КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 15-15-20012
НазваниеРазработка объективной оценки локальных и системных механизмов вазомоторной регуляции у больных с цефалгией новыми методами визуализации пульсаций крови
Руководитель Камшилин Алексей Александрович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург
Конкурс №8 - Конкурс 2015 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в небольших группах под руководством ведущих российских и зарубежных ученых»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-219 - Клиническая неврология
Ключевые слова пространственно-временная фотоплетизмография, микроциркуляция крови, нейроваскулярная связь, мигрень, вазомоторная регуляция
Код ГРНТИ76.29.51
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Мигрень – самое распространенное неврологическое расстройство, включающее нарушение сосудистой регуляции. Частым следствием сильных головных болей при мигрени является полная утрата работоспособности, влекущая значительные финансовые потери, что имеет значительный негативный социальный и экономический эффект. В настоящее время патогенез заболевания до конца не изучен, а диагностика заболевания основывается на субъективных критериях, в то время как методы инструментальной диагностики и дифференциальной диагностики мигрени отсутствуют. Кроме того, отсутствие доступного медицинского оборудования для оценки изменения кровотока не позволяет объективно оценить влияние многочисленных групп противомигренозных лекарственных препаратов, назначение которых выполняется эмпирически.
Проект направлен на разработку объективного неинвазивного метода оценки локального и системного кровотока, включая разработку соответствующего оборудования, для определения механизмов вазомоторной регуляции у больных с цефалгией, в том числе больных мигренью. Полученные результаты облегчат изучение патогенеза и позволят выработать дифференциальную диагностику цефалгий, объективизацию диагноза и контроль лечения мигрени. Целью работы является изучение локального кровотока и системных вазомоторных ответов у больных с мигренью, а также их динамики при противомигренозной терапии на основе объективных данных о параметрах пульсаций крови и объемной скорости кровотока.
Методы визуализации пульсаций крови и бесконтактной окклюзионной плетизмографии, которые будут использованы в проекте, не имеют мировых аналогов и имеют ряд бесспорных преимуществ по сравнению с оборудованием схожего назначения в силу высокой информативности и легкости для клинического применения. Предварительные данные, полученные этими методами, позволяют выделить характерные регуляторные отклонения и особенности вазомоторных реакций у больных с мигренью, включающие амплитудные и фазовые параметры пульсаций крови, а также особенности реакций на симпатотонические стимулы. Разрабатываемые технологии в короткие сроки могут быть реализованы в виде медицинского диагностического оборудования и входят в класс принципиально новых медицинских технологий для научного и клинического применения.
В процессе выполнения проекта предполагается решить следующие важные задачи:
- разработка и изготовление системы визуализации пульсаций крови (с возможностью синхронизации с электрокардиографом и работе одновременного на нескольких длин волн света);
- разработка и изготовление системы бесконтактной оценки кожно-мышечного кровотока предплечья;
- исследование механических и регуляторных факторов на амплитуду и относительную фазу визуализируемых пульсаций крови;
- исследование зависимости отношения сигнал/шум в распределениях амплитуды и фазы пульсаций крови от длины волны освещения субъекта;
- разработка алгоритма проведения исследований асинхронности пульсаций крови на лице субъекта для диагностики дисфункций автономной нервной системы и алгоритма обработки полученных данных;
- экспериментальные исследования асинхронности пульсаций крови на лице и ушных областях и оценка системной вазомоторной реактивности у больных мигренью в сравнении со здоровыми людьми;
- исследования характеристик пульсаций крови у больных с другими видами головной боли (тензионные, кластерные боли, шейные боли (остеохондроз шейного отдела), заболевания ЦНС);
- оценка холодовой констрикции кожно-мышечных сосудов в ответ на холодовую пробу методом окклюзионной плетизмографии у больных с мигренью до и на фоне специфической терапии;
- сопоставление результатов определения кожно-мышечного кровотока оптическим бесконтактным методом с методом окклюзионной плетизмографии по Dohn;
- исследование изменений параметров пульсаций крови под локальным воздействием агониста TRPV1 рецепторов капсаицина (перцовый пластырь) на кожу субъекта и разработка этой модели как биомаркера мигрени, реализуемого с участием нейропептида CGRP;
- исследование времени задержки пика пульсаций крови между областями на лице и на ладонях/запястье для определения времени распространения пульсовой волны.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Камшилин А.А., Маргарянц Н.Б. Origin of photoplethysmographic waveform at green light Physics Procedia (год публикации - 2015)
2.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Богачёв М., Камшилин А.А.
