Оптическая тканевая оксиметрия: проблемы применения в функциональной диагностике
Аннотация
Оптическая тканевая оксиметрия является перспективным неинвазивным методом оценки оксигенации периферических тканей. Метод основан на спектрофотометрии в ближнем инфракрасном диапазоне. Опубликованы данные об успешном применении метода в неврологии, неона-тологии, ряде других медицинских дисциплин. Несмотря на очевидные достоинства, метод обладает рядом ограничений. В обзорной работе рассмотрены некоторые из них. Также изложены результаты моделирования оптического тракта тканевого оксиметра, которые подтверждают данные об ограничениях метода.
Об авторах
А. П. Тарасов
Московский физико-технический институт (Государственный университет)
Россия
Россия
А. И. Егоров
Московский физико-технический институт (Государственный университет)
Россия
Россия
Д. В. Дроздов
Московский физико-технический институт (Государственный университет)
Россия
Россия
Список литературы
1. Афанасьев А.И., Рогаткин Д.А., Сергиенко А.А., Шумский В.И. Методики и аппаратура неинвазивной оптической тканевой оксиметрии. Материалы XXVI Школы по когерентной оптике и голографии, 2008; с. 505-513.
2. Рогаткин Д.А., Лапаева Л.Г., Быченков О.А., Терещенко С.Г., Шумский В.И. Основные источники погрешностей в неинвазивной медицинской спектрофотометрии. Ч. 1. Физико-технические источники и факторы погрешностей. Измерительная техника, 2013; № 2: 61-67.
3. Рогаткин Д.А., Лапаева Л.Г., Быченков О.А., Терещенко С.Г., Шумский В.И. Основные источники погрешностей в неинвазивной медицинской спектрофотометрии. Ч. 2. Медико-биологические факторы погрешностей. Измерительная техника, 2013; № 4: 66-71.
4. Тарасов А.П., Вишнякова М.В. (мл.), Ивлиева А.Л., Давыдов Д.В., Подрез Д.В., Рогаткин Д.А., Вишнякова М.В. Технология мультиспиральной компьютерной томографии для оптической церебральной оксиметрии. Альманах клинической медицины, 2015; 43: 52-57.
5. Chen B., Benni P., inventors; Cas Medical Systems, Inc., assignee. Method for spectrophotometric blood oxygenation monitoring. United States patent US 7072701 B2. 2006 July 4.
6. Chuang Ch., Lee Y., Chen Ch., Hsieh Y., Liu T., Sun Ch. Patient-oriented simulation based on Monte Carlo algorithm by using MRI data. BioMed. Eng. OnLine 2012, 11: 21.
7. Dix L., van Bel F., Baerts W., Lemmers P. Comparing near-infrared spectroscopy devices and their sensors for monitoring regional cerebral oxygen saturation in the neonate. Pediatr Res., 2013; 74(5): 557-563.
8. Edmonds H., Ganzel B., Austin E. Cerebral oximetry for cardiac and vascular surgery. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 2 004; 8: 147-166.
9. Erzen M., Jelic M., Gornik A., Podbregar M., Grosek S. Near infrared spectroscopy tissue oxygenation in infants with bronchiolitis during mechanical ventilation and spontaneous breathing. Signa Vitae, 2014; 9(2): 15-24.
10. Farouk A., Karimi M., Henderson M., Ostrowsky J., Siwik E., Hennein H. Cerebral regional oxygenation during aortic coarctation repair in pediatric population. European Journal of Cardio-thoracic Surgery, 2008; 34: 26-31.
11. Fellahi J., Butin G., Fischer M., Zamparini G., Gérard J., Hanouz J. Dynamic evaluation of near-infrared peripheral oximetry in healthy volunteers: a comparison between INVOS and EQUANOX. J. Crit. Care., 2013; 28(5): 881.
