влияния циркадных ритмов кровотока на результат измерения все исследования проводились в одно и то же время, через 2 часа после приёма пищи с предварительной адаптацией к температуре помещения, в положении сидя, правое предплечье на столе на уровне сердца. Производилась запись базового теста (БТ) последовательно в 2-х точках. Длительность БТ составляла 3 мин.
Анализировались непосредственно измеряемые методами ЛДФ, ОТО и ПО параметры: показатель микроциркуляции крови (Im),тканевая сатурация (SO),уровень объёмного кровенаполнения (Vb),сатурация артериальной крови (SaO2).С применением встроенного программного обеспечения LDF3 (версия 3.0.2.384) проводились вейвлет-анализ ЛДФ- и ОТО-сигналов и оценка колебаний периферического кровотока.
На рисунке 1.30 представлен типовой вид записи ЛДФ- и ОТО-сигналов в процессе проведения БТ, а также результат их вейвлет-анализа (амплитудно-частотный спектр).
61
Рисунок 1.30 - Типовой вид записи ЛДФ- и ОТО-сигналов в процессе проведения
БТ (а), результат их вейвлет-анализа (амплитудно-частотный спектр) (б)
Далее по предложенной методике [15, 114] на основании измеренных параметров и результата анализа колебаний периферического кровотока производился расчёт следующих параметров гемодинамики и тканевого дыхания: показателя экстракции кислорода (OE),скорости потребления кислорода (OC),показателя шунтирования (BI),уровня венозной сатурации (SvO2),величины нутритивного кровотока (Imnutr),индекса удельного потребления кислорода (U),индекса относительной перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке (Sm), индексов удельного потребления кислорода в ткани (U1, U2).Производилось усреднение полученных данных за весь период исследования и последующий расчёт среднего арифметического каждого из показателей (M),среднеквадратического отклонения (σ)и коэффициента вариации или относительного разброса результатов измерений (kv) [68].
Гистограммы распределений параметров кровотока добровольцев для кожи с АВА и без АВА представлены на рисунках 1.31 и 1.32.
Рисунок 1.31 - Гистограммы распределений параметров микроциркуляторного русла добровольцев для кожи с АВА
63
Рисунок 1.32 - Гистограммы распределений параметров микроциркуляторного русла добровольцев для кожи без АВА
Так как значение параметра kvопределяет разброс и выравненность исследуемых данных, при анализе вариабельности параметров целесообразно оценивать его величину [115]. Результаты расчёта kvдля параметров микроциркуляторного русла представлены в таблице 1.5.
Таблица 1.5 - Коэффициенты вариации параметров микроциркуляторного русла (в %) 
Продолжение таблицы 1.5
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 2 (100) | 12,5 | 4,0 | 9,3 | 14,8 | 22,6 | 4,1 | 18,9 | 20,5 | 22,5 | 18,2 | 29,5 |
| 3 (16) | 21,0 | 4,7 | 11,1 | 30,2 | 32,3 | 4,7 | 29,4 | 24,7 | 31,6 | 32,0 | 52,9 |
| 4 (25) | 22,5 | 3,7 | 11,8 | 25,6 | 39,8 | 3,8 | 24,6 | 40,0 | 40,2 | 32,6 | 52,3 |
| 5 (33) | 15,0 | 4,5 | 16,1 | 16,7 | 36,7 | 4,8 | 30,9 | 19,3 | 38,8 | 31,1 | 37,8 |
| 6 (34) | 11,5 | 6,3 | 13,4 | 14,4 | 20,9 | 6,3 | 26,3 | 21,2 | 19,7 | 23,8 | 30,4 |
| 7 (22) | 24,0 | 5,5 | 12,0 | 28,5 | 30,1 | 5,5 | 30,7 | 16,7 | 30,3 | 17,6 | 31,7 |
| 8 (19) | 14,2 | 5,8 | 9,4 | 16,1 | 28,0 | 5,7 | 22,8 | 18,8 | 26,0 | 17,2 | 22,9 |
| Кожа без АВА | |||||||||||
