Сигнал потоку лазерної доплерівської флоуметрії та лазерної доплерівської перфузійної візуалізації при псоріазі

1 З дерматологічної клініки Університетської клініки лікарні Святого Йосифа Рурського університету в Бохумі Директор: проф. мед. П. Альтмайєр Сигнал потоку лазерної допплерівської флоуметрії та лазерної допплерівської перфузійної візуалізації при псоріазі вульгарному та атопічному дерматиті інавгураційна дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медицини вищого медичного факультету Рурського університету в Бохумі, представлена ​​Нейлою Акюз- Гулер з Бохума 2003

доплерівської

2 декан: проф. мед. Г. Мур Доповідач: Прив.-доз. Лікар. мед. М. Штюкер Співреферент: Проф. мед. День усного іспиту Л. Хайзера:

3 Зміст 1. Вступ Теоретичні основи Анатомія та фізіологія шкіри Мікроциркуляція шкіри Вазомоція Методи обстеження мікроциркуляції Вульгарний псоріаз Методи атопічного дерматиту Одновимірна лазерна доплерівська флюксметрія Лазерна доплерівська перфузійна візуалізація Структура дослідження Пацієнти Процедура випробування Модальність результатів Оцінка Результати Середній потік Порівняння пристроїв флюсів Аналіз частоти LDF та LDPI Обговорення Кровотік при вульгарному псоріазі Кровотік при атопічному дерматиті Порівняння кровотоку при псоріазі та атопічному дерматиті Неоднорідність кровотоку при псоріазі та атопічному дерматиті I.

4 6.5 Порівняння приладів для вазомотування LDF та LDPI при вульгарному псоріазі та атопічному дерматиті Короткий зміст Бібліографія Список рисунків Перелік таблиць Подяки Висловлення резюме. 91 II

5 Список абревіатур Рис. AD AU AVA CVI FT FFT HF LAS LDPI LDF LF Max MST min Min MW pavk SD s Tab. Рисунок Атопічний дерматит довільні одиниці, довільні одиниці Артеріовенозні анастомози Хронічна венозна недостатність Трансформація Фур'є Швидке перетворення Фур'є -Допплерівська перфузійна візуалізація лазерна допплерівська флоуметрия/лазерний доплерівський витратомір низька частота максимальна мінімальна тривалість дерево хвилина мінімальна середня периферична артеріальна хвороба стандартне відхилення друга Таблиця III

7 Глава 1 Вступ 2 1. Чи можна зафіксувати загоєння запальних шкірних змін за допомогою методів вимірювання LDF та LDPI? 2. Чи можна показати різницю в перфузії між шкірою, що ушкоджує шкіру, та шкірою, що не є травмою? 3. Як просторова неоднорідність перфузії проявляється в процесі загоєння та між шкірою, що ушкоджується та не лесіює? 4. Чи існують відмінності у схемі вазомоції під час загоєння, а також між шкірою, що ушкоджує та не уражує шкіру? 5. Чи існують відмінності у перфузії шкіри, просторовій неоднорідності та моделях вазомоцій між вульгарним псоріазом та атопічним дерматитом? 6. Чи існують специфічні відмінності між пристроями між двовимірним LDPI та одновимірним LDF?

19 Розділ 2 Теоретичні основи - Методи дослідження мікроциркуляції 14 Транспортування потоку крові від шкіри, наприклад, виділення назовні через потові пори, транспортування через лімфатичну систему та ретроградний дренаж у вени [84]. Оскільки температура шкіри, серед іншого, залежить від кровообігу в шкірі, термографічні методи використовуються для непрямого вимірювання кровотоку. Температуру шкіри можна виміряти за допомогою різних методів, таких як контактні термометри або далекомірні інфрачервоні термометри [3]. При плетизмографії при закупорці вен зміна об’єму частини тіла, наприклад кисті, вимірюється безперервно. Після того, як вени були закриті зовнішнім стисненням, кровотік можна розрахувати, визначивши зміну об’єму за певний проміжок часу: Потік крові = В/т [54].

27 Розділ 2 Теоретичні основи - Psoriasis Vulgaris 22 зовнішнє застосування забезпечене. Однак він має лише вузький терапевтичний діапазон, і подразнення часто не уникнути. Ультрафіолетове світло також можна використовувати при терапії псоріазу. Антипсоріатичний ефект заснований на інгібуючій дії УФ-світла на посилений синтез ДНК в активному проліферації псоріатичному епідермісі. УФ-терапія також може поєднуватися з фотосенсибілізуючими речовинами як фотохіміотерапія. 8-метилоксипсорален (8-MOP) застосовують перорально або місцево, а потім шкіру опромінюють ультрафіолетовим світлом, як правило, UV-A як PUVA-терапію (псорален + UVA). Механізм дії заснований на тому, що УФ-світло активує псорален, який включається в ДНК і пригнічує синтез ДНК в епідермісі. У дуже важких випадках та затяжних хронічних станах після зважування користі та ризиків можна спробувати провести внутрішню терапію глюкокортикоїдами, цитостатиками, такими як метотрексат, азарибін або азотіоприм, та ретиноїдами [16,97].

