Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) — лаконичный способ диагностики нарушений микроциркуляторного русла, вызывающий стойкий интерес исследователей по всему миру уже не первое десятилетие. Дискуссии ведутся о его точности и информативности, в некоторых работах он признан спорным и малоэффективным, тем не менее широко распространен в международной медицинской практике и в теоретических изысканиях [1—3]. На этом принципе за рубежом и в России разработаны, серийно выпускаются и используются в медицинских учреждениях различного профиля соответствующие приборы и оборудование (фирмы «Perimed», Швеция»; «Transonic Systems, Inc.», США; «ООО НПО «ЛАЗМА», Россия и т. д.). ЛДФ имеет несомненные достоинства, к которым можно отнести неинвазивность, безопасность и простоту исследования, возможность изучения различных областей организма и проведения однократных и продолжительных измерений, быструю реакцию на сосудистые нарушения и высокую чувствительность аппаратуры [4—7].

Цель исследования микроциркуляции методом ЛДФ является определение усредненного показателя перфузии (потока крови, который пропорционален средней скорости и числу эритроцитов в области зондирования лазерным излучением) и частных показателей кровотока, связанных с перфузией. Перфузия измеряется в относительных единицах (перфузионные единицы), которые зависят от конкретного прибора (мощности и частоты излучения, объема исследуемой биоткани и пр.), от индивидуальных особенностей пациента и области исследования [8]. Показатель перфузии врачи используют для изучения динамики при исследовании конкретных процессов, но он не является показателем абсолютной скорости эритроцита в отдельном микрососуде. Данным методом также не удается идентифицировать объект исследования — микрососуд, но это и не входит в задачи исследователей. Необходимость введения относительного показателя обусловлена разнонаправленным движением эритроцитов в разных сосудах. Суть метода ЛДФ как раз и заключается в наблюдении скоростей большой группы разнородно движущихся частиц крови, оценке групповой скорости потока обобщенным показателем — перфузией, а также в выявлении в спектре получаемого многочастотного сигнала характерных закономерностей с помощью математических методов и в возможности судить о кровенаполнении ткани [9].

Микроциркуляторное русло, являясь трофическим звеном гемоциркуляции, косвенно отражает жизнеспособность тканей, их способность регенерировать, осуществлять иммунную и множество других физиологических функций, свойственных здоровым тканям организма. Нарушение тканевой перфузии не только показывает поражение исследуемого органа, но и зачастую является результатом системных процессов в организме, приводящих к тяжелым последствиям. В то же время микроциркуляторное русло, обеспечивающее все жизненно важные функции, в настоящее время менее всего доступно для динамического исследования, а известные методы оценки кровотока, такие как допплеровское ангиосканирование, инфракрасная лапароскопия с индоцианином зеленым и иные методы малоинвазивной диагностики, либо невозможны, либо малоинформативны. Диагностика тканевой перфузии чрезвычайно необходима в хирургии кишечника. Нарушение кровообращения в кишечнике может привести к ишемии тканей, гипоксии и некрозу [9].

Ранняя диагностика нарушения кровообращения в кишечнике нужна для своевременного предотвращения развития некроза и его последствий — перитонита и сепсиса. Прежде всего это актуально в хирургии, где на помощь может прийти ЛДФ, пока не получившая широкого распространения в колоректальной хирургии [1, 9]. Различные лимфопролиферативные процессы зачастую затрагивают крупные сосуды, что в значительной мере сказывается на кровообращении кишечника. В зависимости от локализации и объемов тканей, подлежащих удалению, выбирают степень радикализации оперативного вмешательства, производят резекцию, низведение кишки и образуют анастомозы, состоятельность которых во многом зависит от кровообращения в соединяемых отделах кишечника. Жизнеспособность кишечника в этой области оценивают, как правило, по субъективным признакам: визуализации кровотока по линии разреза, цвету кишки, пульсации краевого сосуда, перистальтике, что, конечно, требует объективизации, которая возможна при применении ЛДФ [10].

Разрешение зондирующих приборов, т. е. минимальный объект, который можно детектировать с их помощью, принципиально ограничен длиной волны, реализуемой ими: чем короче длина волны, тем меньше частица, поддающаяся определению. В отличие от методов диагностики, основанных на эффекте Допплера — ультразвуковых длинах волн, при измерении допплеровского сдвига частот, возникающего при зондировании ткани лазерным излучением (гелий-неоновым, λ=632,8 нм), возможно получить отраженный сигнал наибольшей амплитуды от отдельных эритроцитов из более тонкого слоя — около 1 мм. Получаемый при ЛДФ сигнал характеризует кровоток в микрососудах в объеме до 1,5 мм³ ткани. Этот слой зондирования может содержать в зависимости от типа ткани следующие звенья гемомикроциркуляторного русла: артериолы, терминальные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы и артериоловенулярные анастомозы. Выходной сигнал имеет две составляющие: постоянную и переменную. Постоянный сигнал характеризует среднюю перфузию, переменный — модуляцию кровотока, связанную с изменением просвета сосудов в результате работы активных механизмов регуляции, а также с сердечными со стороны артериол и дыхательными со стороны венул колебаниями [3, 10—12].