Features of the autonomic circulatory control in patients with arterial hypertension depending on concomitant migraine
Clinical Autonomic Research, v.26, No.5, pp. 315-376 (год публикации - 2016)
10.1007/s10286-016-0379-1
3.
Волков М.В., Маргарянц Н.Б., Потёмкин А.В., Волынский М.А., Гуров И.П., Мамонтов О.В., Камшилин А.А.
Video capillaroscopy clarifies mechanism of the photoplethysmographic waveform appearance
Scientific Reports, v. 7, p. 13298 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-13552-4
4. Alexei A. Kamshilin Interaction of visible light with blood vessels in human skin Programme and Book of Abstracts of 7th Finnish-Russian Photonics and Laser Symposium, PALS'15, pp. 21-22 (год публикации - 2015)
5.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Волынский М.А., Мамонтов О.В.
Video-based measurements of blood pulsations delay in human faces
Computational Optical Sensing and Imaging 2016, p. CM2B.3 (год публикации - 2016)
10.1364/COSI.2016.CM2B.3
6.
Волынский М.А., Волков М.В., Маргарянц, Н.Б., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Blood peripheral circulation assessment method based on combined use of the video-capillaroscopy, imaging photoplethysmography, and electrocardiography
3D Image Acquisition and Display: Technology, Perception and Applications 2016, p. JT3A.26 (год публикации - 2016)
10.1364/3D.2016.JT3A.26
7.
Бабаян Л.Э., Мамонтов О.В., Амелин, А.В., Богачёв, М.И., Камшилин А.А.
Arterial hypertension in migraine: Role of familial history and cardiovascular phenotype
Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, v. 203, pp. 103-107 (год публикации - 2017)
10.1016/j.autneu.2017.01.004
8.
Камшилин А.А., Мимонтов О.В., Коваль В.Т., Заяц Г.А., Ромашко Р.В.
Influence of a skin status on the light interaction with dermis
Biomedical Optics Express, Biomed.Opt.Express, v. 6, No. 11, pp. 4326-4334 (год публикации - 2015)
10.1364/BOE.6.004326
9.
Сидоров И.С., Волынский М.А., Камшилин А.А.
Influence of polarization filtration on the information readout from pulsating blood vessels
Biomedical Optics Express, v.7, No.7, p.2469-2474 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.002469
10. Мамонтов О.В., Красникова Т.В., Волынский М.А., Шляхто Е.В., Камшилин А.А. Position-dependent changes of blood flow in carotid arteries assessed by camera-based photoplethysmography Clinical Autonomic Research, V. 27, N. 5, pp. 323-324 (год публикации - 2017)
11.
Волынский М.А., Мамонтов О.В., Сидоров И.С., Камшилин А.А.
Pulse wave transit time measured by imaging photoplethysmography in upper extremities
Journal of Physics: Conference Series, v.737, No.1, p. 012053 (год публикации - 2016)
10.1088/1742-6596/737/1/012053
12.
Камшилин А.А., Белавенцева А.В., Ромашко Р.В., Кульчин Ю.Н., Мамонтов О.В.
Local thermal impact on microcirculation assessed by imaging photoplethysmography
Biology and Medicine, v.8, No.7, p.361 (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.1000361
13.
Волков М.В., Потёмкин А.В., Маргарянц Н.Б., Волынский М.А., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Analysis of light intensity modulation by red blood cells motion in capillaries
Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE, v. 10412, p. 104120O (год публикации - 2017)
10.1117/12.2284798
14.
Сидоров И.С., Ромашко Р.В., Коваль В.Т., Гиниатуллин, Р., Камшилин А.А.
