ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЬВЕОЛЯРНО-КАПИЛЛЯРНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕТОДОМ АКТИВНОЙ РАДИОМЕТРИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Развитие микроэлектроники и радиофизики, обеспечило фундаментальную базу для создания новых медицинских технологий, основанных на приеме, регистрации и анализе низкоинтенсивных радиосигналов сверхвысоких и крайневысоких частот, излучаемых внутренними органами. Одной из таких новых медицинских технологий, является активная радиометрия в сверхвысокочастотном диапазоне, позволяющая исследовать интенсивность радиоизлучения водосодержащих биосред [1-4]. Активная радиометрия создана на основе фундаментального явления – возбуждения в водосодержащих средах молекулярных колебаний на частоте 1000 МГц, при зондировании водных сред крайневысокочастотным излучением – 65 ГГц [2, 3]. Данное явление возникает по причине наличия в водных средах резонансных частот молекулярных колебаний, на которых эти среды прозрачны для внешнего радиоизлучения [2, 3].

Учитывая высокую актуальность поиска новых методов оценки состояния внутренних органов, в частности, альвеолярно-капиллярной проницаемости, целью исследования явилось изучение возможности оценки состояния альвеолярно-капиллярной проницаемости с помощью активной радиометрии.

Исследование проводилось на 45 крысах Wistar обоего пола массой 200-230 г., находившихся в контролируемых условиях не менее 2-х недель до эксперимента. Исследование проведено в соответствии с  «Хельсинской декларацией о гуманном отношении к животным», под контролем локального этического комитета института. Изучение возможности неинвазивной оценки состояния альвеолярно-капиллярной проницаемости с помощью активной СВЧ радиометрии осуществлялось на модели адреналинового отека легких, который моделировали внутримышечным введением животному (экспериментальной группы – группа 1) раствора адреналина гидрохлорида в концентрации 1 мг/мл в дозе 1,0 мг/кг [10]. В контрольной группе (группа – 2) адреналин не вводили.

Для оценки степени развития отека легких (ОЛ) сразу после гибели животных быстро выделялись легкие, и определялся их  чистый вес. Развитие ОЛ оценивалось по следующим показателям: 1) макроскопические кровоизлияния в виде геморрагических участков и пятен в легком; 2) пена или жидкость, выходящая изо рта либо трахеи. Отсутствие ОЛ диагностировалось в случае отсутствия поступления пены из трахеи при сдавлении ткани легкого. Тяжесть ОЛ определялась по легочному индексу (ЛИ = вес легкого x 100 / масса тела).

Используемый для оценки интенсивности стимулированного СВЧ-излучения органов грудной полости животных радиоэлектронный комплекс «Аквафон» (ООО «Телемак», г.Саратов) сертифицирован и внесен в реестр медицинской техники и изделий медицинского назначения (номер регистрационного удостоверения 07292) [5, 7]. Методика активной радиометрии состоит в установке приемно-излучающего модуля на область интереса (грудную клетку животного, фиксированного на спине) и последующего измерения интенсивности СВЧ-излучения (волновой активности тканей – ВА) в выбранной точке в течение 10-15 сек [5, 6]. Оценка принимаемого радиосигнала производилась в условных единицах: за 1 условную единицу (ед.) принимался уровень излучения дистиллята воды при 37 0C, что соответствует принимаемой мощности ~10-14 Вт. Статистическую обработку проводили в программе STATISTICA 7,0. Статистическую значимость (р) межгрупповых различий оценивали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова.

Результаты исследования. Результаты представлены в Табл.1

Таблица 1  

Уровень исследованных показателей в группах

Результаты межгрупповых сравнений свидетельствуют о статистически значимом характере различий ЛИ у здоровых животных, а так же у животных с ОЛ (значение статистики Kruskal-Wallis ОЛ H (2, 25) = 18,3; р=0,0058) и ВА H(2, 25) = 18,9; р=0,0056).

Линейный регрессионный анализ позволил оценить степень связи ВА тканей легких и ЛИ. В процессе анализа получено регрессионное уравнение следующего вида: ВА = -5,265 + 6,9018 * ЛИ. На рис.1 представлена зависимость величины ВА и ЛИ у экспериментальных животных.

Таким образом, результаты исследования указывают на определяющую роль транскапиллярного обмена воды в формировании ВА тканей. Динамичный характер изменений радиосигнала при развитии отека, тесно связан с процессом перераспределения воды между сосудистым руслом и тканевой жидкостью. Информативность диагностики степени альвеолярно-капиллярных нарушений, по результатам ROC-анализа, составляет 93,1% (95% ДИ 91,1-95,3%), чувствительность – 85,3%, специфичность – 96,2%.

Заключение. Разработка  неинвазивной технологии состояния альвеолярно-капиллярной проницаемости позволяет осуществлять диагностику патологических состояний, в основе которых лежат экссудативные процессы [9-20]. Возможность мониторинга патологических изменений с использованием радиометрического показателя позволит избежать ионизирующих излучений, что будет способствовать более частому применению метода, а, следовательно, оперативному слежению за патологическим процессом.

Учитывая, что эндотелиальная функция, в частности, активность транскапиллярного обмена, отражает тонкие функциональные изменения регуляции сосудисто-тканевого метаболизма, последние могут быть оценены по изменению ВА тканей. Высокая чувствительность АР позволяет использовать данный метод для оценки функционального состояния тканей и органов, а так же выявления постклинических форм воспалительных и дегенеративно-дистрофических процессов [21-24].

Список литературы

1.     Бецкий О.В. Пионерские работы по миллиметровой электромагнитной биологии, выполненные в ИРЭ РАН//Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. №8. С. 11-20.