Применение ЛДФ позволяет получать основные показатели микроциркуляции (ПМ) — М, σ и К. М — среднее арифметическое значение ПМ, измеряемое в перфузионных единицах. Изменение М (увеличение или уменьшение) характеризует соответственно повышение или снижение перфузии. Увеличение М может быть связано как с ослаблением артериолярного сосудистого тонуса (которое ведет к увеличению объема крови в артериолах), так и с явлениями застоя крови в венулярном звене (что сопровождается повышением концентрации эритроцитов в исследуемом объеме ткани и ростом М, которое пропорционально числу эритроцитов) [4, 5]. Среднее квадратическое отклонение амплитуды колебаний кровотока от М — σ («флакс», flax) характеризует временну´ю изменчивость перфузии, отражая среднюю модуляцию кровотока во всех частотных диапазонах. Чем больше величина σ, тем глубже модуляция микрокровотока. Повышение данного показателя может быть связано как с более интенсивным функционированием механизмов активного контроля микроциркуляции, так и с учащением сердечных и дыхательных ритмов, а его снижение обычно свидетельствует об угнетении активных вазомоторных механизмов модуляции тканевого кровотока или о преобладании в регуляции тонических симпатических влияний [5—7].

При ослаблении сосудистого тонуса наблюдается рост М в результате увеличения перфузии. Увеличение объема кровотока в артериолах обусловлено поступлением большого количества эритроцитов и может привести к повышению амплитуды сердечного сокращения. При явлениях застоя крови в венулах увеличивается число эритроцитов в венулярном звене, что в случае снижения перфузионного давления приводит к увеличению амплитуды дыхательного ритма и, как следствие, к росту М и σ. В свете этого при анализе расчетных параметров соотношение между перфузией ткани и величиной ее изменчивости («флаксом») оценивается коэффициентом вариации: Kv=σ/M·l00% [5, 7].

Увеличение показателя Kv отражает улучшение микроциркуляции, так как связано с повышением «флакса» в результате активации эндотелиальной секреции, нейрогенного и миогенного механизмов контроля при практически не изменяющемся М. Расчетные параметры М, σ, Kv дают общую оценку состояния микроциркуляции крови [6].

Более детальный анализ функционирования микроциркуляторного русла проводят на втором этапе обработки допплерограмм базального кровотока при исследовании структуры ритмов колебаний перфузии крови. На данном этапе осуществляют анализ амплитудно-частотного спектра колебаний перфузии и по величинам амплитуд колебаний микрокровотока в конкретных частотных диапазонах оценивают состояние функционирования определенных механизмов контроля перфузии [7, 8].

Ритмическая характеристика колебательных процессов в системе микроциркуляции имеет большую значимость особенно в ранней диагностике при многих нозологических формах [9]. Так, потеря или изменение в допплерограмме тех или иных колебаний напрямую связаны с определенными симптомами расстройства кровотока и нарушением трофики тканей. Метод ЛДФ с применением амплитудно-частотного анализа колебаний кровотока позволяет неинвазивно оценить влияние миогенных, нейрогенных и эндотелиальных компонентов тонуса микрососудов. При этом рассчитываются показатель нейрогенного тонуса прекапиллярных резистивных сосудов, миогенный тонус артериол и прекапиллярных сфинктеров и показатель шунтирования.

В своих работах E. Chu и A. Tarnawski [10] небезосновательно заявляют, что чрезвычайно важно отслеживать изменение перфузии и оценивать состояние микроциркуляции в слизистой оболочке кишечника интраоперационно для профилактики послеоперационного ишемического колита при выполнении резекции толстой кишки по поводу рака. Основываясь на теоретических изысканиях in vitro, на жидкостных моделях и опытах на животных, глубина измерения данного метода составляет приблизительно 1 мм в тканях, схожих с человеческой кожей, а при использовании современных зондов — приблизительно до 6 мм [11]. Этого достаточно, чтобы измерить всю стенку кишечника, так как толщина толстой кишки колеблется от 2 до 6 мм [12]. Впервые ЛДФ для диагностики толстокишечной ишемии у пациентов с заворотом сигмовидной кишки применена у 72-летнего пациента с сахарным диабетом, который был доставлен в отделение неотложной помощи с клинической картиной толстокишечной непроходимости; в ходе колоноскопии под контролем допплеровского зонда диаметром 1,8 мм, который легко проходил через вспомогательный канал в стандартном эндоскопе (диаметр 2,8 мм), выявлен трансмуральный некроз стенки сигмовидной кишки, подтвержденный гистологическим исследованием [13—15].