Origin of Infrared Light Modulation in Reflectance-Mode Photoplethysmography
PLoS ONE, v.11, No.10, p. e0165413 (год публикации - 2016)
10.1371/journal.pone.0165413
15.
Камшилин А.А., Зайцев В.В., Мамонтов О.В.
Novel contactless approach for assessment of venous occlusion plethysmography by video recordings at the green illumination
Scientific Reports, v. 7, p. 464 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-00552-7
16.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Бабаян Л., Волынский М.А., Гиниатуллин, Р., Мамонтов О.В.
Accurate measurement of the pulse wave delay with imaging photoplethysmography
Biomedical Optics Express, v.7, No.12, pp. 5138-5147 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.005138
17.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Камшилин А.А., Шляхто Е.
Family history of cardiovascular disease and autonomic regulation of circulation in migraineurs with and without concomitant hypertension
Journal of Hypertension, v.34, p. e94-e95 (год публикации - 2016)
10.1097/01.hjh.0000500099.95279.47
18. Михайлов Н., Мамонтов О.В., Камшилин А.А., Гиниатуллин Р. Parasympathetic cholinergic and neuropeptide mechanisms of migraine Anesthesiology and Pain Medicine (год публикации - 2016)
19.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Гиниатуллин Р., Камшилин А.А.
Autonomous control of cardiovascular reactivity in patients with episodic and chronic forms of migraine
Journal of Headache and Pain, v.17, p.52 (год публикации - 2016)
10.1186/s10194-016-0645-6
Публикации
1. Камшилин А.А., Маргарянц Н.Б. Origin of photoplethysmographic waveform at green light Physics Procedia (год публикации - 2015)
2.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Богачёв М., Камшилин А.А.
Features of the autonomic circulatory control in patients with arterial hypertension depending on concomitant migraine
Clinical Autonomic Research, v.26, No.5, pp. 315-376 (год публикации - 2016)
10.1007/s10286-016-0379-1
3.
Волков М.В., Маргарянц Н.Б., Потёмкин А.В., Волынский М.А., Гуров И.П., Мамонтов О.В., Камшилин А.А.
Video capillaroscopy clarifies mechanism of the photoplethysmographic waveform appearance
Scientific Reports, v. 7, p. 13298 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-13552-4
4. Alexei A. Kamshilin Interaction of visible light with blood vessels in human skin Programme and Book of Abstracts of 7th Finnish-Russian Photonics and Laser Symposium, PALS'15, pp. 21-22 (год публикации - 2015)
5.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Волынский М.А., Мамонтов О.В.
Video-based measurements of blood pulsations delay in human faces
Computational Optical Sensing and Imaging 2016, p. CM2B.3 (год публикации - 2016)
10.1364/COSI.2016.CM2B.3
6.
Волынский М.А., Волков М.В., Маргарянц, Н.Б., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Blood peripheral circulation assessment method based on combined use of the video-capillaroscopy, imaging photoplethysmography, and electrocardiography
3D Image Acquisition and Display: Technology, Perception and Applications 2016, p. JT3A.26 (год публикации - 2016)
10.1364/3D.2016.JT3A.26
7.
Бабаян Л.Э., Мамонтов О.В., Амелин, А.В., Богачёв, М.И., Камшилин А.А.
Arterial hypertension in migraine: Role of familial history and cardiovascular phenotype
Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, v. 203, pp. 103-107 (год публикации - 2017)
10.1016/j.autneu.2017.01.004
8.
Камшилин А.А., Мимонтов О.В., Коваль В.Т., Заяц Г.А., Ромашко Р.В.
Influence of a skin status on the light interaction with dermis
Biomedical Optics Express, Biomed.Opt.Express, v. 6, No. 11, pp. 4326-4334 (год публикации - 2015)
10.1364/BOE.6.004326
9.
Сидоров И.С., Волынский М.А., Камшилин А.А.
Influence of polarization filtration on the information readout from pulsating blood vessels
Biomedical Optics Express, v.7, No.7, p.2469-2474 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.002469
10. Мамонтов О.В., Красникова Т.В., Волынский М.А., Шляхто Е.В., Камшилин А.А. Position-dependent changes of blood flow in carotid arteries assessed by camera-based photoplethysmography Clinical Autonomic Research, V. 27, N. 5, pp. 323-324 (год публикации - 2017)
11.
