БИОФИЗИКА, 2023, том 68, № 5, с. 1081-1087

МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА

УДК 612.821

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РАНЫ

С ПРИМЕНЕНИЕМ СВЧ-ДИЭЛЕКТРОМЕТРИИ И ЛАЗЕРНОЙ

ДОППЛЕРОМЕТРИИ

В.В. Назаров*, А.С. Федотова*

*Приволжский исследовательский медицинский университет Минздрава России,

пл. Минина и Пожарского, 10/1, Нижний Новгород, 603005, Россия

**Нижегородский государственный агротехнологический университет,

просп. Гагарина, 97, Нижний Новгород, 603107, Россия

^#E-mail: cryst-mart@yandex.ru

Поступила в редакцию 14.04.2022 г.

После доработки 06.05.2023 г.

Принята к публикации 17.05.2023 г.

Целью работы служила разработка и апробация комбинированного метода оценки структурно-

функциональных особенностей ожоговой раны и околораневой зоны, включавшей СВЧ-диэлек-

трометрию и допплерометрию. Исследование выполнено на двадцати крысах линии Вистар, кото-

рым моделировали контактную термическую травму, и десяти здоровых животных. Оценку состоя-

ния раны выполняли через 24 и 72 ч после нанесения травмы. Изучение диэлектрических свойств

тканей осуществляли с помощью программно-аппаратного комплекса для ближнепольного резо-

нансного СВЧ-зондирования. Проведенные исследования позволяют заключить, что в ранний по-

слеожоговый период (первые сутки) в тканях раны наблюдается резкое согласованное снижение

интенсивности микроциркуляции и диэлектрической проницаемости, постепенно и частично вос-

станавливаемое к завершению трех суток после нанесения ожога. В околораневой зоне регистриру-

ется компенсаторная активация кровотока, приводящая к увеличению степени гидратации тканей,

что проявляется повышением обоих указанных показателей. Кроме того, показано, что при терми-

ческой травме формируется регуляторный дисбаланс факторов, обеспечивающих капиллярный

кровоток в зоне ожога и окружающих ее тканях, носящий компенсаторный характер и, в отсутствие

адекватной коррекции, способствующий угнетению процессов регенерации. Таким образом, соче-

танное применение рассматриваемых методов позволяет полноценно охарактеризовать структур-

но-функциональные особенности анализируемой ткани и их динамику. Это отчетливо проявляется

на примере экспериментальной ожоговой раны.

Ключевые слова: рана, диэлектрические свойства, микроциркуляция, ближнепольное СВЧ-

зондирование, лазерная допплеровская флоуметрия.

DOI: 10.31857/S0006302923050290, EDN: NBBWQP

оценки структурно-функциональных особенно-

В экспериментальных исследованиях и кли-

стей тканей [1, 8]. В то же время такие высокоин-

нической практике важным критерием состоя-

формативные методы как ультразвуковое иссле-

ния раны и околораневой зоны является сохран-

дование и компьютерная и магнитно-резонанс-

ность анатомических структур и адекватности их

ная томография применимы не для всех тканей и

кровоснабжения [1-4]. Общепризнанным диа-

имеют целый ряд физических и биомедицинских

гностическим методом верификации этих пара-

ограничений (например, невозможность прове-

метров служит гистологическое исследование [5-

дения исследования через раневые покрытия или

7], однако в большинстве случаев реализовать его

при обилии экссудата, в условиях продолжающе-

прижизненно крайне затруднительно. В связи с

гося умеренного кровотечения) [1, 8, 9].

этим представляет интерес раскрытие возможно-

На этом основании представляется перспек-

стей современных неинвазивных технологий

тивным изучение диагностического потенциала

Сокращения: СВЧ

- сверхвысокочастотный, ЛДФ

инновационных неинвазивных универсальных

лазерная доплеровская флоуметрия.

технологий. К ним, в частности, могут быть отне-

1081

1082

МАРТУСЕВИЧ и др.

Рис. 1. Характерная схема и внешний вид резонансной ближнепольной измерительной системы.

сены ближнепольное резонансное сверхвысоко-

Оценку состояния раны выполняли через 24 и

частотное (СВЧ) зондирование биологических

72 ч после нанесения травмы. Использовали по

тканей [8-12] и лазерная допплеровская фло-

три точки на поверхности раны и околораневой

уметрия (ЛДФ) [13, 14].

зоны. По каждой из этих групп точек проводили

усреднение.

