Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 7
1.1 Раневой процесс 7
1.2 Взаимодействие физических факторов и биологических объектов.. 15
1.3 Биорезонансная терапия. Механизмы и принципы действия 26
1.4 Лазерная доплеровская флоуметрия. Механизмы и принципы действия .40
Глава 2. Материалы и методы исследования 48
2.1 Экспериментальная часть .48
2.2 Клиническая часть .49
2.2.1 Характеристика исследуемых групп 49
2.2.2 Методы проведения терапевтического воздействия .51
2.2.3 Оценка течения раневого процесса 52
2.2.4 Статистическая обработка данных 54
Глава 3. Результаты исследования .56
3.1 Экспериментальная часть .56
3.2 Клиническая часть 76
3.2.1 Воздействие БРТ на микроциркуляцию в области послеоперационной раны 77
3.2.2 Воздействие БРТ на раневой процесс .96
Глава 4. Обсуждение .101
Выводы .106
Практические рекомендации .107
Сокращения .108
Список литературы .110
- Взаимодействие физических факторов и биологических объектов..
- Характеристика исследуемых групп
- Воздействие БРТ на микроциркуляцию в области послеоперационной раны
- Воздействие БРТ на раневой процесс
Взаимодействие физических факторов и биологических объектов..
Lisi et al. (2006) выяснили что облучение 50 Гц низко интенсивным ЭМП ( плотность МП 2мТ) приводит к дифференциации гипофизарных полученных из кортекса клеток из AtT20 D16V клеточной линии, которая отвечает на фактор роста нервов (NGF) распространением нейритоподобных процессов и дифференциацией в нейросекреторно-подобные клетки. Во время облучения, внутриклеточный Са (Са2+) достоверно увеличивается, а рН снижается.
Эффективность ЭМП-стимуляции когерентна (Adey 1993), существует цепь регулярно повторяющихся сигналов, которые должны присутствовать в течение определенного времени. (Litovitz et al. 1993) Так окна были найдены для определенных частот на клеточном и молекулярном уровне, в тканях головного мозга. (Bawin et al. 1975; Blackman et al., 1985) и в не - нервных клетках (Walleczek 1994).
Известно, что характер взаимодействия электромагнитной волны с биологическими объектами во многом зависит от параметров излучения: частоты длинны волны, корости аспространения, огерентности колебаний, работы в импульсном или в непрерывном режиме, частотной модуляции, поляризации волны, а так же и от свойств биологического объекта. (Трибрат Н.С 2009) Важно понимать, что МП и ЭМП только индуцируют физиологические эффекты в конкретном параметрическом окне, т.е. ELF (8 60 Hz) и низкие амплитуды (plG) (Gartzke and Lange 2002). Если рассматривать размер клетки, то толщина клеточной мембраны (10 шп) с разницей 0.1V соотносится с силой поля 106-107 V/m. Это препятствует слабым переменным электрическим полям проникать в клетку. Электрические поля ля электрофореза екарств или генетического материала в клетку лежат в диапазоне 1000–5000 V/cm (Mir et al. 1999) несмотря на высокую силу поля, требуемую для пенетрации клеточной мембраны, важно заметить что переменное ЭП связано с внутренними сигнальными путями через взаимодействие с сенсорными механизмами, расположенными на клеточной мембране.
МП может проникать в клетку и влиять на химические и биохимические реакции. Градиенты магнитного поля могут вторгаться в клетку и более глубокие слои живой ткани, в отличие от электрических полей, которые отражаются высокими диэлектрическими свойствами клеточной мембраны.
Большинство физиков до сих пор фокусируют свое внимание в основном на механизме с помощью которого МП влияет на живые системы в контексте вариаций закона Фарадея, который гласит: «изменения магнитного поля ассоциируется с изменениями электрического поля». Резонанс и когеренция являются секретом, индуцирующим сильные эффекты при низком пороге. Осторожные подсчеты показывают, что 1-mV-индуцированный мембранный потенциал может быть обнаружен через 10 мс при согласовании менее чем 108 ионных каналов. Таким образом сильное ПЭМП не требуется. Согласно Jacobson (1994), Jacobson and Yamanashi (1995), Sandyk (1996), Persinger (2006) и Persinger and Koren (2007) даже слабое электромагнитное поле эффективно при нацеленном резонансе, как функция заряда и массы молекулы цели.
