Способ определения кинематической вязкости крови в сосудах микроциркуляторного модуля

(51)5 0 01 Й 33/ И ИСА ЕЛЬ Т б 2 8 и Вязкост етствен удоваб 2 и;фь,р Оерии.1 микросос б 1 и б 2 Вяэкост ной арт зов, функ- обеспечиделенном б опредерови в сомическую и помощи ЯеП 8 й. -- 51. Цит,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(71) Смоленский государственный медицинский институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ КРОВИ В СОСУДАХ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОГО МОДУЛЯ (57) Изобретение относится к области гистофизиологических исследований микроциркуляции и может найти применение при определении параметров кинематической вязкости крови одновременно во всех микрососудах изучаемого микроциркуляторного модуля морфологического образования. Цель изобретения - повышение точности, упрощение и расширение возможностей определения параметров кинематической вязкости во всех микрососудах, составляющих микроциркуляторный модуль. При биомикроскопии микроциркуляторного русла изучаемого образования определяют параметр динамической вязкости и плотности пробы артериальной крови Изобретение относится к области техники (методов) гистофизиологических исследований и может найти применение для определенйя значений кинематической вязкости крови в сосудах микроциркуляторного модуля - дис ретной структурно-функциональной единице микроциркуляторного русла (МЦР), состоящей из ансамбля микрососудов: артериол, прекапилляров, капилляров, посткапилляров, венул,) 1767424 А из крупнои доступной артерии; параллельно производят микрофотосьемку интересующего микроциркуляторного модуля, по увеличенными микрофотограммам находят крупную артериолу и, измеряя диаметры просветов ее микрососудов в бифуркациях, находят бифуркацию, у которой хотя бы один микрососуд имеет диаметр менее 100 мкм. От этой бифуркации начинают последовательно вести измерения диаметров просветов всех микрососудов модуля и углов между осями этих микрососудов бифуркациях, затем по установленным формулам последовательно рассчитывают параметры кинематической вязкости крови во всех микрососудах изучаемогои ми к роциркуляторного модуля: и 1 =Рб 1 8 п 1Р 1;РЗ =. РР 2 бз 8 п 02 где И, э 2, из - кинематическая ви в сосудах диаметром сост и в его бифуркации диаметра О 2, р - углы мЕжду ОСями соответственно с диаметрами бз; бз и б 1 и - динамическая плотность пробы крови из кру артериоло-венулярных анастомо ционирующих как единое целое и вающих кровообращение в опре микрорегионе.Известен двухэтапный спосо ления кинематической вязкости к судах МЦР: 1/ определяют дина вязкость крови в сосудах МЦР пр реоскопа ЯсЬтпб ЯсЬопЬеп Н., "ВЫ,апат."(Вазе), 1969, ч,10, р,451767424О.В, Мик о и к ля ия. -по Чернух А,МАлександров П.Н., Алексеев Алексеев О.В. Микро ир, -Ч Мкроциркуляция, - ,едиикроциркуляция. - М,: Медицина, цина, 1984, -с.76 - 78 что позволяет опр- прекажущуюся/8, - с.76 - 78, которыи позволяет осуще- делить динамическую /кствлять прямое микроскопическое наблю- вязкость пробы крокрови, взятои из доступнойдение кровотока в сосудах МЦР при 5 артерии;увеличениях микроскопа в 60 - 400 раз в 2/ при помощи а еи и помощи ареометра определяютусловиях градиента скорости сдвига слоев плотность этой проббт 06 о 1380й про ы крови и по формулебт, до, 0 с при одновременном изме- /1/ рассчитывают кинематическую вязрении напряжения сдвига;2/ знкость артериальной к о/ зная динамическую вязкость крови 10 Недостатком этого способа является то,,и. и плотность крови р в сосудах МЦР, рас- что он не позволяет определить кинематисчитывают кинематическуМ вязкость крови ческую вязкость крови в сос ах МЦРю по формуле как проба крови, полученная непосредственно из сосудов МЦР, в условиях экстер 15 нальной вискозиметрии имеетусредненнуюр вязкость, близкую к вязкости венозной крови и не соответствует вязкости этой же кроНедостатком этого способа является то, ви в сосудах МЦР,что он позволяет определить динамическую Цель изобретения - определение киневязкость крови в единичном сосуде МЦР, 20 матической вязкости крови в сосудах микроИзмерение динамической вязкости крови циркуляторного модуля (дискретнойво всех сосудах МЦР микрорегиона будет структурно-функциональнойединицеМЦР),растянуто во времени, При этом, чем время используя закономерность, устанавливаюизмерения больше, тем меньше результаты щую связь между конфигурациями бифуркасоответствуютдинамической вязкости кро ций сосудов МЦР и кинематическойви в этих сосудах на момент начала иссле- вязкостью крови в этих сосудахГлотов В.