Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,578

ИНФРАКРАСНАЯ ДИАГНОСТИКА ГИПОКСИИ

Ураков А.Л. 2 Ураков А.Л. 1 Уракова Н.А. 2 Касаткин А.А. 2 Решетников А.П. 2 Никитюк Д.Б. 2 Никитюк Д.Б. 1
1 ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова»
2 ГБОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Минздрава России»
В клинических условиях исследована динамика локальной температуры головы плодов в финальной стадии физиологических родов у рожениц, головы взрослых людей после лечебной трепанации черепа и подушечек пальцев рук у взрослых мужчин и женщин в норме, при добровольном апное и при гипервентиляции легких дыхательным газом. Показано, что в норме локальная температура всех исследованных поверхностей тела у взрослых и плодов отличается друг от друга, при апное и исчерпании резервов адаптации к гипоксии в них появляются зоны локальной гипотермии. Установлено, что своевременное устранение гипоксии повышает температуру в подушечках пальцев рук и в коже головы над щелями и отверстиями в черепе.
инфракрасное изображение
Человек
температура
гипоксия
1. Касаткин А.А. Технология оценки резервов адаптации человека к гипоксии с помощью инфракрасной термографии // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5; URL: www.science-education.ru/111-10386 (дата обращения: 18.10.2013).
2. Уракова Н. А., Ураков А. Л. Диагностика внутриутробной гипоксии головного мозга новорожденного с помощью тепловизорной видеозаписи // Медицинская техника. – 2014. – № 3. – С. 1–6.
3. Уракова Н.А., Ураков А.Л. Инфракрасная термография головы плода – новый метод диагностики в акушерстве // Вестник российской военно-медицинской академии. – 2014. – № 3 (47). – С. 32–36.
4. Ураков А.Л., Уракова Н.А., Чернова Л.В. Аналоги поведения рыбок в воде и плодов в утробе беременных женщин при острой гипоксии // Международной журнал экспериментального образования. – 2014. – № 1–2. – С. 83–86.
5. Kasatkin A., Urakov A., Lukoyanov I. Effects of non-invasive femoral arteries occlusion on restoration of spontaneous circulation of trauma patients with acute blood loss // Resuscitation. – 2014. – 85S. – P. S117–S118.
6. Urakov A.L., Kasatkin A.A., Urakova N.A., Ammer K. Infrared thermographic investigation of fingers and palms during and after application of cuff оcclusion test in patients with hemorrhagic shock // Thermology International. – 2014. – V. 24, №1. – P. 5–10.
7. Urakova N.A. Decrease of the temperature of the head of the fetus during birth as a symptom of hypoxia // Thermology International. – 2013. – V. 23, № 2. – P. 74–75.
8. Urakova N.A., Urakov A.L. Diagnosis of intrauterine newborn brain hypoxia using thermal imaging video // Biomedical Engineering. – 2014. – V. 48, № 3. – P. 111–115.
9. Urakov A.L., Urakova N.A., Kasatkin A.A. Local hypothermia skin above cracks skull fetus in the final period births may be a symptom of hypoxia and ischemia of the cortex of his brain. // 18TH World Congress on Controversies in Obstetrics, Gynecology & Infertility (COGI) (October 24-27, 2013, Vienna, Austria). Editor Z. Ben-Rafael. – Milano (Italy): Monduzzi editoriale proceedings. – 2014. – P. 177–181.
10. Urakov A.L., Urakova N.A., Kasatkin A.A. Dynamics of temperature and color in the infrared image fingertips hand as indicator of the life and death of a person. Lecture notes of the ICB seminar «Advances of infra-red thermal imaging in medicine» (Warsaw, 30 June – 3 July 2013). Edited by A.Nowakowski, J.Mercer. – Warsaw. – 2013. – P. 99–101.

Острое снижение или полное прекращение поступления кислорода к головному мозгу является наиболее вероятной причиной гибели людей во время геморрагического шока и клинической смерти, а также плодов и беременных женщин во время патологических родов [6, 8, 10]. Известно, что наиболее уязвимыми к действию гипоксии являются клетки коры головного мозга, которые первыми теряют свою функциональную активность и погибают. Тем не менее, современные стандарты оказания неотложной медицинской помощи, до сих пор, не включают методы бесконтактной диагностики изменений, происходящих в организме взрослого и ребенка при остром гипоксическом повреждении клеток коры мозга [2, 4, 7].

В последние годы, благодаря внедрению в медицинскую практику инфракрасной термографии и тепловизоров установлено, что мониторинг динамики локальной температуры поверхности тела человека и животных с помощью тепловизора позволяет безопасно и бесконтактно диагностировать появление и развитие зон локальной гипотермии, возникающих при гипоксии и ишемии [1, 5]. В частности установлено, что температура подушечек пальцев рук у взрослых и теменной части головы у плодов при гипоксии уменьшается, а при гипероксии повышается [4]. Это позволяет надеяться на то, что мониторинг локальной температуры определенных оголенных частей тела человека с помощью тепловизора может стать новым методом лучевой диагностики гипоксического повреждения клеток коры головного мозга [3, 9].

