Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2022 / с. 21-23

Алгоритм измерения абсолютных концентраций гемоглобина с использованием ближней инфракрасной спектроскопии

Д.А. Буянов, П.В. Шалаев, С.В. Забодаев, А.Ю. Герасименко

Аннотация

Разработан алгоритм неинвазивного определения изменения содержания оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина в тканях головного мозга и мышцах. Алгоритм построен на основе модифицированного закона Бугера-Ламберта-Бера. Предложена оригинальная эмпирическая модель для абсолютных концентраций оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина. Предложено использование алгоритма для спектрального аппаратно-программного комплекса, предназначенного для неинвазиного определения анаэробного порога. Проведена апробация разработанных алгоритма и комплекса на модели сокращающихся мышц предплечья. Результаты работы важны для клинической медицины и исследовательской деятельности.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Дмитрий Анатольевич Буянов, аспирант, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», руководитель отдела регистрации и сертификации медицинских изделий, ООО «Медицинские Компьютерные Системы»,

Павел Владимирович Шалаев, руководитель отдела разработки, ООО «Айвок»,

Станислав Викторович Забодаев, гл. специалист в области разработки и проектирования оборудования для электроэнцефалографии, ООО «Медицинские Компьютерные Системы», г. Москва, г. Зеленоград,

Александр Юрьевич Герасименко, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград, начальник лаборатории, ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), г. Москва,

e-mail: buyancik@gmail.com

Список литературы

1. Тарасов А.П., Егоров А.И., Дроздов Д.В. Оптическая тканевая оксиметрия: проблемы применения в функциональной диагностике // Медицинский алфавит. 2017. Т. 2. № 22. C. 48-52.

2. Дунаев А.В., Жеребцов Е.А. Применение методов неинвазивной спектрофотометрии для исследования системы микроциркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии // Биотехносфера. 2009. № 6. С. 40-44.

3. Tuchin V. Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis. – SPIE Press Book, 2007. 840 р.

4. Gerasimenko A.Y. et al. The study of the interaction mechanism between bovine serum albumin and single-walled carbon nanotubes depending on their diameter and concentration in solid nanocomposites by vibrational spectroscopy // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2021. Vol. 227. PP. 1-10.

5. Buyanov D., Zabodaev S. Continuous Cerebral and Tissue Oximetry by Three-Wave NIRS Device / 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St. Petersburg and Moscow, Russia, 2020. PP. 2469-2472.

6. IEC 80601-2-71:2015 Medical electrical equipment – Part 2-71: Particular requirements for the basic safety and essential performance of functional near-infrared spectroscopy (NIRS) equipment / https://www.iso.org/standard/61105.html.

7. Рогаткин Д.А. Физические основы оптической оксиметрии // Медицинская физика. 2012. № 2. С. 97-114.

8. Kollias N., Gratzer W. Tabulated molar extinction coefficient for hemoglobin in water / http://omlc.org/spectra/hemoglobin/ summary.html.

9. Scholkmann F., Wolf M. General equation for the differential pathlength factor of the frontal human head depending on wavelength and age // J. Biomed. Opt. 2013. Vol. 18. № 10. PP. 105004-1–105004-6.

10. Agbangla N.F., Audiffren M., Albinet C.T. Assessing muscular oxygenation during incremental exercise using near-infrared spectroscopy: Comparison of three different methods // Physiological Research. 2017. Vol. 66. № 6. PP. 979-985.