Если мы используем ПЭМП в терапии, тогда пульсация (временной компонент) навязывается снаружи и эффект может быть отмечен если Larmor частоты попадут в правильные резонансные частоты (когерентные) требуемой биологической системы. Этот пример показывает что в общем сложно провести черту между СМП,ПЭМП и ЭМП (Richard H.W. Funk 2008). Использование электрических и электромагнитных полей последнее время привлекает внимание как исследователей, так клиницистов.
Изучаются эффекты воздействия различных видов, а также частотных характеристик электрических и электромагнитных полей.
Применение постоянного электрического оля, примеру, вызывало направленную миграцию клеток. Данный феномен был назван электротаксисом и гальванотаксисом клеток. При этом было отмечено, что скорость и направление движения зависит как от типа клетки, так и от напряженности электрического поля ( Richard H.W. Funk 2008).
В экпериментах было показано улучшение заживления ран под действием низкоинтенсивных электромагнитных излучений, снижение продукции провоспалительных хемокинов (Gurtner G.C. et al. 2008,. Vianale G, et al. 2008).
Ряд авторов добились управляемой дифференциации полипотентных стволовых клеток в сторону кардиоспецифичного фенотипа. (Gaetani R. 2009)
Было установлено, что низкоинтенсивные электромагнитные поля с определенными характеристиками могут способствовать сохранению жизнеспособности кардиомиоцитов при остром инфаркте миокарда (Barzelai S. 2009).
Del Monache et al. (2008) показал, что некоторые важные функции эндотелиальных клток члоека такие кк пролиферация, миграция и формирование трубчатой структуры усиливаются при воздействии синусоидального электромагнитного поля (1мТ, 50 Гц).
Характеристика исследуемых групп
Кожное микроциркуляторное русло реагириет на все внешние и внутренние ияния на организм, и этом реакция является незамедлительной (Ефименко Н. А. с соавт 2003; Carpentier Р.Н. 2000). Нарушение, происходящие на уровне микроциркуляторного звена, отражают характер изменений имеющих место ходе репаративного процесса (Кулешов Е.В. с соавт 1989; Clyne С.А.С. et al. 1985).
Одним из преимуществ ДФ по сравнению с другими существующими методами диагностики состояния тканевого кровотока является возможность исследовать микроциркуляционное звено in vivo и бесконтактно. Существование такой возможности очень важно для исследователей, поскольку любая попытка подключить датчики к капиллярам влияет на показатели микроциркуляции исследуемой области (Козлов В.И. и др., 1998).
Важной особенностью метода является также способность измерять большое количество показателей, регистрировать их и обрабатывать режиме on-line. Подобные характеристики позволяет проводить мониторинг состояния микроциркуляторного русла при воздействии физических факторов природы.
При ДФ лазерным излучением проводится зондирование исследуемого участка для фиксации показателей микроциркуляции, а так же динамика показателей потока крови микроциркуляторном усле флоуметрия (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005).
В основе метода лежит известный метод Допплера, основанный на изменение длинны волны, отраженной от движущихся микроциркуляторном русле клеток крови.
В методе ЛДФ применяется коротковолновое лазерное излучение, которое позволяет получить отраженный сигнал от единичных эритроцитов из тонкого слоя равному 1 мм. В данном слое зондирования могут быть обнаружены, в зависимости от вида ткани, все звенья микроциркуляторного русла (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005).
Излучателем и детектером лазерного излучения является зонд, содержащий из трех световодов-моноволокон. Одно волокно-световод является передатчиком зондирующего излучения, а два других являются приемными, по которым отраженный сигнал попадает в фотоприемник (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005) (рис.1). к фото от к фото лазера приемнику приемнику
Рис.1 Схема зондирования ткани лазерным излучением (по Крупаткину А.И., Сидорову В.В., 2005 Метод ЛДФ может отображать большое количество параметров, основными среди них являются следующие показатели:
ПМ (перф.ед.) – показатель микроциркуляции, характеризующий общую (капиллярную и внекапиллярную) усредненную стационарную перфузию микрососудов за время исследования. Указанный параметр обуславливается скоростью движения эритроцитов, тканевым гематокритом и количеством функционирующих капилляров (Козлов В.И., 2006; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005). Аппарат для ЛДФ – ЛАКК -позволяет детектировать в среднем одновременное движение 3,5 104 эритроцитов по 200 микрососудам. Венулы содержат наибольшее количество эритроцитов (60-65%), скорость движения эритроцитах на этих участках меньше чем в артериолах. Учитывается также, что на поверхности кожи преобладают артериолярные концы капилляров. Учитывая указанные особенности допускается, что вклад всех участков микроциркуляционного звена в ЛДФ сигнал будет одинаковым (Маколкин В.И., 2004).
