Новости
хирургии

 Журнал включен
в систему цитирования Scopus
journal cover
android icon Приложение Android

2022 г. №5 Том 30

НАУЧHЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

С.Г. СУЧКОВ, Д.А. АЛЕКСАHДРОВ, В.А. НИКОЛАЕВЦЕВ, Д.С. СУЧКОВ, А.С. ТОЛСТОКОРОВ, П.М. ТОПЧИЕВ, А.А. СКОРОХОД

ОПРЕДЕЛЕHИЕ КРОВЕHАПОЛHЕHИЯ И ЖИЗHЕСПОСОБHОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАHЕЙ С ПОМОЩЬЮ КОМПАКТHОГО ЁМКОСТHОГО СЕHСОРА

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»,
ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», г. Саратов,
Российская Федерация

Цель. Поиск оптимальных временных интервалов применения ёмкостного сенсора и получение с его помощью универсальных нормированных показателей кровенаполнения и жизнеспособности тканей в интересах медицины катастроф и неотложной хирургии.
Материал и методы. Используется факт значительного различия диэлектрической проницаемости тканей, не наполненных кровью, и диэлектрической проницаемости крови. Поэтому уровень кровенаполнения ткани можно характеризовать величиной измеренной ёмкости СТ(t) электродной структуры, приложенной к ткани. Для исследования влияния кровенаполнения и жизнеспособности биологических тканей на показания ёмкостного сенсора были проведены эксперименты на 20 самцах белых лабораторных крыс массой 200-250 г. В первой группе из 10 животных проводили исследование показателей СТ(t) на коже бедра в течение 10 секунд с фиксацией результатов каждые 5 секунд до введения адреналина и через 5 минут после его введения. Во второй группе из 10 животных были проведены измерения СТ(t) на коже бедра в течение 1 минуты с фиксацией значений ёмкости через каждые 10 секунд для определения универсальных нормированных показателей кровенаполнения и жизнеспособности СN(t). Оценку значимости различий парных измерений абсолютных значений СТ(t) проводили по критерию Уилкоксона. Для определения значимости различий между предложенными нормированными показателями СN(t) у живых и мертвых животных использовали критерий Стьюдента.
Результаты. Прибор показал достаточную чувствительность при изменении кровенаполнения кожи в ответ на введения адреналина. Показатели ёмкостного сенсора у живых животных быстро и статистически значимо растут в течение одной минуты непрерывного измерения в отличие от мертвых тканей, где показатели не меняются. Установлено, что необходимую и достаточную информацию предоставляют значения ёмкости на десятой и двадцатой секундах измерения. Результаты измерений показали значительный разброс абсолютных значений ёмкости сенсора у разных животных, но близкую динамику нарастания этих показателей в одинаковых условиях эксперимента. Эти данные позволили рассчитать универсальные нормированные показатели для практического применения ёмкостного сенсора.
Заключение. Предложенный компактный автономный ёмкостный сенсор имеет перспективы применения в неотложной и сосудистой хирургии для экстренной оценки кровенаполнения и жизнеспособности тканей и органов пациентов. Установлены оптимальные временные промежутки и нормированные показатели выполняемых измерений.