Цель работы - разработка и апробация комби-

нированного метода оценки структурно-функци-

Изучение диэлектрических свойств тканей

ональных особенностей ожоговой раны и около-

осуществляли с помощью программно-аппа-

раневой зоны, включавшей СВЧ-диэлектромет-

ратного комплекса для ближнепольного резо-

рию и допплерометрию.

нансного СВЧ-зондирования. Основными оце-

ниваемыми показателями при этом служили

электрическая проницаемость и проводимость

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

биообъекта [15-17].

Эксперимент проведен на 30 белых крысах-

Измерение импеданса антенн было реализова-

самцах линии Wistar (возраст - 2.5-3.0 месяца,

но с помощью специального резонансного датчи-

масса - 200-250 г.), полученных из филиала

ка, схематически изображенного на рис. 1. Дат-

«Столбовая» Научного центра биомедицинских

чик представляет собой СВЧ-резонатор в виде от-

технологий ФМБА России (Москва). Все живот-

резка линии передачи (коаксиальной) [17-19]. На

ные содержались в стандартных условиях вива-

одном конце этого отрезка находится зондирую-

рия в клетках при свободном доступе к пище и во-

щая ближнепольная антенна (измерительная ем-

де на рационе питания согласно нормативам ГО-

кость), на противоположном конце расположена

СТа «Содержание экспериментальных животных

магнитная рамка. Возбуждение резонатора и при-

в питомниках НИИ». Работа с животными соот-

ем его отклика осуществляются при помощи пе-

ветствовала правилам Европейской Конвенции

тель магнитной связи, расположенных вблизи

ET/S 129, 1986.

магнитной рамки резонатора. Все элементы резо-

Исследование выполнено на 20 крысах, кото-

нансной системы за исключением измеритель-

рым моделировали контактную термическую

ной емкости располагаются в металлическом ци-

травму, и 10 здоровых животных. Моделирование

линдрическом корпусе. Используемая в данном

травмы проводили с использованием устройства

эксперименте собственная резонансная частота

собственной конструкции по ранее описанному

датчика составляла 797 МГц, характерная доброт-

нами методу [9, 16, 17].

ность - 150.

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РАНЫ

1083

Рис. 2. Поведение резонансной характеристики датчика при контакте с биообъектом.

Рис. 3. Иллюстрация глубинного зондирования неоднородных сред методом резонансной ближнепольной СВЧ-

томографии.

При контакте ближнепольной антенны с по-

ским фланцем (рис. 4). Именно такая конфигура-

верхностью биообъекта происходят изменения

ция антенны позволяет реализовать глубины зон-

резонансной частоты датчика и амплитуды сиг-

дирования, необходимые для исследования

нала на резонансе (рис. 2), по значениям которых

структурных слоев кожи. Согласно рис. 3, в такой

находится импеданс антенны.

антенне присутствуют три главных элемента, рас-

положенных концентрически изнутри кнаружи:

Схема, иллюстрирующая глубинное зондиро-

центральный проводник, фторопластовый изо-

вание биологической ткани в рамках ближне-

лятор и внешняя обкладка конденсатора с круг-

польной СВЧ-томографии, представлена на

лым металлическим фланцем. На рис. 4 представ-

рис. 3. Ближнепольная антенна находится на по-

лено качественное распределение зондирующего

верхности изучаемого объекта, ее квазистатиче-

электрического поля.

ское электрическое поле проникает внутрь среды

на глубину, определяющуюся конструкцией ан-

Таким образом, ближнепольное резонансное

тенны и размером ее апертуры (D). При увеличе-

СВЧ-зондирование, благодаря заложенным в не-

нии апертуры D будет увеличиваться глубина

го физическим принципам, дает возможность ва-

проникновения электрического поля в среду [18,

рьировать глубину и поверхностную площадь ис-

19].

следования биологических объектов, используя в

У разработанных в настоящее время ближне-

качестве диагностических критериев электроди-

польных диагностических систем ключевое соот-

намические характеристики среды - ее диэлек-

ношение «размер апертуры зонда (D)/длина вол-

трическую проницаемость и проводимость.

ны зондирующего СВЧ-сигнала (λ)» доходит до

Исследование состояния микроциркуляции в

уровня 10⁵-10⁶, что по сравнению с волновыми

тканях раны и околораневой зоны осуществляли

методиками дает возможность изучать состояние

методом ЛДФ с использованием аппарата

и структурные особенности тканей по их элек-

«ЛАКК-02» (ООО «ЛАЗМА», Москва) [13]. Для

тродинамическим свойствам с субволновым про-

диагностики применяется зондирование ткани

странственным разрешением (существенно

лазерным излучением. Согласно данным разра-

меньшим длины волны λ).

