Ученые разработали новый метод оптической диагностики, с помощью которого врачи смогут выявить сбои в микро-кровообращении у людей, страдающих от мигрени. В ходе метода исследователи снимают поверхность кожи на видео, а затем регистрируют, как эритроциты поглощают зеленый свет. Подобную методику можно использовать также для изучения инсультов и диабета или для мониторинга кровообращения во время операций на мозге. Результаты опубликованы в журнале The Journal of Headache and Pain.

В теле человека несколько миллиардов капилляров. Циркуляция крови в них играет ключевую роль в обмене веществ между тканями нашего организма. Сбои в работе этой разветвленной системы могут приводить, например, к инсульту или мигрени. Однако механизмы, с помощью которых координируется работа капилляров, до сих пор изучены не до конца.

В новой работе коллектив ученых из России и Финляндии предложил метод использовать метод оптической плетизмографии. Эта технология позволяет графически регистрировать то, как объем кровотока изменяется под влиянием нагрузок, чтобы оценить состояние сосудов. Как правило, этот метод используют для оценки общего кровотока, однако ученым удалось создать систему, которая регистрирует и локальное капиллярное кровообращение. Для этого они использовали зеленые светодиоды, видеокамеру с поляризационной фильтрацией и специальное программное обеспечение. Когда зеленый свет отражается от эритроцитов, поляризация излучения меняется. Камера регистрирует только этот измененный сигнал и по нему отслеживает, где эритроцитов больше всего — значит, в этом месте интенсивность кровотока усиливается за счет того, что открываются дополнительные капилляры.

Эффективность нового метода ученые подтвердили в эксперименте по изучению капиллярного кровообращения при мигрени. В ходе эксперимента они проверяли гипотезу о том, что нервная регуляция капиллярного кровообращения у людей, страдающих мигренями, отличается от нормальной. Чтобы выяснить, так ли это, ученые накладывали добровольцам на кожу перцовые пластыри. Содержащееся в них вещество, капсаицин, возбуждает нервные окончания и у здоровых людей «заставляет» дополнительные капилляры равномерно открываться для того, чтобы усилить движение крови.

«Мы обнаружили, что у больных мигренью отклик на капсаицин неравномерный,  — рассказывает первый автор статьи Алексей Камшилин из Университета ИТМО. — Это может быть свидетельством сбоев в молекулярных механизмах регуляции кровотока. Однако прежде чем делать выводы, нужно глубже исследовать этот вопрос. Теперь в наших руках есть эффективный инструмент для такой работы. Новая оптика позволяет одновременно оценить большой участок поверхности и всего за 30 секунд съемки получить информацию о динамике распределения эритроцитов во всем поле видимости. Обычные датчики не дали бы такого результата».

Исследования кровообращения при мигренях ведутся уже давно, но, по словам ученых, созданная система диагностики капиллярного кровотока универсальна. Ее можно будет использовать не только при исследовании мигреней — она также подходит для изучения инсультов или диабета, а если объединить ее с эндоскопом, можно исследовать кровообращение внутренних органов. Кроме того, метод перспективен для мониторинга кровоснабжения коры головного мозга при проведении неврологических операций.