Ключевые слова: биологическая ткань, кровенаполнение, ёмкостный сенсор, диэлектрическая проницаемость
с. 425-433 оригинального издания
Список литературы
  1. Дерюжов ВМ. Интраоперационная оценка жизнеспособности мышечной ткани. Казан Мед Журн. 2009;90(2):287-89. https://elibrary.ru/download/elibrary_12979830_23939950.pdf
  2. Липницкий ЕМ, Леонтьев АВ, Николаева ЕА. Способ диагностики состояния микроциркуляторного русла в области межкишечного анастомоза для профилактики его недостаточности. Хирургия Журн им НИ Пирогова. 2019;(2):78-81. doi: 10.17116/hirurgia201902178
  3. Лашнев СТ, Милюков ВЕ, Нурахметов ТМ, Полунин СВ, Сапин МР. Электрофизический способ выявления границы между тканью с необратимыми патологическими изменениями и жизнеспособной тканью. Вестн Новых Медицинских Технологий. 2008;15(1):177-78. https://elibrary.ru/download/elibrary_13072001_54869210.pdf
  4. Тучин ВВ. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях [Интернет]. 2-е изд., испр. и доп. Москва, РФ: Физматлит; 2010. 488 с. https://www.rfbr.ru/rffi/ru/books/o_68122
  5. Verkhovskii RA, Kozlova AA, Sindeeva OA, Kozhevnikov IO, Prikhozhdenko ES, Mayorova OA, Grishin OV, Makarkin MA, Ermakov AV, Abdurashitov AS, Tuchin VV, Bratashov DN. Lightsheet-based flow cytometer for whole blood with the ability for the magnetic retrieval of objects from the blood flow. Biomed Opt Express. 2020 Dec 15;12(1):380-94. doi: 10.1364/BOE.413845. eCollection 2021 Jan 1.
  6. Милюков ВЕ, Полунин СВ. Современные методы определения жизнеспособности мышечной ткани при выборе объема операции. Хирургия Журн им НИ Пирогова. 2011;(4):73-77. https://www.mediasphera.ru/issues/khirurgiya-zhurnal-im-n-i-
    pirogova/2011/4/downloads/ru/030023-12072011415
  7. Торнуев ЮВ, Колдышева ЕВ, Лапий ГА, Балахнин СМ, Бушманова ГМ, Преображенская ВК. Электроимпедансометрия в гистологической технологии. Фундам Исследования. 2013;(6 ч 5):1164-67. https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31708
  8. Baer C, Schulz C, Noizon G, Rolfes I, Musxh Т. In: On the human blood permittivity: model parameters and substitution material for mmWave applications. 2015 IEEE MTT-S 2015 International Microwave Workshop Series on RF and Wireless Technologies for Biomedical and Healthcare Applications (IMWS-BIO); Taipei, Taiwan; 2015. p. 30-31. doi: 10.1109/IMWS-BIO.2015.7303760
  9. Beving H, Eriksson LE, Davey CL, Kell DB. Dielectric properties of human blood and erythrocytes at radio frequencies (0.2-10 MHz); dependence on cell volume fraction and medium composition. Eur Biophys J. 1994;23(3):207-15. doi: 10.1007/BF01007612
  10. Salahuddin S, Farrugia L, Sammut CV, O’Halloran M, Porter E. Dielectric Properties of Fresh Human Blood. In: 2017 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA); 2017. p. 356-59. https://www.um.edu.mt/library/oar/bitstream/123456789/25573/1/Paper_draft_V2.pdf
  11. Gun L, Ning D, Liang Z. Effective Permittivity of Biological Tissue: Comparison of Theoretical Model and Experiment. Math Probl Eng. 2017;(1):1-7. doi: 10.1155/2017/7249672
  12. Брихта М. (пер Власенко А.). Преобразователи ёмкости в цифровой код на основе сигма-дельта модулятора. Компоненты и Технологии [Интернет]. 2006;(1). 3 с. https://kit-e.ru/wp-content/uploads/2006_01_34.pdf
  13. Голуб В. Цифровая обработка сигналов: cигма-дельта АЦП. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2001;(4):22-27. https://www.electronics.ru/files/article_pdf/1/article_1450_780.pdf
  14. Сучков СГ, Александров ДА, Николаевцев ВА, Сучков ДС, Толстиков АВ, Папаева ЖВ, Толстокоров АС. Измеритель кровенаполнения биотканей на основе ёмкостного датчика. Журн Радиоэлектроники [Электронный журнал]. 2019;(4). Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/apr19/11/text.pdf. doi: 10.30898/1684-1719.2019.4.11
  15. Сучков СГ, Александров ДА, Николаевцев ВА, Сучков ДС, Толстокоров АС. О причине нестационарности показаний ёмкостного датчика кровенаполнения для живых биотканей. Журн Радиоэлектроники [Электронный журнал]. 2020;(6):13. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun20/10/text.pdf. doi: 10.30898/1684-1719.2020.6.10
  16. Gregory AP, Clarke RN. Dielectric metrology with coaxial sensors. Meas Sci Technol. 2007;18(5):1372-86. doi: 10.1088/0957-0233/18/5/026
  17. Липатов ВА, Крюков АА, Северинов ДА, Саакян АР. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть I. Рос Мед-Биол Вестн им Акад ИП Павлова. 2019;27(1):80-92. doi: 10.23888/PAVLOVJ201927180-92
  18. Липатов ВА, Крюков АА, Северинов ДА, Саакян АР. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть II. Рос Мед-Биол Вестн им Акад ИП Павлова. 2019;27(2):245-57. doi: 10.23888/PAVLOVJ2019272245-257
  19. Wilcoxon F. Individual comparisons by ranking methods. Biometrics. 1945 Dec;1(6):80-83. doi: 10.2307/3001968
  20. Лапач СН, Чубенко АВ, Бабич ПН. Статистика в науке и бизнесе. Киев, Украина: Морион; 2002. 630 с.
Адрес для корреспонденции:
410012, Российская Федерация,
Приволжский федеральный округ, Саратовская область, г. Саратов, ул. Большая Казачья 112, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России»,
кафедра хирургии и онкологии,
тел.: +7-987-823-06-09,
e-mail: denirov@bk.ru,
Александров Денис Анатольевич
Cведения об авторах:
Сучков Сергей Германович, д.ф.-м.н., старший научный сотрудник, директор Научно-технологического центра «Микро- и наноэлектроника» ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0001-9159-3515
Александров Денис Анатольевич, д.м.н., профессор, профессор кафедры хирургии и онкологии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0001-5503-8354
Николаевцев Виктор Андреевич, к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры микро- и наноэлектроники на базе АО «НПП «Контакт», ведущий инженер НТЦ «Микро- и наноэлектроника» ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-1233-3983
Сучков Дмитрий Сергеевич, к.ф.-м.н., заместитель директора НИИ механики и физики ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0003-4527-7874
Толстокоров Александр Сергеевич, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой хирургии и онкологии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-8541-5330
Топчиев Павел Михайлович, клинический ординатор кафедры хирургии и онкологии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0002-7189-5396
Скороход Анатолий Андреевич, студент 3 курса ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Мин-здрава России», г. Саратов, Российская Федерация.
http://orcid.org/0000-0001-9071-6579
Контакты | ©Витебский государственный медицинский университет, 2007-2023