СКО (, перф.ед.) – среднее квадратичное отклонение от среднего арифметического значения ПМ, обозначаемое как флакс («flux») (рис. 2). Параметр х арактеризует временную изменчивость перфузии, отражает среднюю модуляцию кровотока во всех частотных диапазонах. Кв (%) – коэффициент вариации, характеризующий соотношение флакса к среднему уровню перфузии, который вычисляли по формуле: Кв=СКО/ПМ 100%. Кв отражает выраженность вазомоторной активности сосудов микроциркуляторного Существуют также расчетные параметры М, СКО, Кв, которые дают общую оценку состоянию микроциркуляторного рула. Исследуя колебания ритма ровотока, можно провести олее детальный анализ функционирования микрокровотока. Особенностью ЛДФ является возможность фиксировать не только скорость, но и изменчивость кровотока в течение промежутка времени. Колебательный процесс, фиксируемый при исследовании, является суммой наложения колебаний, обусловленных активными пассивными компонентами гуляции микроциркуляторного тонуса. Оценивая ритмические колебания системы микроциркуляции, становится возможным получить информацию функционировании различных механизмов, влияющих на состояние системы микрососудистого русла (Козлов В.И., 2006). Существуют как активные там и пассивные факторы контроля микроциркуляции. К активным факторам относят эндотелиальный, миогенный и нейрогенный факторы. Эти факторы контроля меняют поток крови, использую в качестве механизма регуляции мышечный компонент (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005).
К пассивным факторам регуляции микрососудистого тонуса относят пульсовую волну со стороны артерий и так называемый «дыхательный насос» со стороны вен.
Ранее было весьма затруднительно неинвазивным методом изучить влияние миогенных и нейрогенных компонентов тонуса сосудов. ЛДФ, используя амплитудно-частотный анализ колебаний кровотока позволяет проводить такие исследования (Крупаткин А.И., 2003; Крупаткин А.И.и др., 2004).
Нейрогенный тонус (НТ) резистивных микрососудов, показывает активность -адренорецепторов мембраны ключевых и частично сопряженных гладкомышечных клеток. НТ может увеличиваться при возрастании активности симпатических нервов-вазоконстрикторов, и на фоне денервационной гиперчувствительности сосудистой стенки (Крупаткин А.И., 2003). Амплитуды колебаний кровотока нейрогенного и миогенного эндотелиально-независимого происхождения напрямую связаны с диаметром просвета микрососуда, а значит и с мышечным тонусом.
Снижение амплитуды колебаний сопровождается увеличением тонуса и жесткости сосудистой стенки. Повышение же амплитуды является следствием снижение сосудистого тонуса (Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005)(рис3).
Воздействие БРТ на микроциркуляцию в области послеоперационной раны
При оценке показателей микроциркуляции, проводимой с помощью ЛДФ, М - величина среднего потока крови в интервалах времени регистрации отражает среднеарифметическое значение показателя микроциркуляции. Изменение М (уменьшение или увеличение) характеризует повышение или снижение перфузии. Чем больше величина о-тем происходит более глубокая модуляция микрокровотока. Повышение а может быть обусловлено ак более интенсивным функционированием механизмов активного контроля микроциркуляции, так и в результате повышения сердечных и дыхательных ритмов.
Природа нейрогенного тонуса НТ связана активностью адренорецепторов (в основном ) мембраны ключевых и отчасти сопряженных гладкомышечных клеток. Поэтому НТ может увеличиваться как при возрастании активности симпатических нервов вазоконстрикторов, так и на фоне денервационной гиперчувствительности сосудистой стенки.