12. Fuhrman B., Zimmerman J. Pediatric Critical Care. Elsevier Health Sciences, 2011.
13. Fukui Y., Ajichi Y., Okada E. Monte Carlo prediction of near-infrared light propagation in realistic adult and neonatal head models. Appl. Opt., 2003; 42(16): 2881-2887.
14. Gottlieb E., Fraser C., Andropoulos D., Diaz L. Bilateral monitoring of cerebral oxygen saturation results in recognition of aortic cannula malposition during pediatric congenital heart surgery. Paediatr. Anaesth., 2006; 16: 787-789.
15. Grocott H., Davie S. Future uncertainties in the development of clinical cerebral oximetry. Frontiers in Physiology, 2013; 4: 360.
16. Hyttel-Sorensen S., Hessel T., Greisen G. Peripheral tissue oximetry: comparing three commercial near-infrared spectroscopy oximeters on the forearm. J. Clin. Monit. Comput., 2014; 28(2): 149-155.
17. Janelle G., Mnookin S., Gravenstein N., Martin T., Urdaneta F. Unilateral cerebral oxygen desaturation during emergent repair of a DeBakey type 1 aortic dissection: potential aversion of a major catastrophe. Anesthesiology, 2002; 96: 1263-1265.
18. Jobsis F. Noninvasive infrared monitoring of cerebral and myocardial oxygen sufficiency and circulatory parameters. Science, 1977; 198: 1264-1267.
19. Lee J., Park Y., Kim H., Kim J. Comparison of two devices using near-infrared spectroscopy for the measurement of tissue oxygenation during a vascular occlusion test in healthy volunteers (INVOS® vs. InSpectra™). J. Clin. Monit. Comput., 2015; 29(2): 271-278.
20. Li T., Gong H., Luo Q. Visualization of light propagation in visible Chinese human head for functional near-infrared spectroscopy. J. Biomed. Opt., 2011; 16(4), 045001.
21. Moerman A., Wouters P. Near-infrared spectroscopy (NIRS) monitoring in contemporary anesthesia and critical care. Acta anaesthesiologica Belgica, 2010; 61(4): 185-194.
22. Nonin Medical. Operator’s Manual Model 7600 (Equanox), p. 55, 2011.
23. Okada E., Delpy D. Near-infrared light propagation in an adult head model. II. Effect of superficial tissue thickness on the sensitivity of the near-infrared spectroscopy signal. Appl. Opt., 2003; 42(16): 2915-2922.
24. Scheeren T., Schober P., Schwarte L. Monitoring tissue oxygenation by near infrared spectroscopy (NIRS): background and current applications. J. Clin. Monit. Comput., 2012; 26(4): 279-287.
25. Son I., Yazici B. Near infrared imaging and spectroscopy for brain activity monitoring. In “Advances in sensing with security applications”. Springer, 2006; 341-372.
26. Strangman G., Franceschini M., Boas D. Factors affecting the accuracy of near-infrared spectroscopy concentration calculations for focal changes in oxygenation parameters. NeuroImage, 2003; 18: 865-879.
27. Young A., Germon T., Barnett N., Manara A., Nelson R. Behaviour of near-infrared light in the adult human head: implications for clinical near-infrared spectroscopy. Br. J. of Anaesth., 2000; 84 (1): 38-42.
28. Uludag K., Kohl M., Steinbrink J., Obrig H., Villringer A. Cross talk in the Lambert-Beer calculation for near-infrared wavelengths estimated by Monte Carlo simulations. J. Biomed. Opt., 2 002; 7: 51-59.
Рецензия
Для цитирования:
Тарасов А.П., Егоров А.И., Дроздов Д.В. Оптическая тканевая оксиметрия: проблемы применения в функциональной диагностике. Медицинский алфавит. 2017;2(22):48-52.
For citation:
Tarasov A.P., Egorov A.I., Drozdov D.V. Optical tissue oximetry: problems of application in functional diagnostics. Medical alphabet. 2017;2(22):48-52. (In Russ.)
Просмотров:
578
Послать статью по эл. почте 