В связи с этим, изучение динамики температуры и инфракрасного изображения тела человека при обратимой гипоксии является актуальным.

Цель исследования – изучить динамику локальной температуры и инфракрасного изображения поверхности головы и пальцев рук человека в условиях апное и вентиляции легких дыхательным газом.

Материалы и методы исследования

С помощью тепловизора марки ThermoTracer Th9100XX (NEC, USA) в диапазоне температур + 25 –+ 36 °С исследована динамика температуры и инфракрасного изображения пальцев рук у 40 здоровых добровольцев, поверхности головы у 5 пациентов после трепанации черепа и у 20 плодов в финальной части физиологичсеких родов у рожениц. Исследование проводили в помещениях с температурой окружающего воздуха + 24 –+ 25 °С. Статистическая обработка результатов проведена с помощью программы BIOSTAT. Вычисляли среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), коэффициент достоверности. Степень различий показателей определяли по отношению к исходным показателям, разницу значений считали достоверной при P ≤ 0,05.

План исследований был ранее одобрен этическим Комитетом Ижевской государственной медицинской академии на основании принципов, которые изложены во Всемирной Медицинской Декларации в Хельсинках.

Результаты исследования
и их обсуждение

Результаты наших исследований показывают, что температура пальцев рук и/или поверхности головы у плода во время родов и у взрослого человека при наличии трепанационного отверстия в черепе зависит от достаточности обеспечения организма кислородом в реальном времени. Показано, что пальцы рук и голова живого плода и живого взрослого человека изображаются на экране тепловизора в норме преимущественно в желто-оранжево-красном цветах (рис. 1).

ur1.tif 

а)

ur2.tif 

б)

ur3.tif 

в)

Рис. 1. Инфракрасное изображение: а – ладонной поверхности правой кисти
здорового добровольца, С., 24 лет, б – головы плода в финальной стадии родов,
в – лица здорового добровольца Д., 26 лет

Показано, что в норме индивидуальные значения локальной температуры кожи головы в области проекции щели в черепе находятся у взрослых и детей в диапазоне от + 30.5 до + 36.5°C, а значения локальной температуры в подушечках пальцев рук у взрослых – в диапазоне от + 27,1 до + 35,4 °С. При этом в норме температура поверхности головы в области проекции родничков (у плодов) и трепанационных отверстий в черепе (у взрослых людей), как правило, превышает температуру поверхности головы над костями черепа у взрослых – на 1,60 ± 0.12°C (P < 0.05, n = 5) (рис. 2), а у плодов – на 2,8 ± 0.21°C (P < 0.05, n = 20).

ur4.tif 

Рис. 2. Инфракрасное изображение головы пациента В., 56 лет, через 12 дней после
трепанации черепа (стрелками указаны значения температур поверхности кожи головы
в точке А – над интактной поверхностью, и в точке В – над трепанационным отверстием)

При этом в норме инфракрасный портрет пальцев рук и головы не претерпевает существенных изменений в цвете во время исследования.

При добровольной задержке дыхания температура в области кончиков пальцев рук и в голове в области проекции щелей черепа в первые секунды не изменяется, но затем начинает понижаться. При этом после восстановления дыхания (после начала вентиляции легких дыхательным газом) температура в исследуемых областях тела повышается и через несколько секунд достигает первоначальных значений, а затем превышает исходное значение на 0,1 –1,5°C. В итоге в бывшей зоне локальной гипотермии формируется зона локальной гипертермии (рис. 3).

ur5.tif 

Рис. 3. Инфракрасное изображение головы того же пациента через 60 секунд после
прекращения добровольного апноэ и восстановления дыхания (стрелками указаны
значения температур поверхности кожи головы в точке А – над интактной
поверхностью, и в точке В – над трепанационным отверстием)

Особо следует выделить то, что длительность сохранения исходной температуры в исследуемых поверхностях тела у всех исследуемых была разная. Она, по-видимому, определяется резервами адаптации их и всего организма к гипоксии. Кроме этого, была разной температура и длительность периода последующей локальной гипертермии.

Таким образом, инфракрасная термография подушечек пальцев рук и поверхности головы над не заросшими родничками у ребенка и над трепанационным отверстием у взрослого человека позволяет судить о глубине гипоксического повреждения коры головного мозга и адекватности вентиляции легких дыхательным газом.


Библиографическая ссылка

Ураков А.Л., Ураков А.Л., Уракова Н.А., Касаткин А.А., Решетников А.П., Никитюк Д.Б., Никитюк Д.Б. ИНФРАКРАСНАЯ ДИАГНОСТИКА ГИПОКСИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 11-5. – С. 855-858;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6245 (дата обращения: 02.12.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074