| 1 (5) | 9,2 | 10,4 | 8,4 | 13,7 | - | 9,5 | 33,3 | 20,8 | 16,0 | 14,7 | 22,2 |
| 2 (41) | 28,9 | 9,9 | 12,9 | 31,3 | - | 9,7 | 23,2 | 39,2 | 43,5 | 23,1 | 46,0 |
| 3 (25) | 29,7 | 8,5 | 30,4 | 36,2 | - | 8,6 | 44,5 | 29,1 | 37,1 | 30,0 | 51,7 |
| 4 (17) | 29,8 | 15,3 | 19,5 | 32,0 | - | 17,6 | 42,8 | 37,1 | 38,5 | 41,5 | 54,8 |
| 5 (30) | 20,8 | 6,3 | 20,2 | 20,9 | - | 6,3 | 28,6 | 39,4 | 26,7 | 36,9 | 43,0 |
| 6 (31) | 27,6 | 12,9 | 13,5 | 37,4 | - | 12,8 | 22,2 | 27,1 | 39,6 | 24,4 | 49,7 |
| 7 (21) | 34,5 | 11,2 | 19,8 | 36,2 | - | 11,3 | 26,4 | 49,6 | 39,2 | 22,0 | 40,9 |
*указано количество значений, по которым произведена обработка данных
Сравнительный анализ полученных данных показал, что с точки зрения меньшей вариабельности параметров наиболее предпочтительной для проведения исследований микроциркуляторного русла является область с АВА. Высокая вариабельность параметров в области без АВА свидетельствует о влиянии на результаты исследований не только активных, но и в большей степени пассивных факторов.
Также полученный результат для данной области объясняется трудностью поиска точки на предплечье и подразумевает наличие определённых навыков. У добровольца №4 с синдромом «холодных рук» разброс параметров составил 40-60 %. Вероятнее всего, полученный разброс связан с выявленной у него особенностью.В рамках проведённых исследований для большинства добровольцев получены относительно небольшие величины разбросов непосредственно измеряемых параметров (Im, StO2, Vb)и некоторых рассчитанных на их основе комплексных параметров (BI, Sm, U1, U2).Полученные для данных параметров kvсоставили менее
33%, что говорит об их однородности [115]. Меньший физиологический разброс параметров для ОТО-сигналов (параметры StO2и Vb)по сравнению с опубликованными данными в [109, 110] можно объяснить разницей в диагностических объёмах приборов, которые применялись при проведении исследований. МЛНДК «ЛАКК- М» и тканевой оксиметр «Спектротест» имеют разные параметры оптического волокна: различия в расстояниях между источником и приёмником излучения. Как известно, увеличение расстояния приводит к увеличению диагностического объёма и, как следствие, к росту физиологического разброса, что и наблюдается при проведении исследований с применением тканевого оксиметра «Спектротест».
Для параметров I, OE, OCи Imrutrуровень вариабельности превысил 33 %, при этом для некоторых добровольцев значение данного параметра составило 50-60 %. Полученная высокая индивидуальная вариабельность обусловлена тем, что при расчёте данных параметров используются результаты вейвлет-анализа (амплитуды активных и пассивных ритмов), подверженные большому разбросу (до 30-50 %) [110, 111]. Поэтому для интерпретации получаемых данных важно проводить дополнительный анализ колебаний периферического кровотока, что позволит выявить факторы, которые вносят наибольший вклад в изменение данных параметров, и оценить природу данных изменений.
Также стоит подчеркнуть, что применение функциональных (нагрузочных) проб (тестов) при исследовании состояния микроциркуляторного русла метрологически более достоверно ввиду методически строгой нормированности и регламентированности проведения функциональных проб и уменьшения разброса регистрируемых параметров [112, 116, 117].
1.10