Медицинская Техника / Медицинская техника №3, 2023 / с. 39-41

Измерение параметров оксигенации гемоглобина при артериальной окклюзии и физических нагрузках

Д.А. Буянов, П.В. Шалаев, С.В. Забодаев, П.А. Монахова, Д.Д. Ставцев, А.Н. Коновалов, А.Ю. Герасименко

Аннотация

Спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона широко используется для неинвазивного измерения оксигенации гемоглобина в биологических тканях. В рассматриваемой работе были проведены экспериментальные исследования по измерению параметров оксигенации при проведении артериальной окклюзии и физических нагрузках с использованием аппаратно- программного комплекса NIRS4 и разработанного ранее алгоритма, основанного на модифицированном законе Бугера-Ламберта-Бера. Показана динамика изменений параметров оксигенации гемоглобина при артериальной окклюзии и физических нагрузках четырехглавой мышцы бедра и двуглавой мышцы плеча. Полученные результаты измерений доказывают возможность применения комплекса NIRS4 совместно с разработанным алгоритмом для анализа динамики оксигенации гемоглобина.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Дмитрий Анатольевич Буянов, аспирант, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», руководитель отдела, отдел регистрации и сертификации медицинских изделий, ООО «Медицинские Компьютерные Системы»,

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

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

Полина Андреевна Монахова, инженер, ООО «Айвок», аспирант, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,

Дмитрий Дмитриевич Ставцев, аспирант, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград, мл. научный сотрудник, Институт бионических технологий и инжиниринга, ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, г. Москва,

Антон Николаевич Коновалов, канд. мед. наук, научный сотрудник, нейрохирург, 3-е нейрохирургическое отделение, ФГАУ «Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, г. Москва,

Александр Юрьевич Герасименко, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград, зав. лабораторией, Институт бионических технологий и инжиниринга, ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, г. Москва,

e-mail: stavtsev.dmitry@gmail.com

Список литературы

1. Mesquida J., Gruartmoner G., Espinal C. Skeletal muscle oxygen saturation (StO2) measured by near-infrared spectroscopy in the critically ill patients // BioMed. Research International. 2013. Vol. 2013. P. 502194.

2. Yang Y., Soyemi O.O., Scott P.J., Landry M.R., Lee S.M., Stroud L., Soller B.R. Quantitative measurement of muscle oxygen saturation without influence from skin and fat using continuous-wave near infrared spectroscopy // Optics Express. 2007. Vol. 15. № 21. PP. 13715-13730.

3. Ferrari M., Mottola L., Quaresima V. Principles, techniques, and limitations of near infrared spectroscopy // Canadian Journal of Applied Physiology. 2004. Vol. 29. № 4. PP. 463-487.

4. Тучин В.В. Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике. – М.: Физматлит, 2012. С. 811.

5. Buyanov D.A., Shalaev P.V., Zabodaev S.V., Gerasimenko A.Yu. An Algorithm for Measuring Absolute and Relative Hemoglobin Concentrations Using Near Infrared Spectroscopy // Biomedical Engineering. 2022. Vol. 56. № 3. PP. 176-179.

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

7. Rolfe P. In vivo near-infrared spectroscopy // Annual Review of Biomedical Engineering. 2000. Vol. 2. № 1. PP. 715-754.

8. Colier W. Near infrared spectroscopy: Toy or tool? An investigation on the clinical applicability of near infrared spectroscopy. – Katholieke Universiteit Nijmegen. 1995. P. 105.

9. Jones B., Dat M., Cooper C.E. Underwater near-infrared spectroscopy measurements of muscle oxygenation: Laboratory validation and preliminary observations in swimmers and triathletes // Journal of Biomedical Optics. 2014. Vol. 19. № 12. P. 127002.

10. Fantini S., Hueber D., Franceschini M.A., Gratton E., Rosenfeld W., Stubblefield P.G., Maulik D., Stankovic M.R. Non-invasive optical monitoring of the newborn piglet brain using continuous-wave and frequency-domain spectroscopy // Phys. Med. Biol. 1999. Vol. 44. № 6. PP. 1543-1563.

11. Ferrari M., Binzoni T., Quaresima V. Oxidative metabolism in muscle // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 1997. Vol. 352. № 1354. PP. 677-683.