37 Розділ 3 Методи - Одновимірна лазерна доплерівська флюксметрія 32 часто неможливо проаналізувати весь частотний спектр в БПФ, залежно від тимчасової осі, на якій відображається крива вихідного сигналу, що аналізується, частіше хвилі нижчої частоти або високочастотні, а також у БПФ представницький. Тому було проведено принаймні три аналізи ШПФ з трьома різними частотами вихідного файлу. Наприклад, ви можете дуже добре побачити низькочастотні хвилі на рис.3.2, тоді як імпульсно-синхронні високочастотні хвилі на рис.3.3. Обидва малюнки показують однакову криву з різними осями часу. На рис. 3.2 осі часу встановлено 5 Гц, спектр можливих частот, які можна проаналізувати за допомогою БПФ, коливається від 0,02-2,5 Гц (1,2-150 циклів/хв), на рис. 3.3 - осі часу 10 Гц, однак, від 0,04-5 Гц (2,4-300 циклів/хв). ШПФ цих кривих показаний на рис. 3.4 та 3.5; На рис. 3.4 ви можете бачити низьку частоту з 5,5 циклів/хв, а на рис. 3,5 - імпульс, синхронний з 84 циклами/хв.

38 Розділ 3 Методи - Одновимірна лазерна доплерівська флуксметрія Графік: Потік f в [AU] 2-й графік: Концентрація еритроцитів c в [AU], 3-й графік: Швидкість еритроцитів (тут не показано) 4-й графік: Температура шкіри t у [C] Швидкість та концентрація не можуть відображатися одночасно. Червоні криві: шкіра з ураженням, чорна крива: шкіра без ураження Рис. 3.2: Розділ вимірювання LDF у хворого на псоріаз перед початком терапії Потік у хворій шкірі значно вищий, ніж у здорової шкіри, і зазнає більших коливань. Низькочастотні хвилі приблизно 6 циклів/хв можна побачити дуже чітко.

39 Розділ 3 Методи - Одновимірна лазерна доплерівська флуксметрія Графік: Потік f в [AU], 2-й графік: Концентрація еритроцитів c в [AU], 3-й графік: Швидкість еритроцитів (тут не показано), 4-й графік: Температура шкіри t у [C] Швидкість та концентрація не можуть відображатися одночасно. Червоні криві: шкіра ушкоджень, чорні криві: шкіра, що не є ушкодженнями Рис. 3.3: Витяг з того самого вимірювання LDF, що і на рис. 3.2 із модифікованою віссю часу. Часова вісь кривих на рис. 3.2 була змінена таким чином, щоб імпульсно-синхронні хвилі були більш помітними . Пульсуючі хвилі близько 84 циклів/хв можна побачити в точках вимірювання лесіонів та нелезіоналів.

40 Розділ 3 Методи - Одновимірна лазерна допплерівська флюксметрія 35 Рис. 3.4: ШПФ кривої потоку точки пошкодження з рис. Великий пік на початку кривої представляє чорну рамку з перешкодними сигналами, вона не використовується. Наступний пік - 0,092 Гц (5,5 циклів/хв), він показує хвилі, які вже можна побачити візуально на рис. 3.2.

41 Розділ 3 Методи - Одновимірна лазерна доплерівська флюксметрія 36 Рис. 3.5: ШПФ кривої потоку вимірювальної точки лесіоналу з рис. Великий пік на початку кривої являє собою чорну рамку з інтерферуючими сигналами, вона не використовується. Наступний пік знаходиться на частоті 1,4 Гц (84 цикли/хв), він показує імпульсно-синхронні хвилі, які ви вже бачите візуально на рис. 3.2 та рис. 3.3.

42 Розділ 3 Методи - Лазерна доплерівська перфузійна візуалізація Лазерна доплерівська перфузійна візуалізація Прототип лазерної доплерівської перфузійної візуалізації високої роздільної здатності PIM 1.0, LDI 3.1 (Lisca Development, Linköping, Швеція) був використаний як другий пристрій, див. Малюнок 3.6. Далі цей пристрій буде називатися пристроєм LDPI. Програмне та апаратне забезпечення було модифіковано порівняно з комерційно доступним LDPI, що призвело до покращеної бічної роздільної здатності 200 мкм. У пристрої LDPI використовується лазерний індукований He-Ne лазерний промінь з довжиною хвилі 632,8 нм. Пристрій LDPI прикріплений до вільно рухомої руки і може утримуватися над шкірою в будь-якому положенні. Прилад не торкається шкіри під час вимірювання. Відстань від головки сканера до шкіри було обрано 8 см. Рис. 3.6: Пристрій LDPI LDPI прикріплений до вільно рухомої руки і може утримуватися над шкірою в будь-якому положенні. Виміряні значення передаються на комп'ютер через блок оптичної ізоляції.

44 Розділ 3 Методи - Лазерна доплерівська перфузійна візуалізація 39 обчислення неоднорідності значень потоку в шкірі лесіональних та нелезіальних шкірних покривів за допомогою автоматизованої програми оцінки (докладніше про обчислення неоднорідності в главі 3.2.3). Рис. 3.7: Зображення LDPI на місці ураження у пацієнта з атопічним дерматитом перед початком терапії. Незважаючи на те, що все зображення було виміряне в місці ураження, в центрі ураження спостерігається посилений кровотік. Середнє зображення потоку становить 0,97 ± 0,6 а.е.