Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Прохорова В. Д., Кутикова О. Ю., Палагута А. М., Скрипаль А. В., Ермишин Д. В., Рытик А. П. Исследование воздействия электрических импульсов на микроциркуляцию крови артериальных сосудов методом лазерной доплеровской флоуметрии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 333-342. DOI: 10.18500/1817-3020-2025-25-3-333-342, EDN: OQWITA

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
29.08.2025
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 134)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биофизика и медицинская физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
530.182:537.86
DOI: 
10.18500/1817-3020-2025-25-3-333-342
EDN: 
OQWITA

Исследование воздействия электрических импульсов на микроциркуляцию крови артериальных сосудов методом лазерной доплеровской флоуметрии

Авторы: 
Прохорова Вероника Дмитриевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Кутикова Оксана Юрьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Палагута Алексей Михайлович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Скрипаль Анатолий Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Ермишин Дмитрий Владимирович, ООО «Клевер»
Рытик Андрей Петрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Методом лазерной доплеровской флоуметрии исследовано влияние воздействия низковольтных электрических импульсов на функционирование артериальных сосудов предплечья человека. Метод включает измерение показателя микроциркуляции крови по допплеровскому сдвигу частоты при зондировании микроциркуляторного русла лазерным излучением (регистрируется излучение, отраженное как от подвижных, так и и неподвижных компонентов ткани). Показано, что при воздействии электрических импульсов происходит увеличение миогенной компоненты спектра относительно фоновой пробы в среднем в 4 раза, что связано с изменением тонуса сосудистой стенки артериол. Выявлено также преобладание нейрогенных компонент спектра после прекращения воздействия электрических импульсов. Показано, что использование метода лазерной доплеровской флоуметрии по амплитудам спектральных гармоник ритмов колебаний сосудов позволяет количественно определять изменения в регуляции кровотока при воздействии импульсов тока.

