Спосіб оцінки морфофункціонального стану структури шкіри

Винахід належить до медицини, а саме до дерматології і може бути використаний для оцінки ефективності терапії та перебігу дерматозів різного генезу шляхом оцінки морфофункціональної характеристики структури шкіри. На сьогодні у дерматологічній практиці відомо досить способів, які використовуються для оцінки морфо-функціонального стану структури шкіри і підлеглих тканин, які включають пальпаторне дослідження і біопсію [Кожные и венерические болезни. Под ред. Ю. К. Скрипкина, в 4т., Т. 1, с.152]. Первинна оцінка стану шкіри виконується візуально на основі уражених ділянок з інтактними, або шляхом зіставлення з раніше баченими зразками здорової й ураженої шкіри [Кожные и венерические болезни. Под ред. Ю. К. Скрипкина, в 4т., Т. 1, с. 149]. Такий метод простий, неінвазивний, але досить суб'єктивний і часто малоінформативний, тому що сприймання тяжкості ураження і морфо-функціонального стану шкіри у різних людей може розрізнятися не лише в силу фізіологічних особливостей лікаря, який проводить обстеження, але й практичного досвіду професійної діяльності. Пальпаторне обстеження допомагає оцінити характер поверхні шкіри та її стан, тургор, особливості розташування елементів висипу, глибину залягання осередків ураження, пружні властивості тканини, утягненої в патологічний процес, дає можливість простежити динаміку захворювання [Кожные и венерические болезни. Под ред. Ю. К. Скрипкина, в 4 т., Т. 1, с. 149]. Даний спосіб обраний за прототип як найближчий з існуючих у нинішній час неінвазивних способів дослідження морфо-функціональної структури шкіри. Пальпаторному обстеженню шкіри хворих присутні ті ж самі достоїнства і недоліки, що й візуальному огляду суб'єктивність сприйняття одержаних даних. Найінформативнішим і об'єктивним методом отримання інформації про морфологічну структуру тканини є біопсія, але даний метод інвазивний, досить тривалий щодо виконання і не дає інформації про біомеханічні властивості тканин [Кожные и венерические болезни. Под ред. Ю. К. Скрипкина, в 4 т., Т. 1, с. 156]. Неможливе також багаторазове його використання у короткий проміжок часу. Таким чином, не існує на сьогодні вірогідних неінвазивних методів оцінки морфофункціонального стану структури шкіри. Винахід вирішує задачу вибору інформативного параметру, який би дозволяв неінвазивно і об'єктивно оцінювати морфо-функціональні характеристики структури шкіри. Поставлена задача розв'язується тим, що спосіб морфо-функціонального стану структури шкіри включає вплив на поверхню тіла організму фізичного агента і аналіз результатів взаємодії, при цьому за фізичний агент використовують потік струменя повітря, індукуючи при цьому резонансні механічні коливання (РМК) шкіри з подальшою інтерпретацією частотноамплітудного аналізу акустичних імпульсів, які генеруються у процесі впливу, для чого оцінюють спектрограму і трьохмірну візуалізацію звуку на ділянках, уражених патологічним процесом, потім порівнюють їх з показниками здорової шкіри, які приймають за норму, після чого роблять висновок про морфо-функціональний стан структури шкіри. Новим у заявленому рішенні є використання за інформативний параметр морфофункціонального стану структури шкіри акустичних характеристик індукованих резонансних коливань шкіри. Вибір запропонованого інформативного параметра зумовлений специфічними процесами у біологічних системах, якими є коливальні і хвильові процеси резонансного характеру, тому що властивості визначаються біомеханічними властивостями коливаючих тканин, тобто їх розтяжністю, щільністю, пружністю, взаєморозташуванням клітинних елементів, станом волокнистого каркасу тканини [Фролов В. К., Миркин А. С., Машанский В. Ф. и др. Вибрационная биомеханика. Использование вибраций в биологии и медицине. - М. Наука, 1989. - с. 7]. Використання за інформативний параметр для оцінки морфо-функціонального стану структури шкіри акустичних характеристик пояснюється так. Резонансні коливання шкіри і підлеглих тканин є такими, які найлегше