Сенсорные нейропептиды - вазодилататоры могут влиять как на миогенный тонус по бессинаптическим механизмам, к и участвовать в пресинаптическом торможении симпатической активности, снижая НТ. Повышение амплитуды нейрогенных колебаний - означает снижение нейрогенного тонуса (НТ). Понижение амплитуды миогенных колебаний, означает повышение миогенного тонуса (МТ). Чем выше амплитуда нейрогенных колебаний, тем ниже амплитуда миогенных колебаний. Показатель шунтирования (ПШ) вычисляется по формуле : ПШ= МТ/НТ= Ан/Ам. Таким образом, чем ниже нейрогенный тонус, тем выше миогенный тонус и наоборот. Если значение ПШ меньше 1, то это означает поступление значительного объёма крови в нутритивное звено на фоне спазма шунтов, например при активации симпатического вазомоторного рефлекса.
На первом этапе анализа статистических характеристик распределения показателей микроциркуляции в 1 и 2 группах тестами Лилиефорса (L), Шапиро-Вилка (S-W) было выявлено, что большинство показателей имеет распределение отличное от нормального, поэтому для анализа результатов исследования показателей микроциркуляции были использованы непараметрические методы (Вилкоксона).
Влияние БРТ на локальную микроциркуляци. Контрольная группа здоровых испытуемых.
В ходе проводимого исследования нами была сформирована контрольная группа, куда входили здоровые лица числом 30 человек с о средним возрастом 43±15 года. При проведении измерений микроциркуляции в области грудина при помощи ЛДФ мы получили следующие значения показателя микроциркуляции М: медиана 4,8 пф.ед.; минимальное значение – 3,4 пф.ед.; максимальное - 8,4 пф.ед. Исходя из полученных данных нами были определены референтные значения для нормоциркуляторного типа микроциркуляции в исследуемой области: 3,4 – 8,4 пф.ед. (рис9). Значения М менее 3,4 пф.ед. мы отнесли к спастическому типу микроциркуляции, более 8,4 пф.ед. к гиперимическому типу микроциркуляции. Рис.9 Показатели микроциркуляции контрольной группы без БРТ.
Для определения характера действия БРТ в условиях нормального кровотока, здоровым пациентам данной группы проводились сеансы БРТ трижды с интервалом в один день и фиксировались показатели микроциркуляции. В таблице 7-9 приведены полученные нами значения.
Подобные результаты могут говорить о том, что сеансы БРТ в случае нормального функционального состояния микроциркуляторного русла не оказывают влияние на гемодинамику, а значит, факт отсутствия влияния может служить критерием нормализации кровотока, а значит и моментом окончания лечения. Изменение микроциркуляции при проведении БРТ у пациентов сИБС.
Для оценки воздействия БРТ на показатели микроциркуляции пациентов страдающих ишемической болезнью сердца, оперированных по поводу атеросклероза коронарных артерий была сформирована контрольная группа (ИБС 1) и две основных группы (ИБС2 и ИБСЗ). Пациентам группы ИБС1 проводилось аорто-коронарное шунтирование, а в ранний послеоперационный период проводилось измерение показателей микроциркуляции: 3,5 и 7 послеоперационные сутки. В данной группе БРТ не проводилось. При оценке показателя микроциркуляции М у пациентов данной группы преобладает спастический характер кровотока. Динамика изменений показателя М была следующей: третьи сутки - 2,9±1,3 пф.ед.; пятые сутки - 2,9±1,8 пф.ед.; седьмые сутки - 1,8±1,5 пф.ед. Значимых отличий в исследуемых параметрах отмечено не было (р 0.05). Динамика изменений отображена на рис.11
Воздействие БРТ на раневой процесс
Одним из условий адекватной регенерации является эффективное кровоснабжение пораженных облстей (Ramasastry SS 2005). Состояние микроциркуляции может описывать как процесс нормального заживления пораженных тканей, так быть предвестником ачала локальных воспалительных явлений (Ramasastry SS 2005.). По этим причинам динамика изменения состояния микроциркуляции является одним из способов оценки состояния послеоперационной раны.