А.дования, так как установлено, что вязкость Анатомия бифуркаций сосудов микроциркукрови в разных сосудах МЦР варьирует в ляторного русла /Заключительный отчетшироких пределах 11 роччзКу Н,НЪмеОасЬ М.02890059153/, - Сборник рефератов НИРВ,О/. Мейобз 1 огйе зипц 1 сапеоцз гпеазцге и ОКР. Серия 5: Биология, Биотехнология.,гпеп 1 о 1 ргеззцге б 1 ттегепсаз апб Лов 1 п 1990, Ъ 1,-с.21.з 1 п 91 е цпЬгапсзеб чеззе 1 з-МсгочазсЯез, Поставленная цель достигается тем, что1977, чо 1,14 %13, чо р.345 - 361. Цит. по Руко- в известном способе определения кинемаводство по физиологии. Физиология крово- тической вязкости артериаоб а ения, Физи ло ращения, Физиология сосудистой 35 гласно изобретению, с целью определениясистемы, - Л.: Наука, 1984, -с,200, и не кинематической вязкости крови в сосудахпостоянна во времени Чернух А.МАлек- микроциркуляторного модуля одновременсандров П.Н., Алексеев О,В. Микроциркуля- но получают микрофотограмму сос довция, - М.: Медицина, 1984, -с.234 - 249. МЦР с интересующим модулем, производятПлотность крови в сосудах МЦР также варь замеры параметров бифуркаций сосудовирует в широких пределах и непостоянна во МЦР, а затем по установленным зависимовремени, поэтому определение кинематиче- стяг между парамет . б фРами. ифуркаций и кикостью артериальнойской вязкости крови даже в единичном со- нематической вязко ьсуде МЦР представляет сложную крови определяют кинематическую вязтехническую задачу, связанную с решением 45 кость крови во всех сосудах микроциркуляпроблемы одновременного определения торного модуля,динамической вязкости и плотности крови в Сущность способа заключается в следуэтом сосуде, которая в настоящее время ющей последовательности действий:еще не решена, 1, При биомикроскопии МЦР какого-лироизводят микрофотосьИзвестен двухэтапный способ опреде бо микрорегиона проиления кинематической вязкости артериаль- емку интересующего участка МЦР ивязкной крови: 1/ определяют динамическую одновременно делают забор пробость крови путем экстернальной виско- альной крови из любой ост пн йпро ы артеризимет ии с помр мощью специальных прибо. Методами экстернальной вискозиров - капиллярн ых либо ротационных 55 метрии определяют динамическую вязкостьвискозиметров Руководство по физиоло- пробы артериагии, Фильнои крови, ареометоом опгии, изиология кровообращения, Физио- ределяют плотност бсть этои пробы, затем пология сосудистой системы, - Л,; Наука, 1984, формуле /1/ ра1767424 25 р С)1фгбг з 1 с)1, зп ср 11 З = -С 1 З ЗП 02 МЦР - микроциркуляторных модулях, от бифуркации к бифурк; сии,П р и м е р. Пусть при биомикроскопииМЦР некоторого 11 икрорегиона полученамикрофотограмма микроциркуляторного 5модуля, состоящего из 5 бифуркаций А, В, С,О, Е, имеющих паваметры; бифуркация А - с 11 )=30 мкм, с)Р== 16 мкм, с)з") = 1 бмкм, р 1) = 120 о,30щ(6,1) 120 о с 5(5,4) = 120 о,бифуркация Е = с 11 = 35 мкм, с)гс 1) =мкм с)зсо) 28 мкм ф 1 с 1 9) 130 о 35 а" ) = 130 уз 9) = 100. Пусть методами зкстернальной вискозиметрии для пробы артериальной крови,.40взятой одновременно с микрофотосъемкой,установлена кинематическая вязкость артериальной крови, равная 5 усл, ед.(условнаяединица).Пусть сосуд 1 бифуркации А является 45артериолой и ответвляется от бифуркации,подчиняющейся правилам Ру, для которойсправедлива система уравнений /2/.По формулам /3/ рассчитывают кинематическую вязкость последовательно в бифуркациях А, В, С, О, Е,Получаем следующие значения кинематической вязкости;для бифуркации А: и 1= 5 усл.ед., 12(з)Рг ) = 5,83 усл,едюз 0) = 5,10 усл.еддля бифуркации О: мР = 16,66 усл,ед., ъг ) = 16,66 усл,едАР = 16,66 усл.ед.;для бифуркации Е; ю 1 ) =. 5,83 усл,ед., 2 ) = 16,39 усл.едъЗ ) = 7,29 усл.ед,Таким образом, рассчитаны значения кинематической вязкости во всех сосудах микроциркуляторного модуля.