ботчиков метода А.И. Крупаткина и В.В. Сидоро-

Применительно к ближнепольной СВЧ-томо-

ва, обработка отраженного от ткани излучения

графии кожи в качестве зондирующего элемента

основана на выделении из зарегистрированного

(измерительной емкости) используется краевая

сигнала допплеровского сдвига частоты отражен-

емкость цилиндрического конденсатора, внеш-

ного сигнала, пропорционального скорости дви-

няя обкладка которого оканчивается металличе-

жения частиц в микроциркуляторном русле. В хо-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1084

МАРТУСЕВИЧ и др.

Рис. 4. Схема измерительного датчика.

де проводимых исследований обеспечивается ре-

матические узкополосные фильтры Butterworth и

гистрация изменения потока крови или лимфы в

вейвлет-преобразование, которое наилучшим об-

микроциркуляторном русле - флоуметрия. Мо-

разом выявляет периодичность процессов физио-

ниторинг интенсивности кровотока по микросо-

логической природы. Для эндотелиального ком-

судам выполняли по показателю микроциркуля-

понента оценивали амплитуду колебаний в диа-

ции, а его регуляторное обеспечение - по ампли-

пазоне частот 0.005-0.0095 Гц, а для сердечного -

туде внешних и внутренних факторов на

в диапазоне 0.8-1.6 Гц. Амплитуду колебаний

основании амплитудно-частотного анализа [13].

представляли в условных единицах.

Все частотные диапазоны были скорректированы

Результаты обрабатывали с использованием

для тканей крыс.

пакета программ Statistica 6.0. Нормальность рас-

Результат флоуметрии может быть представ-

пределения значений параметров оценивали с

лен выражением:

использованием критерия Шапиро-Уилка. Для

оценки статистической значимости различий

ПМ = K · N · V_ср,

применяли Н-критерий Краскала-Уоллеса. Раз-

где ПМ - показатель микроциркуляции (ампли-

личия считали достоверными при уровне значи-

туда сигнала в вольтах), K - коэффициент про-

мости p < 0.05.

порциональности (К = 1), N_эр - число рассеивате-

лей (эритроцитов) в зондируемом объеме ткани,

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

V_ср - средняя скорость рассеивателей в зондируе-

мом объеме. Основные рассевающие частицы в

Установлено, что диэлектрические свойства

микрососудах крови - эритроциты, в микролим-

раны и ожоговой зоны существенно изменяются

фососудах - рассеиватели из интерстиции, попа-

в динамике раневого процесса и значительно от-

дающие в лимфатические микрососуды в процес-

личаются от соответствующего участка кожи здо-

се лимфообразования.

ровых животных (рис. 5).

Показатель микроциркуляции дает общую

По основному оценочному параметру - ди-

оценку состояния микроциркуляции крови, а бо-

электрической проницаемости - выявлена отчет-

ливая динамика. Так, в тканях раны наибольшее

лее детальный анализ функционирования микро-

гемоциркуляторного русла проводится на втором

отклонение от контрольного уровня характерно-

этапе обработки ЛДФ-грамм, когда анализирует-

го для здоровых животных, обнаружено через 24 ч

ся амплитудно-частотный спектр колебаний пер-

после нанесения ожога (-66.7%, p < 0.01). В даль-

фузии. По величинам амплитуд колебаний мик-

нейшем показатели возрастают в 1.78 раза (p <

0.05), однако не достигают физиологических зна-

рокровотока в конкретных частотных диапазонах

возможно оценивать функциональное состояние

чений (-40.6%, p < 0.05). Подобные изменения

определенных механизмов контроля перфузии.

связаны с резким изменением степени гидрата-

Для расчета амплитудно-частотного спектра при-

ции тканей раны [20].

меняется несколько способов математической

В околораневой зоне наблюдали иные сдвиги

обработки: быстрое преобразование Фурье, мате-

(рис. 5). Через 24 ч после нанесения травмы ди-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РАНЫ

1085

место значительное угнетение интенсивности

кровотока по микрососудам, о чем свидетель-

ствовало снижение показателя микроциркуля-

ции в 2.63 раза (p < 0.01). Эта тенденция обуслов-

лена формирующимся в рассматриваемый пери-

од вазоспазмом [5-7]. На третьи сутки после

ожога активность микроциркуляции умеренно

возрастает (в 1.33 раза относительно первых су-

ток, p < 0.05), однако составляет лишь 50.8% от

интактного уровня (p < 0.01).

