Российские ученые разработали новую систему измерения скорости эритроцитов в капиллярах

Ученые из Университета ИТМО создали систему высокоскоростной видео-капилляроскопии, которая сделала возможным прямое измерение скорости движения эритроцитов в отдельных капиллярах, говорится в материале, поступившем в редакцию Remedium. Благодаря сочетанию специального программного обеспечения с фотонными устройствами новая система поможет точнее оценивать состояние сосудистой системы и эффективность терапии заболеваний, в частности диабета и ишемической болезни сердца. Результаты опубликованы в Optics and Lasers in Engineering.

Сотрудники Центра вычислительной оптики и фотоники Университета ИТМО применили высокоскоростную видеосъемку движения эритроцитов по капиллярам для установления скорости кровотока. Созданная система обладает повышенным пространственно-временным разрешением и объединяет средства фотоники, такие как высокоскоростная видеокамера, с новыми, специально разработанными, алгоритмами обработки данных.

Микроскоп фокусируется на участке биоткани, камера регистрирует последовательность изображений капилляров и передает ее на компьютер. Далее последовательность видеокадров обрабатывается таким образом, чтобы восстановить форму и размеры каждого капилляра, а также определить, какое расстояние прошел эритроцит вдоль центральной линии капилляра за единицу времени. Полученные данные для капиллярной сети могут быть использованы для диагностики ряда заболеваний и оценки эффективности терапии.

«Мы определяем размер и геометрию каждого капилляра в наблюдаемой капиллярной сети: его диаметр, форму, а также проводим прямое измерение того, как быстро через него движутся эритроциты. Хотя прибор достаточно простой, он способен помочь добиться объективных диагностических показателей и установить закономерности развития патологи» ‒ объясняет Игорь Гуров, руководитель Центра вычислительной оптики и фотоники, ведущий автор статьи.

Скорость восстановления кровотока особенно важна при таких распространенных заболеваниях, как диабет или ишемическая болезнь сердца. «Состояние биоткани можно оценивать по ее кровоснабжению. При этом скорость − это первичный, объективный показатель. К примеру, при диабете на вид сосуды могут быть ещё в норме, но скорость движения эритроцитов по ним уже изменится. Это открывает новые перспективы для медицинских исследований. Одна из самых главных задач для нас − это борьба с социально значимыми заболеваниями. В частности, метод полезен при изучении процессов в сосудах при ишемии, например, для отслеживания, как восстанавливается ток крови под воздействием лекарств», − рассказывает один из авторов работы Никита Маргарянц.