2.     Петросян В.И., Громов М.С., Власкин С.В., Благодаров А.В. Транс-резонансная функциональная топография. Биофизическое обоснование // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2003. №1. С. 23-26.

3.     Петросян В.И. Резонансное излучение воды в радиодиапазоне // Письма в ЖТФ. 2005. Т.31, вып. 23. С. 29- 33.

4.     Избранные технологии диагностики: Монография / В.М. Еськов и др.; под ред. А.А. Хадарцева, В.Г. Зилова, Н.А. Фудина. Тула: ООО РИФ «ИНФРА», 2008. 296 с.

5.     Терехов И.В. Транс-резонансная функциональная топография в диагностике заболеваний органов дыхания (новый метод обработки информации). Автореф. дисс. канд. мед. наук, Тула, 2007. 24 с.

6.     Терехов И.В. Оценка сосудистой проницаемости с помощью активной радиометрии // Аспирантский вестник Поволжья. 2009. №7-8. C. 187-190.

7.     Возможность использования активной СВЧ-радиометрии для оценки альвеолярно-капиллярной проницаемости в эксперименте / И.В. Терехов, К.А. Солодухин, В.В. Аржников и др. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2011. № 4. С. 83-86.

8.     Исследование состояния транскапиллярного обмена и его коррекция с помощью радиоэлектронного лечебно-диагностического комплекса «Аквафон» / М.С. Громов, И.В. Терехов, С.С. Бондарь и др. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 3. С. 43-48.

9.     Технология оценки проницаемости капилляров с помощью активной радиометрии / М.С. Громов, И.В. Терехов, С.С. Бондарь и др. // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т.17. № 1. С. 135-137.

10. Оценка альвеолярно-капиллярных нарушений при развитии тяжелого гемодинамического отека легких у крыс и его коррекция с помощью СВЧ излучения / И.В. Терехов, М.А. Дзюба, С.С. Бондарь и др. // Саратовский научно-медицинский журнал. 2011. Т. 7. № 2. С. 389-392.

11. Интегральная оценка воспалительного процесса у больных внебольничной пневмонией методом активной радиометрии / В.В. Аржников, В.Б. Лифшиц, В.К. Парфенюк и др. // Саратовский научно-медицинский журнал. 2011. Т.7. № 4. С. 817-822.

12. Технология динамической оценки воспалительного процесса с помощью активной резонансной радиометрии / И.В. Терехов, М.С. Громов, В.И. Петросян и др. //Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т.17. № 1. С. 135-137.

13. Применение метода ТРФ-топографии в диагностике воспалительных изменений нижних отделов респираторного тракта / И.В. Терехов, М.С. Громов, В.К. Парфенюк и др. //Саратовский научно- медицинский журнал. 2008. Т.4. № 1. С. 79-83.

14. Применение транс-резонансной функциональной топографии с целью оптимизации диагностической тактики у пациентов с подозрением на острый панкреатит и его осложнения / А.И. Лобаков, М.С. Громов, С.А. Дубовицкий и др. // Хирург. 2008. № 8. С. 22-33.

15. Трансрезонансная функциональная топография в оптимизации диагностики у пациентов с подозрением на острую воспалительную патологию органов брюшной полости / М.С. Громов, В.В. Масляков, А.В. Брызгунов и др. // Анналы хирургии. 2008. №6. С. 60-64.

16. Диагностика и мониторинг инфильтративных процессов в грудной полости с помощью люминесцентного излучения водосодержащих сред / В.В. Аржников, М.С. Громов, И.В. Терехов // Медицинский вестник МВД. 2009. № 2 (39). С. 40-46.

17. Компьютерный анализ в ТРФ топографии для дифференциации и локализации очагов патологии в маммологии и пульмонологии /И.В. Терехов, В.И. Петросян, Е.Б. Никитина и др. // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2005. №1 (37). С. 56-66.

18. Использование активной резонансной СВЧ радиометрии для идентификации и мониторинга иммунно- воспалительных изменений у больных с острыми инфильтративно-воспалительными процессами нижних отделов респираторного тракта / М.С. Громов, И.В. Терехов, М.А. Дзюба и др. // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18. № 1. С. 38-41.

19. Терехов И.В., Парфенюк В.К. Мониторинг инфильтративных процессов нижних отделов респираторного тракта у пациентов с внебольничной пневмонией методом люминесцентного анализа в радиодиапазоне // Вестник восстановительной медицины. 2009. № 3. С. 46-50.

20. Громов М.С., Аржников В.В., Терехов И.В Мониторинг воспалительного процесса при внебольничной пневмонии с помощью СВЧ-излучения органов грудной полости // Медицинский вестник МВД. 2010. № 5 (48). С. 16-17.

21. Диагностика и оценка состояния процессов саногенеза у пациентов с инфекциями нижних дыхательных путей с помощью собственного радиоизлучения водосодержащих сред / М.С. Громов, И.В. Терехов, Ю.М. Гладышев и др. // Medline.ru. 2008. Т. 9. № 1. С. 255-268.

22. Громов М.С., Терехов И.В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и водной компоненты внутренней среды организма при внебольничной пневмонии // Профилактическая и клиническая медицина. 2009. № 3. С. 82-84.

23. Терехов И.В., Логаткина А.В., Бондарь С.С. Функциональное состояние миокарда и его связь с состоянием водосодержащих сред органов грудной клетки при инфильтративных процессах в легких / И.В. Терехов, А.В. Логаткина, С.С. Бондарь // Stredoevropsky Vestnik pro Vedu a Vyzkum. 2015. Т. 51. С. 3.