Semnalul de flux al fluxmetriei laser Doppler și al imaginii cu perfuzie Doppler laser în psoriazis

1 De la clinica dermatologică a Spitalului St. Josef Clinica Universitară a Universității Ruhr Bochum Director: Prof. Dr. med. P. Altmeyer Semnalul de flux al fluxmetriei laser Doppler și al perfuziei Doppler laser în psoriazis vulgar și dermatită atopică disertație inaugurală pentru obținerea titlului de doctor în medicină de la o facultate medicală înaltă a Universității Ruhr Bochum prezentată de Nejla Akyüz- Guler din Bochum 2003

2 Decan: Prof. Dr. med. G. Muhr Vorbitor: Priv.-Doz. Dr. med. M. Stücker Co-arbitru: Prof. Dr. med. L. Heuser ziua examenului oral:

3 Cuprins 1. Introducere Bazele teoretice Anatomia și fiziologia pielii Microcirculația pielii Vasomotie Metode de investigare a microcirculației Psoriazis vulgar Dermatită atopică Metode Metodă laser Doppler fluxmetrie Laser Doppler perfuzie imagistică Proiectarea studiului Pacienți Procedura de testare Modalitatea evaluării rezultatelor Rezultate Fluxul mediu Inomogenitatea rezultatelor Analiza frecvenței dispozitivelor de fluxuri LDF și LDPI Analiza frecvenței fluxului sanguin în psoriazisul vulgar Fluxul sanguin în dermatita atopică Compararea fluxului sanguin în psoriazis și dermatita atopică Omogenitatea fluxului sanguin în psoriazis și dermatita atopică I.

4 6.5 Compararea dispozitivelor vasomotive LDF și LDPI în psoriazisul vulgar și în dermatita atopică Sumar Bibliografie Lista figurilor Lista tabelelor Mulțumiri Curriculum vitae. 91 II

5 Lista abrevierilor Fig. AD AU AVA CVI FT FFT HF LAS LDPI LDF LF Max MST min Min MW pavk SD s Tab. Figura Dermatită atopică unități arbitrare, unități arbitrare Anastomoze arterio-venoase Insuficiență venoasă cronică Transformare Fourier Transformare rapidă Fourier cu frecvență înaltă laser local -Doppler perfusion imager laser Doppler flowmetry/laser Doppler debitmetru frecvență scăzută maximă minimă de copac minute minimă medie medie boală arterială periferică deviație standard al doilea

7 Capitolul 1 Introducere 2 1. Vindecarea modificărilor inflamatorii ale pielii poate fi înregistrată cu metodele de măsurare LDF și LDPI? 2. Se poate arăta o diferență de perfuzie între pielea leziunală și cea non-lesională? 3. Cum se manifestă neomogenitatea spațială a perfuziei în procesul de vindecare și între pielea lezională și cea non-lezională? 4. Există diferențe în tiparul vasomociunii în timpul procesului de vindecare și între pielea leziunală și cea non-lesională? 5. Există diferențe în perfuzia pielii, inomogenitatea spațială și tiparul vasomotiv dintre psoriazis vulgar și dermatita atopică? 6. Există diferențe specifice dispozitivului între LDPI bidimensional și LDF unidimensional?

19 Capitolul 2 Bazele teoretice - Metode de investigare a microcirculației 14 Transportul fluxului sanguin departe de piele, cum ar fi descărcarea către exterior prin porii sudoripari, transportul prin sistemul limfatic și drenajul retrograd în vene [84]. Deoarece temperatura pielii depinde, printre altele, de circulația sângelui în piele, sunt utilizate metode termografice pentru măsurarea indirectă a fluxului sanguin. Temperatura pielii poate fi măsurată folosind diverse metode, cum ar fi termometre de contact sau termometre cu infraroșu îndepărtat [3]. Cu pletismografia de ocluzie a venei, modificarea volumului unei părți a corpului, de exemplu mâna, este măsurată continuu. După ce venele sunt închise prin compresie externă, fluxul sanguin poate fi calculat prin determinarea modificării volumului pe o perioadă de timp: Debitul sanguin = V/t [54].

27 Capitolul 2 Fundamente teoretice - Psoriazis vulgar 22 aplicație externă securizată. Cu toate acestea, are doar un domeniu terapeutic îngust, iar iritarea este adesea inevitabilă. Lumina UV poate fi utilizată și în terapia psoriazisului. Efectul anti-psoriazic se bazează pe efectul inhibitor al luminii UV asupra sintezei crescute a ADN-ului în epiderma psoriazică activă cu proliferare. Terapia UV poate fi, de asemenea, combinată cu substanțe fotosensibilizante ca fotochimioterapie. 8-Metiloxipsoralen (8-MOP) este utilizat oral sau local și apoi pielea este iradiată cu lumină UV, de obicei cu UV-A ca terapie PUVA (psoralen + UVA). Mecanismul de acțiune se bazează pe faptul că lumina UV activează psoralenul, care este încorporat în ADN și inhibă sinteza ADN-ului în epidermă. În cazuri foarte severe și afecțiuni cronice prelungite, după cântărirea beneficiilor și riscurilor, se poate încerca terapia internă cu glucocorticoizi, citostatice precum metotrexatul, azaribina sau azotioprimul și retinoizii [16,97].

