Изменение колебательных и нелинейно-динамических процессов микроциркуляции у пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей после реваскуляризации

Цель: изучить характер изменения колебательных и нелинейно-динамических процессов в микроциркуляторном русле кожи методом лазерной допплеровской флоуметрии у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей (ОААНК) после реваскуляризации конечности.

Материал и методы. Исследованы 27 пациентов мужского пола с ОААНК до и после эндоваскулярной реваскуляризации пораженной конечности (медианный возраст –63,0 [60,0; 69,0] года). Микроциркуляцию (МЦ) кожи стопы с оценкой нелинейных динамических процессов и спектрального вейвлет-анализа колебаний кровотока исследовали методом лазерной допплеровской флоуметрии. Определяли нормированные амплитудные показатели колебаний кровотока в частотных диапазонах, отражающих: эндотелиальный, нейрогенный, миогенный, респираторный, пульсовой факторы гемоциркуляции. Рассчитывали показатели шунтирования и нутритивного кровотока. Проводили окклюзионную пробу с определением резерва капиллярного кровотока. Исследование нелинейных динамических процессов включало оценку фрактальной размерности, определение энтропии и анализ фазового портрета.

Результаты. Реваскуляризация конечности у пациентов с ОААНК приводила к улучшению клинической картины, сопровождающемуся статистически значимым ростом нутритивного кровотока (+9,7%), резервного дилатационного потенциала микрососудов (+43,2%), уменьшением артериоло-венулярного шунтирования крови (–5,0%) и снижением венозного полнокровия (–14,3%). Анализ нелинейных динамических процессов МЦ показал, что после ангиопластики на фоне сохраняющегося дефицита энергии колебательных процессов отмечалось снижение показателя фрактальной размерности (–14,3%), свидетельствуя об ограничении лабильности функциональной системы микрососудистого русла. В то же время установлено возрастание хаотизации регуляторных механизмов периферического кровотока.

Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о позитивных функциональных сдвигах МЦ русла на фоне улучшения клинической картины у пациентов с ОААНК после реваскуляризации конечности. При этом изменение параметров  нелинейной  динамики  указывает  на  компенсаторное  увеличение  хаотизации  системы  на  фоне сохраняющегося ограничения ее функциональной лабильности и дефицита энергии колебательных процессов.

1. Бекман И.Н. Нелинейная динамика сложных систем: теория и практика. Метанаука. Эволюция систем. М.; 2018.

2. Bonato P., Roy S.H., Knaflitz M., De Luca C.J. Time-frequency parameters of the surface myoelectric signal for assessing muscle fatigue during cyclic dynamic contractions. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2001; 48(7):745–53. DOI: 10.1109/10.930899.

3. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность: рук-во для врачей. М.: Либроком; 2013:496.

4. Анищенко В.С. Знакомство с нелинейной динамикой. М.: Издательство ЛКИ; 2008:224.

5. Klonowski W. From conformons to human brains: an informal overview of nonlinear dynamics and its applications in biomedicine. Nonlinear Biomed. Phys. 2007;1(1):5. DOI: 10.1186/1753-4631-1-5.

6. Henriques T., Ribeiro M., Teixeira A., Castro L., Antunes L., Costa-Santos C. Nonlinear Methods Most Applied to Heart-Rate Time Series: A Review. Entropy (Basel). 2020;22(3):309. DOI: 10.3390/e22030309.

7. Ilarraza-Lomelí H., Rius-Suárez M.D. Complexus cordis. Arch. Cardiol. Mex. 2020;91(3):327–336. DOI: 10.24875/ACM.200000391.

8. Ma Y., Shi W., Peng C.-K., Yang A.C. Nonlinear dynamical analysis of sleep electroencephalography using fractal and entropy approaches. Sleep. Med. Rev. 2018;37:85– 93. DOI: 10.1016/j.smrv.2017.01.003.

9. Зуева М.В. Нелинейные фракталы: приложения в физиологии и офтальмологии. Обзор. Офтальмология. 2014;1(1):4–11.

10. Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Кучерик А.О., Троицкий Д.П. Современные возможности анализа поведения микроциркуляции крови как нелинейной динамической системы. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010;9(1):61–67.

11. Кожевникова К.В., Малюжинская Н.В., Полякова О.В. Анализ нелинейной динамики в микроциркуляторном русле у детей с сахарным диабетом типа 1 методом лазерной допплеровской флоуметрии. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2016;58(2):127–131. URL: https://www.volgmed.ru/uploads/journals/articles/1494054472-vestnik-2016-2-2700.pdf (31.01.2023).

12. Стрельцова Н.Н., Васильев А.П. Особенности нелинейных динамических процессов и их взаимосвязь с показателями микроциркуляции у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей по данным лазерной допплеровской флоуметриии. Лазерная медицина. 2022;26(2):15–20. DOI: 10.37895/2071-8004-2022-26-2-15-20.

13. Schmid-Schönbein H., Ziege S., Grebe R., Blazek V., Spielmann R., Linzenich F. Synergetic interpretation of patterned vasomotor activity in microvascuiar perfusion: discrete effects of myogenic and neurogenic vasoconstriction as well as arterial and venous pressure fluctuations. Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1997;17(6):346–59. DOI: 10.1159/000179251.

14. Муравьев А.В., Михайлов П.В., Тихомирова И.А. Микроциркуляция и гемореология: точки взаимодействия. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2017;16(2):90–100. DOI: 10.24884/1682-6655-2017-16-2-90-100.

15. Hamlin S.K., Benedik P.S. Basic concepts of hemorheology in microvascular hemodynamics. Crit. Care Nurs. Clin. North Am. 2014;26(3):337–44. DOI: 10.1016/j.ccell.2014.04.005.

16. Гольдберг Эри Л., Ригни Д.Р., Уэст Б.Д. Хаос и фракталы в физиологии человека. В мире науки. 1990;4:25–32.

17. Isler V., Narin A., Ozer M., Perc M. Multi-stage classification of congestive heart failure basedon short-term heart rate variability. Chaos, Solitons & Fractals. 2019;118:145–151. DOI: 10.1016/j.chaos.2018.11.020.

18. Mondéjar-Guerra V., Novo J., Rouco J., Penedo M.G., Ortega M. Heartbeat classification fusing temporal and morphological information of ECGs via ensemble of classifiers. Biomedical Signal Processing and Control. 2019;47:41–48. DOI: 10.1016/j.bspc.2018.08.007.

19. Skinner J.E., Pratt C.M., Vybiral T. A reduction in the correlation dimension of heartbeat intervals precedes imminent ventricular fibrill tion in human subjects. Am. Heart. J. 1993;125(3):731–743. DOI: 10.1016/0002-8703(93)90165-6.