піддаються спостереженню, тобто коливальні процеси на межі організму та навколишнього середовища. Резонансні механічні коливання (РМК) шкіри призводять до виникнення подовжніх та поперечних хвиль, які поширюються від місця їх індукції [Фролов В. К., Миркин А. С., Машанский В. Ф. и др. Вибрационная биомеханика. Использование вибрации в биологии и медицине. - М. Наука, 1989. - с. 8]. Поперечні хвилі утворюють на поверхні шкіри поверхневі акустичні хвилі (ПАХ), за типом хвиль Релея з вертикальною поляризацією. Властивості ПАХ визначаються особливостями шкіри і підлягаючої тканини, яка утягується у хвильовий процес. Таким чином, будь-які змінення у структурі шкіри та підлеглій тканині відіб'ються на властивостях хвилі - її форми, амплітуді, частотних характеристиках гармонік, які складають ряд Фур'є даної хвилі. Відомо, що будь-який шумний сигнал, який відводиться від біологічного об'єкта, може нести цінну інформацію про стан організму та його взаємодію з різними факторами середовища. ПАХ передають коливання повітрю, яке межує з поверхнею шкіри, і призводить до утворення акустичних імпульсів (АІ), причому параметри АІ будуть залежати від властивостей ПАХ шкіри, і відповідно будуть змінюватись при будь-яких зміненнях у шкірі. Індукцію резонансних механічних коливань шкіри можна здійснити за допомогою неколивального джерела енергії - струменя потоку повітря, яка проходить через спеціальну насадку під тиском 8-Ю кПа, у безпосередній близькості від поверхні шкірних покривів. Взаємозв'язок потоку повітря у місці зіткнення із шкірними покривами створює активну контрольну систему з елементами зворотнього зв'язку, в якому струмінь повітря є лише джерелом енергії, а біофізичні властивості шкіри - виконавчим і керуючим елементом впливу. При наближенні робочої насадки до відстані декількох міліметрів (Lопт) виникає сукупність сил з різними векторами спрямованості впливу. Динамічний тиск повітря зумовлює відштовхуючу силу від присадки, а паралельний поверхні тіла потік визначає локальне падіння статичного тиску повітря і виникнення притягуючої сили. Дані різноспрямовані сили призводять до обмеженого змінення взаєморозташування поверхневих шарів шкіри і виникнення протидіючих сил пружності, які намагаються призвести м'які тканини у початковий стан рівноваги. Взаємодія перерахованих вище сил призводить до самозбудження РМК шкіри і підлеглих тканин [Кушнир А. Е. Теоретические основы метода биорезонансной стимуляции // Вестник физиотерапии и курортологии. - Евпатрия, 1999. - Т.3. - с. 6]. Частота коливань визначається властивостями системи, у даному випадку щільністю і пружністю шкіри, товщиною дерми і гіподерми, станом волокнистого каркасу дерми. Будь-який патологічний процес у шкірі викличе змінення клітинної структури, змінення щільності тканини та розташування клітинних елементів, локального розтяжіння і пружності, тобто змінить ті фактори, які визначають характеристики резонансних хвильових процесів у шкірі. Змінення в характеристиках ПАХ шкіри відіб'ються на властивостях індукованих АІ, отже змінення у будові шкіри можна фіксувати шляхом аналізу змінень у характеристиках АІ. Аналізуючи акустичні властивості індукованих АІ, виявляється можливість отримати дані про властивості ПАХ і, відповідно, про змінення морфо-функціонального стану шкіри, порівняно з еталоном або оточуючими інтактними ділянками. Найінформативнішим показником, який відображує властивості АІ, є його частотний спектральний аналіз і трьохмірна візуалізація. Спосіб ілюстрований рисунками, де на фіг.1 зображена трьохмірна візуалізація звуку працюючого апарата БРС-2М; на фіг.2 - спектрограма звуку працюючого апарата БРС-2М; на фіг.3 - трьохмірна візуалізація РМК інтактних ділянок шкіри передньої поверхні живота хворої на обмежену бляшкову склеродермію; на фіг.4 - спектрограма РМК інтактних ділянок шкіри передньої поверхні живота хворої на обмежену бляшкову склеродермію; на фіг.5 - трьохмірна візуалізація РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію перед початком терапії; на фіг. 