Предлагаемый способ обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известными,Способ позволяет определять кинематическую вязкость крови одновременно во всех сосудах микроциркуляторного модуля на определенный момент времени по параметрам бифуркаций сосудов МЦР и кинематической вязкости артериальной крови, что имеет важное значение в изучении гистофизиолоческих процессов в системе микроциркуляции,Формула изобретения Способ определения кинематической вязкости крови в сосудах микроциркуляторного модуля, включающий биомикрофотографирование сосудов и определение параметров динамической вязкости и плотности крови из крупной артерии, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности способа, на увеличенной микрофотограмме определяют сосуд диаметром 100 мкм и менее и его бифуркацию, измеряют диаметры просветов и углы между осями по часовой стрелке от ветви предыдущей бифуркации и кинематическую вязкость измеряют по формулам где м 1, щ мз - кинематическая вязкость крови в сосуде диаметром соответственно Ф и в его бифуркации диаметрами бг и бз;р 1, аког, р - углы между осями микрососудов соответственно с диаметрами б 1 и с 12, бг и С 1 З, С)З и С)1;,и - динамическая вязкость крови из крупной артерии;р - плотность пробы крови из крупной артерии,1767424 Ор (к/рад/,3 По микрофотограмме измеряют диаметры сосудов в каждой бифуркации МЦР и углы между осями сосудов в этих бифуркациях.4. Среди крупных артериолярных бифуркаций, подчиняющихся правилам Ру, выделяют по крайней мере одну, параметры которой при подстановке в систему уравнений:бз - б 1 - б 2 - 2 б 1 б 2 соз ф 1 = О,бз - 2 б 2 бзгсов Ъ = О; (2) бг -б 1 - бз -2 б 1 бз созрев= О; гдЕ б 1, б 2, бЗ - диамЕтры СОСудсв в бифуркации; р 1, щ, рз - углы между осями этих сосудов в бифуркации; обращают левые части этих уравнений в О или в значения, близкие к О. В сосудах этой бифуркации кинематическая вязкость крови имеет одинаковые значения, равные значению кинематической вязкости артериальной крови.5, От сосудов этой бифуркации начинают расчет кинематической вязкости крови в сосудах следующих бифуркаций по формулам: п 1 зп пп(3) б 2 81 П бг й Ыпппбз зп щГДЕ Р 1 Ю УЗ - кинематичеСкая вяэкОСтькрови в сосудах новой бифуркации, Р 1 равна кинематической вязкости крови в сосуде, соединяющим новую бифуркацию с предыдущей, для сосудов которой кинематическая вязкость крови уже известна, Перед расчетами кинематической вязкости крови в сосудах новой бифуркации индексацию ее параметров приводят в соответствие с фиг,1 и фиг.2, Расчеты проводят до тех пор, пока не будет найдена кинематическая вязкость крови во всех сосудах интересующего модуля.Способ определения кинематической вязкости в сосудах микроциркуляторного модуля основан на следующей закономерности:Для конфигурации бифуркаций сосудовМЦР справедлива следующая система уравнений:2 б 4 2 б 4 2 б 4 2б 2 б 2Х СОЗУ 1 0У 1 б 1 = Уг б 2 -Рз бз -22 Рзбг бз х х совр =О;х сов уз=О, (4) где б 1, бг, бз - диаметры сосудов в бифуркации МЦР, р 1, й, р 1 - углы между осями этих сосудов в бифуркации; и 1, ъг, из - кинематическая вязкость крови в соответствующих 5 сосудах бифуркации, Для р, где= 1,2,3,справедливы соотношения; 10 3 ,Г р = 2 л /рад/. 1=1 Система уравнений /4/ имеет континуум решений относительно У 1, Ю Рз - /3/, чтоозначает: задав кинематическую вязкостькрови в одном сосуде бифуркации, однозначно получаем вязкость в двух других сосудах бифуркации,Артериальные бифуркации вплоть доартериол подчиняются правилам Ру (РозенР, Принцип оптимальности в биологии, - М,:Мир, 1969, -с,54 - 73,:1. Если артерия, имеющая диаметр б 1/фиг,1/, разветвляется на две ветви, диаметры которых равны /бг = бз/, то они отходят под одинаковыми углами к основномуСтвОлУ / Р 1 = ОЗ/.2, Если артерия разветвляется на дсе3 О ветви, одна из которых толще другой /б 2бз/, то более толстая ветвь образует сосновным стволом больший угол, чем тонкая ветвь / 01щ/,3. Если артерия разветвляется на двеветви, диаметр одной из которых приближается по величине к основному стволу/бг -фб 1/, а диаметр другой стремится кнулю /бз -фО/, то большая ветвь образует сосновным стволом угол, приближающийся4 О по величине к л рад, а меньший угол, приближающийся к - рад,Л2Для конфигураций бифуркаций сосудов,подчиняющихся правилам Ру, справедлива45 система уравнений /2/ Розен Р. Принципоптимальности в биологии, - М.: Мир, 1969,-с,54 - 73.Система уравнений /4/ превращается всистему уравнений /2/ при ю 1 = эг = юз,5 О Если для всех артериальных бифуркаций справедлива система уравнений /2/, тона основании континуума решений /3/ системы уравнений /4/ можно утверждать, чтокинематическая вязкость артериальнойкрови в артериальной части сосудистой системы, вплоть до артериол имеет постоянное значение. Эти данные позволяютпроводить расчеты кинематической вязкости крови в сосудах МЦР, а следовательно,и в структурно-функциональных единицах