Потоковият сигнал на лазерна доплерова флоуметрия и лазерна доплер перфузионна визуализация при псориазис
1 От дерматологичната клиника на Университетската клиника на болница „Св. Йосиф“ на Рурския университет Бохум Директор: проф. Д-р. мед. П. Алтмайер Потоковият сигнал на лазерна доплер флоуметрия и лазерна доплер перфузионна визуализация при псориазис вулгарис и атопичен дерматит встъпителна дисертация за получаване на докторска степен по медицина от висш медицински факултет на Рурския университет в Бохум, представена от Неджла Акюз- Гюлер от Бохум 2003
2 декан: проф. Д-р мед. G. Muhr Лектор: Priv.-Doz. Д-р мед. M. Stücker Съ-рефер: проф. Д-р мед. L. Heuser ден на устния изпит:
3 Съдържание 1. Въведение Теоретични основи Анатомия и физиология на кожата Микроциркулация на кожата Вазомоция Методи за изследване на микроциркулацията Псориазис вулгарис Атопичен дерматит Методи Едномерна лазерна доплер флуксметрия Лазерна доплер перфузия Образование на проучване Пациенти Тестова процедура Модалност на резултатите Оценка Средният поток Сравнение на устройства за потоци LDF и LDPI честотен анализ Дискусия Кръвен поток при псориазис вулгарис Кръвен поток при атопичен дерматит Сравнение на притока на кръв при псориазис и атопичен дерматит Нехомогенност на кръвния поток при псориазис и атопичен дерматит I.
4 6.5 Сравнение на LDF и LDPI вазомоционни устройства при псориазис вулгарис и атопичен дерматит Резюме Библиография Списък на фигурите Списък на таблиците Благодарности Автобиография. 91 II
5 Списък на съкращенията Фиг. AD AU AVA CVI FT FFT HF LAS LDPI LDF LF Макс. MST мин. Мин. -Доплеров перфузионен лазер Доплеров дебитомер/лазерен доплер разходомер ниска честота максимална минимална обхващаща дърво минута минимална средна периферна артериална болест стандартно отклонение втора Таблица III
7 Глава 1 Въведение 2 1. Може ли излекуването на възпалителните кожни промени да бъде записано с методите за измерване LDF и LDPI? 2. Може ли да се покаже разлика в перфузията между кожата с увреждане и нелезията? 3. Как се проявява пространствената нехомогенност на перфузията в процеса на оздравяване и между кожата с увреждания и нелезията? 4. Има ли разлики в модела на вазомоции по време на лечебния процес и между кожата с увреждане и кожата без увреждане? 5. Има ли разлики в перфузията на кожата, пространствената нехомогенност и модела на вазомоции между псориазис вулгарис и атопичен дерматит? 6. Има ли специфични за устройството разлики между двуизмерния LDPI и едномерния LDF?
19 Глава 2 Теоретични основи - Методи за изследване на микроциркулацията 14 Транспортиране на кръвния поток от кожата, като изхвърляне навън през потните пори, транспортиране през лимфната система и ретрограден дренаж във вените [84]. Тъй като температурата на кожата зависи, наред с други неща, от кръвообращението в кожата, термографските методи се използват за непряко измерване на кръвния поток. Температурата на кожата може да се измери с помощта на различни методи като контактни термометри или термометри за далечна инфрачервена светлина [3]. При плетизмография за запушване на вени промяната в обема на част от тялото, например ръката, се измерва непрекъснато. След като вените се затворят чрез външна компресия, притокът на кръв може да се изчисли чрез определяне на промяната в обема за определен период от време: Кръвният поток = V/t [54].
27 Глава 2 Теоретични основи - Psoriasis Vulgaris 22 външно приложение обезпечено. Той обаче има само тесен терапевтичен диапазон и дразненето често е неизбежно. UV светлината може да се използва и при терапия на псориазис. Антипсориатичният ефект се основава на инхибиращия ефект на UV светлината върху увеличения синтез на ДНК в пролиферационно активния псориатичен епидермис. UV терапията може да се комбинира и с фотосенсибилизиращи вещества като фотохимиотерапия. 8-Methyloxypsoralen (8-MOP) се използва орално или локално и след това кожата се облъчва с UV светлина, обикновено с UV-A като PUVA терапия (psoralen + UVA). Механизмът на действие се основава на факта, че UV светлината активира псорален, който е включен в ДНК и инхибира синтеза на ДНК в епидермиса. В много тежки случаи и продължителни хронични състояния, след претегляне на ползите и рисковете, може да се опита вътрешна терапия с глюкокортикоиди, цитостатици като метотрексат, азарибин или азотиоприм и ретиноиди [16,97].