6 - спектрограма РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію перед початком терапії; на фіг.7 - трьохмірна візуалізація РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію через 14 днів після початку терапії; на фіг.8 - спектрограма РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію через 14 днів після початку терапії; на фіг.9 - трьохмірна візуалізація РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію через 28 днів після початку терапії. на фіг.10 - спектрограма РМК осередку ураження хворої на обмежену бляшкову склеродермію через 28 днів після початку терапії. Спосіб здійснюється таким чином. Для запису і обробки даних, одержаних за допомогою індукції РМК шкіри, необхідний комп'ютер класу Pentium, звукова карта 16 Bit, широкосмуговий мікрофон, програмний спектроаналізатор. Резонансні коливання викликаються, наприклад, методом біорезонансної стимуляції, для чого використовують апарат БРС-2М (НИОКБ НЕССИ м. Дніпропетровськ). Підготовка апарата до роботи здійснюється згідно до інструкції медичного апарата біорезонансної стимуляції БРС-2М (8916.00.00.000 Ф). Режим роботи середній (режим № 2), робоча насадка № 2 (середня). Вплив виконують на місці дослідження морфо-функціонального стану шкіри. Мікрофон встановлюють на відстані 35 см від місця індукції коливань. Хворого укладують на кушетку. Після включення апарата знімають показники без збудження РМК шкіри, для оцінки шуму, який створюється апаратом, і подальшого його урахування в оцінці даних. Первісно резонансні коливання викликають на інтактних ділянках шкіри пацієнта, які прилягають до осередку ураження. Після збудження стійких резонансних коливань на місці дослідження, виконують запис отриманих акустичних ефектів протягом 30сек. на персональний комп'ютер. Одержані дані аналізують за допомогою програмного спектроаналізатора SpectraLAB. Оцінюють спектрограму і трьохмірну візуалізацію АІ. Потім на місці розвитку патологічного процесу на шкірі впливають звуковим коливанням за допомогою приладу БРС-2М у режимі № 2 (середній), насадка № 2 (середня) протягом 30сек. Одержані дані аналізують за допомогою програмного спектроаналізатора SpectraLAB. Результати порівнюють з показниками, одержаними на інтактній шкірі. Для простеження динаміки репаративних змінень у шкірі в процесі лікування порівнюють дані з осередків ураження і здоровою шкірою з проміжками у 10 - 14 днів. Приклади конкретного виконання способу. Запис звукових коливань та їх оброблення здійснюється за допомогою широкосмугового мікрофону NAIKO М22РС і комп'ютера класу Pentium 3 з материнською платою на базі 1815 з влаштованим звуковим кодеком AVANCE АС97 AUDIO. Приклад 1. Хвора Івашина І., 1954 р. н., поступила у клініку ОШВД м. Донецька з діагнозом: обмежена бляшкова склеродермія, прогресуюча стадія. Анамнез: хворіє протягом 7 років після сильного переохолодження. З 1999 р. періодично проходить курси з лікування на денному стаціонарі ОШВД. Одержувала системну терапію: Дпеніциламін, тренал, есенцеале, вітаміни В6, В12, скловидне тіло. Зовнішньо 10% водний розчин димексиду, потім суміш мазей у пропорції 1 : 1 - індовазинова та целестодерм. Об'єктивно: патологічний процес носить розповсюджений характер, симетричний. Локалізується на шкірі передньої поверхні грудної клітковини, молочних залоз, передньої та бокової поверхонь живота, поперекової області, передпліччях. Висипання представлені осередками ураження у вигляді множинних плямистих елементів округлої і полігональної форм, розмірами до 2/3 долоні, з чіткими межами, з фіалковим або бузковим відтінком, частина осередків ущільнена, шкіра над ними не збирається у зморшку, кольору слонової кістки. До початку терапії хворій призначено обстеження морфо-функціонального стану структури шкіри методом акустичного аналізу РМК шкіри. Оцінювались властивості шкіри на передній поверхні живота. Первісне знімали показання працюючого апарата без впливу на шкіру пацієнта. Спектрограма і трьохмірна візуалізація має такий вигляд (фіг.1, 2). Виявляються чіткі коливання, які