По данным ряда авторов электромагнитные поля оказывают влияние на сосудистое русло ( Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001, Okano H. 2007. Morris and Skalak 2005). При этом характер воздействия определяется как характеристиками самого электромагнитного поля, так и состоянием микроциркуляторного звена кровообращения. (Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001, Okano H. 2007) Отмечается как увеличение, так и снижение скоростей кровотока ( Gmitrov J 2004, Ohkubo H. 1997 Трибрат Н.С 2009, Segal S. 2005). Ряд авторов отмечает отсутствие эффекта воздействия низкоинтенсивных полей на показатели кровотока, что объясняется близким к норме состоянием микроциркуляторного русла ( Morris C., 2005,Mayrovitz H. 2001).
Метод исследования состояния микроциркуляторного русла был использован нами для контроля степени воздействия низкоинтенсивного электромагнитного поля на процессы регенерации, поскольку эти ва процесса сильно коррелируют между собой.
Анализ результатов полученный в контрольной группе показал нам, что эффект БРТ зависит от исходного состояния микроциркуляторного русла. Так при физиологической норме проводимое воздействие значимого эффекта не вызывает, а регистрируемые изменения связаны с колебаниями показателей микроциркуляторного сла. Полученные результаты могут стать критерием прекращения проводимой терапии. Исследование кровотока прооперированных пациентов без применения БРТ показали, что в ранний послеоперационный период, а именно на третьи сутки, в области послеоперационной раны отмечается спастический характер кровотока. У пациентов с ИБС такие характеристики сохраняются вплоть до последнего дня исследования. У пациентов пороками сердца первые дни после операции также отмечается спастический тип кровотока, но последнему дню обследования тип кровотока приближается к нормальному. Подобная тенденция может говорить о более выраженном нарушение эндотелиальной функции у пациентов с ИБС, чем у пациентов с пороками сердца.
Воздействие БРТ проводимое в течение 5 минут не показало значимого влияния на показатели микроциркуляции как в группе пациентов с ИБС, так и в группе пациентов с пороками сердца, в то время как при увеличении экспозиции эффект воздействия статистически значим. Данные результаты говорят о дозозависимом эффекте влияния электромагнитных полей. Предположительно ри кратком воздействии происходит лишь инициация изменений, поскольку несмотря на отсутствие статистически значимых изменений факт воздействия присутствовал. Увеличение экспозиции до 15 минут привело к регистрации уже статистически значимых изменений в обеих группах пациентов. Начиная наше исследование, мы опирались на свойстве электромагнитных полей оказывать регулирующее действие на биологические системы.( Adey WR 1993). Поэтому ожидаемым эффектом было восстановление микроциркуляции до нормальных значение. Поскольку в исследуемой категории больных в обеих группах наблюдался спастический тип кровотока, было получено усиление микроциркуляции в отевет на проводимое воздействие. Так как гиперимический тип кровотока зафиксирован не был, обратный эффект в виде снижения уровя кровотока показать не удалось.
Стоит отметить, что при заживление ран повышенная оксигенация регенирирующих тканей имеет и свои минусы. Отмечено, что чрезмерное насыщение кислородом организма снижает скорость регенерации тканей (Ramasastry SS 2005..)
В то же время недостаток оксигенации регенерирующей ткани также приводит к низкой степени регенераторной активности. Золотой серединой является первичная незначительная ишемия тканей, что способствует стимуляции ангиогенеза (Ramasastry SS 2005). Оценивая клинические характеристики процесса заживления послеоперационных ран пациентов, перенесших хирургическое лечение с применением аппарата искусственного кровообращения, стоит отметить, что применение ЭМП у данной категории пациентов, снижало отечность области послеоперационной раны, локальную гиперемию, отмечалось снижение болезненности области послеоперационной раны в ранний послеоперационный период. При применении ЭМП снижалось количество раневого отделяемого. В ходе проведенного исследования мы выяснили, что низкоинтенсивное электромагнитное излучение оказывает стимулирующее действие на процессы регенерации. Из полученных да нных видно, что экспозиция как и в случае с микроциркуляцией имеет важное значение в для достижения ожидаемого эффекта. Практическим применением исследуемой методики может стать как лечение ран различного генеза в общей хирургии, комбустиологии, так и лечение повреждений вызванных ишемией тканей, поскольку низкоинтенсивное излучение оказывает стимулирующее действие на состояние гемодинамики в микроциркуляторном звене кровотока.
Похожие диссертации на Низкоинтенсивные электромагнитные поля в лечении послеоперационных ран у кардиохирургических больных (Клинико-экспериментальное исследование)