Волынский М.А., Мамонтов О.В., Сидоров И.С., Камшилин А.А.
Pulse wave transit time measured by imaging photoplethysmography in upper extremities
Journal of Physics: Conference Series, v.737, No.1, p. 012053 (год публикации - 2016)
10.1088/1742-6596/737/1/012053
12.
Камшилин А.А., Белавенцева А.В., Ромашко Р.В., Кульчин Ю.Н., Мамонтов О.В.
Local thermal impact on microcirculation assessed by imaging photoplethysmography
Biology and Medicine, v.8, No.7, p.361 (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.1000361
13.
Волков М.В., Потёмкин А.В., Маргарянц Н.Б., Волынский М.А., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Analysis of light intensity modulation by red blood cells motion in capillaries
Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE, v. 10412, p. 104120O (год публикации - 2017)
10.1117/12.2284798
14.
Сидоров И.С., Ромашко Р.В., Коваль В.Т., Гиниатуллин, Р., Камшилин А.А.
Origin of Infrared Light Modulation in Reflectance-Mode Photoplethysmography
PLoS ONE, v.11, No.10, p. e0165413 (год публикации - 2016)
10.1371/journal.pone.0165413
15.
Камшилин А.А., Зайцев В.В., Мамонтов О.В.
Novel contactless approach for assessment of venous occlusion plethysmography by video recordings at the green illumination
Scientific Reports, v. 7, p. 464 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-00552-7
16.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Бабаян Л., Волынский М.А., Гиниатуллин, Р., Мамонтов О.В.
Accurate measurement of the pulse wave delay with imaging photoplethysmography
Biomedical Optics Express, v.7, No.12, pp. 5138-5147 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.005138
17.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Камшилин А.А., Шляхто Е.
Family history of cardiovascular disease and autonomic regulation of circulation in migraineurs with and without concomitant hypertension
Journal of Hypertension, v.34, p. e94-e95 (год публикации - 2016)
10.1097/01.hjh.0000500099.95279.47
18. Михайлов Н., Мамонтов О.В., Камшилин А.А., Гиниатуллин Р. Parasympathetic cholinergic and neuropeptide mechanisms of migraine Anesthesiology and Pain Medicine (год публикации - 2016)
19.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Гиниатуллин Р., Камшилин А.А.
Autonomous control of cardiovascular reactivity in patients with episodic and chronic forms of migraine
Journal of Headache and Pain, v.17, p.52 (год публикации - 2016)
10.1186/s10194-016-0645-6
Публикации
1. Камшилин А.А., Маргарянц Н.Б. Origin of photoplethysmographic waveform at green light Physics Procedia (год публикации - 2015)
2.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Богачёв М., Камшилин А.А.
Features of the autonomic circulatory control in patients with arterial hypertension depending on concomitant migraine
Clinical Autonomic Research, v.26, No.5, pp. 315-376 (год публикации - 2016)
10.1007/s10286-016-0379-1
3.
Волков М.В., Маргарянц Н.Б., Потёмкин А.В., Волынский М.А., Гуров И.П., Мамонтов О.В., Камшилин А.А.
Video capillaroscopy clarifies mechanism of the photoplethysmographic waveform appearance
Scientific Reports, v. 7, p. 13298 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-13552-4
4. Alexei A. Kamshilin Interaction of visible light with blood vessels in human skin Programme and Book of Abstracts of 7th Finnish-Russian Photonics and Laser Symposium, PALS'15, pp. 21-22 (год публикации - 2015)
5.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Волынский М.А., Мамонтов О.В.
Video-based measurements of blood pulsations delay in human faces
Computational Optical Sensing and Imaging 2016, p. CM2B.3 (год публикации - 2016)
10.1364/COSI.2016.CM2B.3
6.
Волынский М.А., Волков М.В., Маргарянц, Н.Б., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Blood peripheral circulation assessment method based on combined use of the video-capillaroscopy, imaging photoplethysmography, and electrocardiography
3D Image Acquisition and Display: Technology, Perception and Applications 2016, p. JT3A.26 (год публикации - 2016)
10.1364/3D.2016.JT3A.26
7.