повторюються з частотою 220Гц. У подальшому гармоніки з даною частотою в аналізі не враховуються. Для отримання картини норми морфофункціонального стану для даної хворої викликались РМК на прилеглій до осередку інтактній шкірі. На інтактній шкірі акустичний спектр АІ і трьохмірна візуалізація має виражені специфічні особливості. В силу чіткого структуювання здорової шкіри спектрограма показує чітку наявність груп гармонік, починаючи від 50Гц і закінчуючи 9кГц (фіг.3, 4). Найбільш високоамплітудна група гармонік є основною і визначає частоту повторення АІ, тобто відповідає за частотою РМК шкіри. Решта гармонік є обертонами і визначає тональність АГ Потім викликали індукцію РМК в області осередку ураження. На спектрограмі видно відсутність чітких ритмічних коливань, спостерігається наявність одиничних низькоампулярних АІ без чіткої картини лінійної спектрограми (Фіг.5, 6). Дана картина спектрограми і трьохмірної візуалізації свідчить про значне змінення пружніх властивостей шкіри і неможливість викликати стійкі РМК в режимах, адекватних для здорової шкіри, що відповідає картині обмеженої бляшкової склеродермії у стадії вираженого склерозу. Хворій призначена системна терапія: Купреніл по 0,25 1 рази на день. Зовнішнє лікування - мазь "Вобемугос", починаючи з 3-го сеансу біорезонансної стимуляції. Біорезонансна стимуляція призначувалась за такою методикою: Режим № 2 (середній), при нестійких РМК № 3 (високий). Насадка №2 (середня). Вплив на паравертебральні і шийно-воротникову зони уперше 3 процедури протягом 5 хвилин, подальші сеанси по 10 хвилин. На осередки ураження перші 3 процедури сумарний вплив 10 хвилин, подальші сеанси 15 хвилин. З 3-го сеансу перед впливом застосовувалась мазь "Вобемугос". Після 3-го сеансу хвора відзначила покращання загального стану. Об'єктивно до 5-го сеансу відзначився перехід до стаціонарності процесу - зменшення лівідності і блиску висипання. Регресування бузкового обідка по периферії. Через 10 днів після початку терапії спектрограма і трьохмірна візуалізація мала такий вигляд (Фіг.7, 8). На спектрограмі і трьохмірній візуалізації видно з'явлення настійких РМК, які мають спектр, що наближається до лінійного. Дана картина свідчить про зменшення склерозу в осередках і показує позитивну динаміку патологічного процесу, що свідчить про адекватність проведеної терапії. До 10 сеансу різке зменшення ущільнених осередків і перехід захворювання у стаціонарний стан. Через 14 днів після закінчення терапії на місці загоєних осередків виявляється атрофія, що є завершенням даного захворювання. Спектрограма і трьохмірна візуалізація має такий вигляд (Фіг.9, 10). На спектрограмі відзначається низькоамплітудний лінійчастий спектр, який показує наявність регулярних РМК, що вказують на часткове відновлення морфо-функціонального стану шкіри після проведеної терапії. Спектрограма і трьохмірна візуалізація на стала ідентичною здоровій шкірі (Фіг.3, 4), що зумовлено патогенетичними особливостями даного захворювання, але позитивна динаміка показує адекватність терапії і сприятливий кінець дерматозу у даної хворої. Віддалені результати спостережень свідчать про стійку ремісію протягом 5 місяців. Таким чином, оцінка морфо-функціонального стану структури шкіри методом акустичного аналізу індукованих РМК шкіри дозволяє об'єктивно оцінити змінення у структурі шкіри при дерматозах різного генезу, простежити динаміку репаративних процесів терапії, показує більш вищу ефективність, ніж використання методів, які раніше застосовувались у дерматологічній практиці, що зумовлено такими факторами: - використання в основі діагностичного методу специфічних для організму коливальних процесів резонансного характеру; - відсутність в оцінці діагностичних параметрів суб'єктивних факторів; - неінвазивність методу і можливість неодноразового застосування; Розроблений метод оцінки морфо-функціонального стану шкіри дозволяє оптимізувати діагностичний процес у дерматологічній практиці. Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 Фіг. 8 Фіг. 9 Фіг. 10