37 Capitolul 3 Metode - Fluxmetrie laser Doppler unidimensional 32 de multe ori nu este posibil să se analizeze întregul spectru de frecvență într-un FFT, în funcție de axa timpului în care este afișată curba de ieșire care urmează a fi analizată, frecvența inferioară sau undele de frecvență mai mare sunt mai probabil să fie vizibile și, de asemenea, în FFT reprezentabil. Prin urmare, cel puțin trei analize FFT au fost efectuate cu trei frecvențe diferite ale fișierului original. De exemplu. undele de joasă frecvență pot fi văzute foarte clar în Fig.3.2, în timp ce undele de frecvență superioară sincronizate cu impulsurile din Fig.3.3. Ambele figuri prezintă aceeași curbă cu axe de timp diferite. În Fig. 3.2 axa timpului este setată la 5 Hz, spectrul frecvențelor posibile care pot fi analizate folosind FFT variază de la 0,02-2,5 Hz (1,2-150 cicluri/min), în Fig. 3.3 cu axa timpului de 10 Hz, cu toate acestea, de la 0,04-5 Hz (2,4-300 cicluri/min). FFT-ul acestor curbe este prezentat în Fig. 3.4 și 3.5; În Fig. 3.4 puteți vedea frecvența joasă cu 5,5 cicluri/min și în Fig. 3,5 impulsul sincron cu 84 cicluri/min.

38 Capitolul 3 Metode - Fluxmetrie unidimensională cu laser Doppler Grafic: Flux f în [AU] Al doilea grafic: Concentrația eritrocitelor c în [AU], al treilea grafic: Viteza eritrocitelor (nu este prezentat aici) Al patrulea grafic: Temperatura pielii t în [C] Viteza și concentrația nu pot fi afișate în același timp. Curbele roșii: piele lezională, curba neagră: piele nelezională Fig. 3.2: Secțiunea unei măsurări a LDF la un pacient cu psoriazis înainte de începerea terapiei Fluxul în pielea bolnavă este semnificativ mai mare decât în pielea sănătoasă și este supus unor fluctuații mai mari. Undele de joasă frecvență cu aproximativ 6 cicluri/min pot fi văzute foarte clar.

39 Capitolul 3 Metode - Grafic de fluxmetrie unidimensional cu laser Doppler: Flux f în [AU], al doilea grafic: Concentrația eritrocitelor c în [AU], al treilea grafic: Viteza eritrocitelor (nu este prezentat aici), al patrulea grafic: Temperatura pielii t în [C] Viteza și concentrația nu pot fi afișate în același timp. curbe roșii: piele lezională, curbe negre: piele nelezională Fig. 3.3: Extras din aceeași măsurare LDF ca în Fig. 3.2 cu o axă de timp modificată Axa de timp a curbelor din Fig. 3.2 a fost modificată astfel încât undele sincronice de impulsuri să fie mai vizibile . Undele pulsatile de aproximativ 84 cicluri/min pot fi văzute la punctele de măsurare lezionale și nelezionale.

40 Capitolul 3 Metode - Fluxmetrie laser Doppler unidimensional 35 Fig. 3.4: FFT-ul curbei de flux a punctului leziunii din Fig. Vârful mare de la începutul curbei reprezintă cutia neagră cu semnalele interferente, nu este utilizat. Următorul vârf este la 0,092 Hz (5,5 cicluri/min), arată undele care pot fi deja văzute vizual în Fig. 3.2.

41 Capitolul 3 Metode - Fluxmetrie unidimensională cu laser Doppler 36 Fig. 3.5: FFT al curbei de flux a punctului de măsurare lezional din Fig. Vârful mare de la începutul curbei reprezintă cutia neagră cu semnalele de interferență, nu este utilizat. Următorul vârf este la 1,4 Hz (84 cicluri/min), arată undele sincrone de impuls pe care le puteți vedea deja vizual în Fig. 3.2 și Fig. 3.3.

42 Capitolul 3 Metode - Imagerie cu perfuzie Doppler cu laser Imagerie cu perfuzie Doppler cu laser Prototipul unui aparat de fotografiat cu perfuzie Doppler cu rezoluție înaltă PIM 1.0, LDI 3.1 (Lisca Development, Linköping, Suedia) a fost utilizat ca al doilea dispozitiv, vezi Figura 3.6. În cele ce urmează, acest dispozitiv va fi denumit dispozitiv LDPI. Software-ul și hardware-ul au fost modificate în comparație cu LDPI disponibil comercial, rezultând o rezoluție laterală îmbunătățită de 200 µm. Dispozitivul LDPI utilizează un fascicul laser indus de He-Ne cu o lungime de undă de 632,8 nm. Dispozitivul LDPI este atașat la un braț mobil liber și poate fi ținut deasupra pielii în orice poziție. Dispozitivul nu atinge pielea în timpul măsurării. Distanța de la capul scanerului la piele a fost aleasă pentru a fi de 8 cm. Fig. 3.6: Dispozitivul LDPI LDPI este atașat la un braț liber liber și poate fi ținut deasupra pielii în orice poziție. Valorile măsurate sunt transmise către computer prin intermediul unității de optoizolare.

44 Capitolul 3 Metode - Imagistica perfuziei cu laser Doppler 39 calculul neomogenității valorilor fluxului în pielea leziunală și nelezională cu ajutorul unui program de evaluare asistat de computer (mai multe despre calculul neomogenității în capitolul 3.2.3). Fig. 3.7: O imagine LDPI la locul leziunii la un pacient cu dermatită atopică înainte de a începe terapia. Deși întreaga imagine a fost măsurată la locul leziunii, există un flux sanguin crescut în centrul leziunii. Imaginea fluxului mediu este de 0,97 ± 0,6 UA.