ЛДФ в режиме реального времени — неинвазивный, непрерывный мониторинг кровотока в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, что особенно важно при оценке жизнеспособности кишечной стенки, где некроз начинается именно со слизистой оболочки [16—19]. При эндоскопическом исследовании возможно через манипуляционный канал эндоскопа провести быструю количественную и поэтому объективную оценку перфузии тканей во время колоноскопии [13, 15, 20, 21].

В колоректальной хирургии часто приходится сталкиваться с образованием трансфинктерных свищей, для ликвидации которых может применяться их лигирование в межсфинктерном слое с иссечением и перемещением слизистой оболочки или слизисто-мышечного лоскута дистального отдела прямой кишки для ликвидации внутреннего отверстия свища (TAFR). Первоначально в литературе сообщалось об успешном заживлении свищей после TAFR у 84—100% пациентов [13, 15]. Последние исследования показывают, что трансанальное низведение лоскута эффективно только у трети пациентов [14]. До сих пор никаких конкретных факторов риска несостоятельности данной операции не выявлено.

Изучением этого феномена занимались L. Mitalas и соавт. [15], выявившие значительное снижение кровотока слизистой оболочки прямой кишки после создания лоскута. Было выдвинуто предположение, что нарушение артериального потока может привести к некрозу и ретракции низведенного лоскута. С целью оценки влияния кровотока слизистой оболочки прямой кишки на исход лоскутной пластики, в период с августа 2004 г. по июнь 2007 г. была сформирована выборка из 54 пациентов (34 мужчины и 20 женщин) с выявленными транссфинктерными свищами, перенесших трансанальную лоскутную пластику. Средний возраст пациентов на момент операции составил 45 лет (диапазон 25—68 лет). Кровоток в слизистой оболочке прямой кишки определяли с помощью ЛДФ до и после создания лоскута. Устройство сочетало два оптических метода — ЛДФ и спектрофотометрию диффузного отражения в одном оптическом волокне. Взаимодействия методов не было, поскольку в них используются различные диапазоны световой волны. Применен плоский зонд с глубиной проникновения сигнала от 4 до 6 мм. В ходе ЛДФ кровоток в слизистой оболочке определяли путем анализа спектра мощности от движущихся клеток крови, вызванной допплеровским сдвигом отраженного лазерного излучения (820 нм). Перед созданием лоскута кровоток оценивали выше зубчатой линии. Во время каждого измерения (2 мин) удалось избежать давления на слизистую оболочку для предотвращения окклюзии микрососудов. Были определены погрешности измерения по сигналу падения в кривых ЛДФ и спектрофотометрии [15].

Перфузия была выражена в условных единицах. Слизисто-подслизистые лоскуты были мобилизованы на расстояние от 4 до 6 см проксимально от зубчатой линии, затем низведены и подшиты рассасывающимися нитями. Операция прошла успешно у 34 (63%) пациентов. Медианное время заживления составило 2,2 мес. Медианный кровоток в слизистой до и после низведения лоскута был статистически значимо снижен. При сравнении кровотока в слизистой оболочке у пациентов с успешным и неудачным проведением хирургического вмешательства никаких различий не найдено [15].

Выводы данного исследования можно назвать неоднозначными. Кровоток в слизистой оболочке прямой кишки, по мнению авторов, не влияет на результаты транссфинктерной лоскутной пластики, но была выявлена корреляция между перфузией слизистой оболочки кишечника у курящих и некурящих еще до проведения операции (существенно снижена у курящих). Хотя в данном исследовании не выявлено статистически значимого влияния курения на скорость заживления после операции, авторы отмечают, что хроническое курение само по себе вызывает стойкое негативное влияние на микроциркуляцию, в частности и весь организм в целом [15, 16].

Система микроциркуляции — одна из важных систем, в которых различные болезни проявляются на ранних стадиях. При этом нарушения микроциркуляции могут быть вторичными, но могут являться и первопричиной многих заболеваний, определяя в дальнейшем их исход. Большое количество заболеваний (атеросклероз, артериальная гипертензия, эндотоксемия и сепсис, диабетическая нефропатия, венозная недостаточность и многие другие) неразрывно связано с теми или иными нарушениями отдельных звеньев микроциркуляции [21, 22].

Последние клинические исследования продемонстрировали, что микроциркуляторные переменные являются более сильными предикторами исхода, чем глобальные. Стойкие микроциркуляторные дисфункции прогнозируют более высокую смертность у больных в критическом состоянии. Коррекция системных гемодинамических переменных не может указывать на восстановление микроциркуляции [22]. Таким образом, для снижения послеоперационных осложнений в различных аспектах клинической медицины, в том числе и в колоректальной хирургии, метод ЛДФ является перспективным.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The author s declare n conflicts of interest.

Сведения об авторах

Липницкий Е.М. — https://orcid.org/0000-0002-5271-7738

Леонтьев А.В. — https://orcid.org/0000-0003-3363-6841; e-mail: budxir@yandex.ru

Николаева Е.А. — https://orcid.org/0000-0002-7854-3262