Бабаян Л.Э., Мамонтов О.В., Амелин, А.В., Богачёв, М.И., Камшилин А.А.
Arterial hypertension in migraine: Role of familial history and cardiovascular phenotype
Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, v. 203, pp. 103-107 (год публикации - 2017)
10.1016/j.autneu.2017.01.004
8.
Камшилин А.А., Мимонтов О.В., Коваль В.Т., Заяц Г.А., Ромашко Р.В.
Influence of a skin status on the light interaction with dermis
Biomedical Optics Express, Biomed.Opt.Express, v. 6, No. 11, pp. 4326-4334 (год публикации - 2015)
10.1364/BOE.6.004326
9.
Сидоров И.С., Волынский М.А., Камшилин А.А.
Influence of polarization filtration on the information readout from pulsating blood vessels
Biomedical Optics Express, v.7, No.7, p.2469-2474 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.002469
10. Мамонтов О.В., Красникова Т.В., Волынский М.А., Шляхто Е.В., Камшилин А.А. Position-dependent changes of blood flow in carotid arteries assessed by camera-based photoplethysmography Clinical Autonomic Research, V. 27, N. 5, pp. 323-324 (год публикации - 2017)
11.
Волынский М.А., Мамонтов О.В., Сидоров И.С., Камшилин А.А.
Pulse wave transit time measured by imaging photoplethysmography in upper extremities
Journal of Physics: Conference Series, v.737, No.1, p. 012053 (год публикации - 2016)
10.1088/1742-6596/737/1/012053
12.
Камшилин А.А., Белавенцева А.В., Ромашко Р.В., Кульчин Ю.Н., Мамонтов О.В.
Local thermal impact on microcirculation assessed by imaging photoplethysmography
Biology and Medicine, v.8, No.7, p.361 (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.1000361
13.
Волков М.В., Потёмкин А.В., Маргарянц Н.Б., Волынский М.А., Гуров И.П., Камшилин А.А.
Analysis of light intensity modulation by red blood cells motion in capillaries
Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE, v. 10412, p. 104120O (год публикации - 2017)
10.1117/12.2284798
14.
Сидоров И.С., Ромашко Р.В., Коваль В.Т., Гиниатуллин, Р., Камшилин А.А.
Origin of Infrared Light Modulation in Reflectance-Mode Photoplethysmography
PLoS ONE, v.11, No.10, p. e0165413 (год публикации - 2016)
10.1371/journal.pone.0165413
15.
Камшилин А.А., Зайцев В.В., Мамонтов О.В.
Novel contactless approach for assessment of venous occlusion plethysmography by video recordings at the green illumination
Scientific Reports, v. 7, p. 464 (год публикации - 2017)
10.1038/s41598-017-00552-7
16.
Камшилин А.А., Сидоров И.С., Бабаян Л., Волынский М.А., Гиниатуллин, Р., Мамонтов О.В.
Accurate measurement of the pulse wave delay with imaging photoplethysmography
Biomedical Optics Express, v.7, No.12, pp. 5138-5147 (год публикации - 2016)
10.1364/BOE.7.005138
17.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Камшилин А.А., Шляхто Е.
Family history of cardiovascular disease and autonomic regulation of circulation in migraineurs with and without concomitant hypertension
Journal of Hypertension, v.34, p. e94-e95 (год публикации - 2016)
10.1097/01.hjh.0000500099.95279.47
18. Михайлов Н., Мамонтов О.В., Камшилин А.А., Гиниатуллин Р. Parasympathetic cholinergic and neuropeptide mechanisms of migraine Anesthesiology and Pain Medicine (год публикации - 2016)
19.
Мамонтов О.В., Бабаян Л., Амелин А.В., Гиниатуллин Р., Камшилин А.А.
Autonomous control of cardiovascular reactivity in patients with episodic and chronic forms of migraine
Journal of Headache and Pain, v.17, p.52 (год публикации - 2016)
10.1186/s10194-016-0645-6