А.А. Ломонос1, А.Р. Маликова2, А.Н. Брико3, М.Е. Степанов4, Б.А. Аксельрод5

1,2,3 ФГАОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана» (Москва, Россия)

1,3,4,5 Государственный научный центр Российской Федерации ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского» (Москва, Россия)

3 briko@bmstu.ru

Постановка проблемы. Существующие методы оценки тканевой перфузии требуют применения дорогостоящего оборудования либо не позволяют количественно оценивать процессы теплообмена. В связи с этим актуальной стала разработка неинвазивных методов мониторинга микроциркуляции, основанных на анализе переходных тепловых процессов.

Цель. Исследовать возможность применения трехтемпературной модели теплопереноса для оценки параметров тканевой перфузии.

Результаты. Разработана экспериментальная система неинвазивного термометрического мониторинга с управляемым тепловым воздействием на основе элемента Пельтье. Установлено, что кривые пассивного охлаждения обладают высокой воспроизводимостью (R2 > 0,98) и после нормировки сводятся к единой экспоненциальной зависимости ( = 165,9 ± 37,9 с; A = 6,16 ± 0,53°C), а восстановленные значения индекса перфузии hᵢ/hₑ ≈ 18 и параметра k > 3000 существенно превысили референсные диапазоны (hᵢ/hₑ = 1 – 8; k = 80 – 110), что связано с тепловой инерцией контактной системы «актуатор-датчик», не учитываемой классической моделью первого порядка. Показано, что постоянная времени релаксации и амплитуда A могут быть устойчивыми кандидатными маркерами теплового состояния ткани сами по себе.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при дальнейшей разработке неинвазивных систем мониторинга тканевой перфузии и микроциркуляции для задач анестезиологии, реаниматологии и функциональной диагностики.

Ломонос А.А., Маликова А.Р., Брико А.Н., Степанов М.Е., Аксельрод Б.А. Экспериментальная оценка трехтемпературной термометрической системы для анализа переходного охлаждения тканей // Биомедицинская радиоэлектроника. 2026. Т. 29. № 6. С. 23−27. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202606-05

1. Ryazantsev P. et al. Approach to Assessing the Resistivity of Head Tissues Based on Finite Element Modeling // 2025 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). 2025. P. 345–348.
2. Sessler D.I. Perioperative Thermoregulation and Heat Balance // The Lancet. 2016. V. 387. № 10038. P. 2655–2664. DOI: 10.1016/S0140-6736(15)00981-2.
3. Evaluation of the Applicability of Electrical Impedance Methods to Studies of the Microcirculation in the Forehead Based on Numerical Modeling // Biomedical Engineering. 2025. DOI: 10.1007/s10527-025-10469-5.
4. Van Genderen M. Peripheral Perfusion in Relation to Systemic Hemodynamics: And its Importance in Critically Ill Patients. 2015.
5. Schey B.M., Williams D.Y., Bucknall T. Skin Temperature and Core-Peripheral Temperature Gradient as Markers of Hemodynamic Status in Critically Ill Patients: A Review // Heart & Lung. 2010. V. 39. № 1. P. 27–40. DOI: 10.1016/j.hrtlng.2009.04.002.
6. Lal G. et al. An Updated Review of Methods and Advancements in Microvascular Blood Flow Imaging // Microcirculation. 2016. V. 23. № 5. P. 345–363. DOI: 10.1111/micc.12284.
7. Ince C. Monitoring Microcirculation in Critical Illness // Current Opinion in Critical Care. 2016. V. 22. № 3. P. 261–268. DOI: 10.1097/MCC.0000000000000335.
8. Kurz A., Sessler D. I., Lenhardt R. Perioperative Normothermia to Reduce the Incidence of Surgical-Wound Infection and Shorten Hospitalization // New England Journal of Medicine. 1996. V. 334. № 19. P. 1209–1215. DOI: 10.1056/NEJM199605093341901.
9. Ziganurova D.A., Derevesnicova D.A., Luzhnov P.V. Research of Hemodynamic Parameters Variability During Photoplethysmographic Signals Prolonged Registrations // 2024 6th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE). 2024. P. 1–5.
10. Ince C. The Microcirculation Is the Motor of Sepsis // Critical Care. 2005. V. 9. Suppl. 4. P. S13. DOI: 10.1186/cc3753.
11. Bräuer M. et al. Measuring Core Body Temperature Using a Non-invasive, Disposable Double-Sensor During Targeted Temperature Management in Post-cardiac Arrest Patients // Frontiers in Medicine. 2021. V. 8. DOI: 10.3389/fmed.2021.666908.
12. Stepanov M.E. et al. IR Three-Temperature Methods for Assessing the Effect of Anesthetic Induction on Subcutaneous Blood Flow in Various Areas of the Human Face // Optics and Spectroscopy. 2025. V. 133. № 12. P. 1327–1333.