Минск
Minsk
Разработка оперативной неинвазивной методики оценки состояния сосудов микроциркуляторного русла сердечно-сосудистой системы — перспективное направление создания аппаратуры для дифференциальной диагностики причин сосудистой дистонии и артериальной гипертензии. Проанализированы возможности спектроскопии диффузного отражения при определении основных параметров микроциркуляторного русла. Предложена расчетная модель формирования спектральновременного профиля локального диффузного отражения светового излучения пульсирующей кровенаполненной тканью, основанная на диффузионном приближении переноса излучения в рассеивающих средах и упрощенных аналитических выражениях, которые описывают связь между формой фотоплетизмограммы и давлением крови. Проанализированы особенности строения микроциркуляторного русла и влияние параметров артериальных сосудов пульсирующей секции этого русла на систолическое и диастолическое давление крови. Показано, что учет относительных сопротивлений кровотоку различных секций кровеносного русла и использование нормированной фотоплетизмограммы для расчета внутрипросветного давления крови в артериолах позволяет получить выражение для расчета коэффициента растяжения стенок артериол в кольцевом направлении. Рассмотрена методика регистрации спектрально-временных профилей диффузного отражения и их моделирования, а также формирования соответствующей функции невязки и поиска ее минимума. Результаты моделирования процесса определения параметров микроциркуляторного русла с учетом шумов аппаратуры подтверждают возможность создания комплекса на основе миниатюрного спектрофотометра, пульсоксиметра и датчиков скорости пульсовой волны, который предназначен для оперативной неинвазивной оценки как жесткости магистральных артериальных сосудов, так и малых артериальных сосудов микроциркуляторного русла.
The development of an operational non-invasive technique for assessing the state of the microcirculatory blood vessels of the cardiovascular system is a promising direction in creating equipment for the differential diagnosis of the causes of vascular dystonia and arterial hypertension. The possibilities of diffuse reflectance spectroscopy in determining the main parameters of the microvasculature are analyzed. A computational model for the formation of the spectral-temporal profile of local diffuse reflection of light radiation by pulsating blood-filled tissue is proposed, based on the diffusion approximation of radiation transfer in scattering media and simplified analytical expressions that describe the relationship between the shape of the photoplethysmogram and blood pressure. The structural features of the microcirculatory bed and the influence of the parameters of the arterial vessels of the pulsating section of this bed on systolic and diastolic blood pressure have been analyzed. It has been shown that taking into account the relative resistance to blood flow of different sections of the bloodstream and using a normalized photoplethysmogram to calculate intraluminal blood pressure in arterioles allows us to obtain an expression for calculating the coefficient of stretching of arteriole walls in the annular direction. A technique for recording spectraltemporal profiles of diffuse reflection and their modeling, as well as forming the corresponding residual function and searching for its minimum, is considered. The results of modeling the process of determining the parameters of the microvasculature taking into account equipment noise are presented. The results obtained confirm the possibility of creating a complex based on a miniature spectrophotometer, pulse oximeter and pulse wave velocity sensors, which is intended for prompt non-invasive assessment of both the stiffness of the main arterial vessels and small arterial vessels of the microvasculature.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.