37 Глава 3 Методи - Едномерна лазерна доплер флуксметрия 32 често не е възможно да се анализира целия честотен спектър в БПФ, в зависимост от часовата ос, в която се показва изходната крива, която трябва да се анализира, по-вероятно е да се виждат вълните с по-ниска честота или по-високочестотните, а също и в БПФ представим. Следователно бяха извършени поне три FFT анализа с три различни честоти на оригиналния файл. Напр. нискочестотните вълни могат да се видят много ясно на фиг.3.2, докато импулсно синхронните по-високочестотни вълни на фиг.3.3. И двете фигури показват една и съща крива с различни времеви оси. На фиг. 3.2 времевата ос е настроена на 5 Hz, спектърът на възможните честоти, които могат да бъдат анализирани с помощта на FFT, варира от 0,02-2,5 Hz (1,2-150 цикъла/мин), на фиг. 3.3 с времева ос на 10 Hz, от друга страна, от 0,04-5 Hz (2,4-300 цикъла/мин). БПФ на тези криви са показани на фигури 3.4 и 3.5; На фиг. 3.4 можете да видите ниската честота с 5.5 цикъла/мин, а на фиг. 3.5 импулсно синхронната с 84 цикъла/мин.
38 Глава 3 Методи - Едномерна лазерна доплер флуксметрична графика: Flux f в [AU] 2-ра графика: Концентрация на еритроцитите c в [AU], 3-та графика: Скорост на еритроцитите (не е показана тук) 4-та графика: Кожна температура t в [C] Скоростта и концентрацията не могат да бъдат показани едновременно. Червени криви: лезиална кожа, черна крива: нелезиална кожа Фиг. 3.2: Раздел на измерване на LDF при пациент с псориазис преди началото на терапията Потокът в болната кожа е значително по-висок от този в здравата кожа и е обект на по-големи колебания. Нискочестотните вълни с около 6 цикъла/мин могат да се видят много ясно.
39 Глава 3 Методи - Едномерна лазерна доплер флуксметрична графика: Flux f в [AU], 2-ра графика: Концентрация на еритроцитите c в [AU], 3-та графика: Скорост на еритроцитите (не е показана тук), 4-та графика: Температура на кожата t в [C] Скоростта и концентрацията не могат да бъдат показани едновременно. Червени криви: кожа с увреждане, черни криви: кожа без увреждане Фиг. 3.3: Извадка от същото измерване на LDF, както на фиг. 3.2 с модифицирана времева ос. Часовата ос на кривите на фиг. 3.2 е променена, така че импулсно-синхронните вълни са по-видими . Пулсиращи вълни с приблизително 84 цикъла/мин могат да се видят в лесионните и нелезионалните точки за измерване.
40 Глава 3 Методи - Едномерна лазерна доплер флуксметрия 35 Фиг. 3.4: БПФ на кривата на потока на точката на увреждане от фиг. Големият пик в началото на кривата представлява черната кутия със смущаващите сигнали, той не се използва. Следващият пик е при 0,092 Hz (5,5 цикъла/мин), той показва вълните, които вече могат да се видят визуално на фиг. 3.2.
41 Глава 3 Методи - Едномерна лазерна доплер флуксметрия 36 Фиг. 3.5: FFT на кривата на потока на точката на измерване на лезиона от фиг. Големият пик в началото на кривата представлява черната кутия със смущаващите сигнали, той не се използва. Следващият пик е при 1.4 Hz (84 цикъла/мин), той показва импулсно-синхронните вълни, които могат да се видят визуално на фиг. 3.2 и фиг. 3.3.
42 Глава 3 Методи - Лазерно доплер перфузионно изображение Лазерно доплер перфузионно изображение Прототипът на лазерна доплер перфузия с висока разделителна способност PIM 1.0, LDI 3.1 (Lisca Development, Linköping, Швеция) е използван като второ устройство, виж Фигура 3.6. По-нататък това устройство ще се нарича LDPI устройство. Софтуерът и хардуерът са модифицирани в сравнение с предлагания в продажба LDPI, което води до подобрена странична разделителна способност от 200 µm. Устройството LDPI използва лазерно-лъчево индуциран He-Ne с дължина на вълната 632,8 nm. Устройството LDPI е прикрепено към свободно подвижно рамо и може да се държи над кожата във всяко положение. Устройството не докосва кожата по време на измерването. Разстоянието от главата на скенера до кожата беше избрано да бъде 8 cm. Фиг. 3.6: Устройството LDPI LDPI е прикрепено към свободно подвижно рамо и може да се държи над кожата във всяко положение. Измерените стойности се препращат към компютъра чрез оптоизолационния блок.
44 Глава 3 Методи - Лазерно доплер перфузионно изобразяване 39 изчисляването на нехомогенността на стойностите на потока в кожата на лезии и нелезии с помощта на компютърна програма за оценка (повече за изчисляването на нехомогенността в глава 3.2.3). Фиг. 3.7: LDPI изображение на мястото на увреждане при пациент с атопичен дерматит преди започване на терапията. Въпреки че цялото изображение е измерено на мястото на лезията, има повишен кръвен поток в центъра на лезията. Средното изображение на потока е 0,97 ± 0,6 AU.