Ключевые слова: 
лазерная доплеровская флоуметрия
электрические импульсы
микроциркуляция крови
артериальные сосуды
тонус
Благодарности: 
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 23-14-00287, https://rscf.ru/project/23-14-00287/).
Список источников: 
  1. Сердечно-сосудистые заболевания. URL: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds) (дата обращения: 12.02.2025)
  2. Глущенко В. А., Ирклиенко Е. К. Сердечно-сосудистая заболеваемость – одна из важнейших проблем здравоохранения // Медицина и организация здравоохранения. 2019. Т. 4, № 1. С. 56–63. EDN: KNGYDV
  3. Косолапов В. П., Ярмонова М. В. Анализ высокой сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности взрослого населения как медико-социальной проблемы и поиск путей ее решения // Уральский медицинский журнал. 2021. Т. 20, № 1. С. 58–64 https://doi.org/10.52420/2071-5943-2021-20-1-58-64
  4. Currie J., Ramsbottom R., Ludlow H., Nevill A., Gilder M. Cardio-respiratory fitness, habitual physical activity and serum brain derived neurotrophic factor (BDNF) in men and women // Neurosci. Lett. 2009. Vol. 451. P. 152–155. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2008.12.043
  5. Dobsák P., Nováková M., Siegelová J., Fiser B., Vítovec J., Nagasaka N., Kohzuki M., Yambe T., Nitta Shin-ichi, Eicher J.-Ch., Wolf J.-E., Imachi K. Low-frequency electrical stimulation increases muscle strength and improves blood supply in patients with chronic heart failure // Circ. J. 2006. Vol. 70, iss. 1. P. 75–82. https://doi.org/10.1253/circj/70.75
  6. Hamada T., Hayashi T., Kimura T., Nakao K., Moritani T. Electrical stimulation of human lower extremities enhances energy consumption, carbohydrate oxidation, and whole body glucose uptake // J. Appl. Physiol. 2004. Vol. 96, iss. 3, P. 911–916. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00664.2003
  7. Hamada T., Sasaki H., Hayashi T., Moritani T., Nakao K. Enhancement of whole body glucose uptake during and after human skeletal muscle low-frequency electrical stimulation // J. Appl. Physiol. 2003. Vol. 94, iss. 6. P. 2107–2112. https:// doi. org/10.1152/japplphysiol.00486.2002
  8. Hasegawa S., Kobayashi M., Arai R., Tamaki A., Nakamura T., Moritani T. Effect of early implementation of electrical muscle stimulation to prevent muscle atrophy and weakness in patients after anterior cruciate ligament reconstruction // J. Electromyogr. Kinesiol. 2011. Vol. 21, iss. 4. P. 622–630. https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2011.01.005
  9. Hoshiai M., Ochiai K., Tamura Y. Effects of whole body neuromuscular electrical stimulation device on hemodynamics, arrhythmia, and sublingual microcirculation // Heart and Vessels. 2021. Vol. 36. P. 844–852. https://doi.org/10.1007/s00380-020-01755-1
  10. Ando S., Takagi Y., Watanabe H., Mochizuki K., Sudo M., Fujibayashi M., Tsurugano Sh., Sato K. Effects of electrical muscle stimulation on cerebral blood flow // BMC Neurosci. 2021. Vol. 22. Art. 67. https://doi.org/10.1186/s12868-021-00670-z
  11. Hardy E. J., Hatt J., Doleman B., Smart T. F., Piasecki M., Lund J. N., Phillips B. E. Post-operative electrical muscle stimulation attenuates loss of muscle mass and function following major abdominal surgery in older adults: a split body randomised control trial // Age and Ageing. 2022. Vol. 51, iss. 10. Art. afac234. https://doi.org/10.1093/ageing/afac234
  12. Mukherjee S., Fok J. R., van Mechelen W. Electrical stimulation and muscle strength gains in yealthy adults: A systematic review // Journal of Strength and Conditioning Research. 2023. Vol. 37, № 4. P. 938–950. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000004359
  13. Filipovic A., Kleinöder H., Dörmann U., Mester J. Electromyostimulation – A systematic review of the influence of training regimens and stimulation parameters on effectiveness in electromyostimulation training of selected strength parameters // Journal of Strength and Conditioning Research. 2011. Vol. 25, № 11. P. 3218–3238. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e318212e3ce
  14. Wang J.-S., Chen S.-Y., Lan C., Wong M.-K., Lai J.-S. Neuromuscular electric stimulation enhances endothelial vascular control and hemodynamic function in paretic upper extremities of patients with stroke // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2004. Vol. 85, iss. 7. P. 1112–1116. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2003.11.027
  15. Corley G. J., Breen P. P., Bîrlea S. I., Serrador J. M., Grace P. A., Ólaighin G. Hemodynamic effects of habituation to a week-long program of neuromuscular electrical stimulation // Med. Eng. Phys. 2012. Vol. 34, iss. 4. P. 459–465. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2011.08.005
  16. Luck J. C., Kunselman R., Cheryl A. D. Blaha Ch. A., 1, Sinoway L. I., Cui J. Multiple laser Doppler flowmetry probes increase the reproducibility of skin blood flow measurements // Frontiers in Physiology. Section: Integrative Physiology. 2022. Vol. 13. Art. 876633. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.876633
  17. Fredriksson I., Fors C., Johansson J. Laser Doppler Flowmetry – A Theoretical Framework. Linköping : Linköping University, 2012. 22 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/238678169_Laser_Doppler_Flowmet... (дата обращения: 06.07.2025).
  18. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность. Руководство для врачей. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. 496 с.
  19. Stefanovska A., Bračič M., Kvernmo H. D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1999. Vol. 46, № 10. P. 1230–1239. https://doi.org/10.1109/10.790500
  20. Куликов Д. А., Глазков А. А., Ковалева Ю. А., Балашова Н. В., Куликов А. В. Перспективы использования лазерной допплеровской флоуметрии в оценке кожной микроциркуляции крови при сахарном диабете // Сахарный диабет. 2017. Т. 20, № 4. С. 279–285. https://doi.org/10.14341/DM8014
  21. Скрипаль Ан. В., Аль-Бадри Фаркад, Машков К. В., Усанов А. Д., Аверьянов А. П. Лазерная флоуметрия микроциркуляции крови пальца руки в зависимости от внешней температуры и положения конечности // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2023. Т. 22, № 4. С. 35–41. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2023-22-4-35-41
  22. Сидоров В. В., Рыбаков Ю. Л., Гукасов В. М., Евтушенко Г. С. Система локальных анализаторов для неинвазивной диагностики общего состояния компартментов микроциркуляторно-тканевой системы кожи человека // Медицинская техника. 2021. № 6 (330). С. 4–6. EDN: PENVNR
  23. Козлов В. И., Азизов Г. А., Гурова О. А., Литвин Ф. Б. Лазерная допплеровская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. М. : Российский университет дружбы народов, 2012. 32 с. URL: http://angiologia.ru/specialist/cathedra/recommendations/2012/001.pdf (дата обращения: 07.07.2025).
  24. Патент SU 2731802 C1 (РФ). МПК A61N 1/32 (2006/01). Способ электростимуляции мочеточника : заявл. 2019.11.15 : опубл. 2020.09.08 / Рытик А. П., Вербицкий С. М., Кутикова О. Ю. ; патентообладатель : Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2731802C1_20200908 (дата обращения: 07.07.2025).
  25. Просова Е. Е., Рытик А. П., Горемыкин В. И., Усанов Д. А., Григорьева М. М. Устройство для коррекции нарушений уродинамики верхних мочевых путей у детей с хроническим пиелонефритом // Медицинская техника. 2014. № 4 (286). С. 1–4. EDN: SYMXWP
Поступила в редакцию: 
16.04.2025
Принята к публикации: 
10.07.2025
Опубликована: 
29.08.2025
  • 292 просмотра