В околораневой зоне фиксировали компенса-

торную реакцию микроциркуляторного русла,

проявляющуюся в увеличении показателя микро-

циркуляции по завершении первых суток после-

ожогового периода (+34.9%, p < 0.05). В то же вре-

мя ко второй точке наблюдения данный эффект

Рис. 5. Уровень диэлектрической проницаемости раны

почти нивелируется, но остается значимым

и околораневой зоны в динамике экспериментального

(+15.9%, p < 0.05).

ожога; * - различия со значением, характерным для

интактной зоны, статистически значимы, p < 0.05; # -

Проведенный корреляционный анализ двух

различия со значением, характерным для раны,

вышеуказанных показателей (диэлектрическая

статистически значимы, p < 0.05).

проницаемость и показатель микроциркуляции)

позволил установить их статистически значимое

сопряжение на уровне положительной связи

электрическая проницаемость была зафиксиро-

средней силы (r = +0.738, p < 0.05). Наличие дан-

вана на более высоком уровне по сравнению с ко-

ной корреляции обусловливалось регистрацией

жей интактных животных (+30.2%, p < 0.05), сни-

жидкостной ее составляющей для тканей, однако

жаясь практически до физиологического уровня

физическая сущность и диагностическая инфор-

к завершению третьих суток эксперимента. По

мативность ближнепольного СВЧ-зондирования

нашему мнению, это обусловлено реактивной

и ЛДФ дифференцирует результат их измерений.

компенсаторной гиперемией данной зоны.

В частности, СВЧ-диэлектрометрия в большей

степени свидетельствует о структуре ткани (со-

Аналогичные изменения регистрировали при

хранности и динамике состояния морфологиче-

лазерной допплерометрии тканей раны и око-

ского субстрата) [8, 9, 15-17, 20, 21]. Напротив,

лораневой зоны (рис. 6). Так, через сутки после

ЛДФ преимущественно характеризует функцио-

нанесения ожога в поверхностных слоях имело

нальное состояние биообъекта [13, 22].

Сдвиги интегрального критерия интенсивно-

сти кровотока по сосудам малого диаметра - по-

казателя микроциркуляции - были обеспечены

перестройкой его регуляторных механизмов, Так,

угнетение микроциркуляции в зоне ожога проис-

ходило в первую очередь за счет вазоспазма, фор-

мируемого вследствие высвобождения сосуди-

стой стенкой молекулярных вазоактивных аген-

тов, преимущественно - монооксида азота [14,

22, 23]. Об этом свидетельствует динамика эндо-

телиального компонента (рис. 7), который через

сутки после нанесения ожога снижается более

чем в два раза относительно неповрежденной ко-

жи (p < 0.01). В дальнейшем на четвертые сутки

послеожогового периода он умеренно повышает-

ся, составляя лишь 70.9% от физиологического

уровня (p < 0.05), что указывает на недостаточную

скорость протекания регенеративных процессов.

Рис. 6. Показатель микроциркуляции (в перфузион-

Напротив, в околораневой зоне через сутки

ных единицах) в тканях раны и околораневой зоны в

динамике экспериментального ожога; * - различия со

после моделирования термической травмы на-

значением, характерным для интактной зоны, стати-

блюдали увеличение амплитуды эндотелиального

стически значимы, p < 0.05; # - различия со значени-

компонента регуляции микрокровотока (на

ем, характерным для раны, статистически значимы,

p < 0.05).

33.1%, p < 0.05; рис. 7), что может рассматривать-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1086

МАРТУСЕВИЧ и др.

монстрировало монотонную динамику как в ожо-

говой ране, так и в околораневой зоне (рис. 8).

Так, в раннем послеожоговом периоде фиксиро-

вали существенное повышение оцениваемого по-

казателя (на 48.4 и 46.8% относительно интакт-

ных животных соответственно, p < 0.05 для обоих

случаев), что обусловлено централизацией кро-

вообращения как универсальным ответом на тя-

желую травму. Через 72 ч после моделирования

ожога регистрировали умеренное снижение зна-

чения параметра, не достигавшее уровня здоро-

вых крыс (p < 0.05 для обоих точек измерения).

Это свидетельствует о сохранении негативного

влияния термической травмы на состояние си-

стемной и локальной гемодинамики и на четвер-

тые сутки после травмы.

Рис. 7. Амплитуда эндотелиального компонента мик-

роциркуляции в тканях раны и околораневой зоны в

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

динамике экспериментального ожога; * - различия со

значением, характерным для интактной зоны, стати-

Проведенные исследования позволяют заклю-

стически значимы, p < 0.05; # - различия со значени-

чить, что в ранний послеожоговый период (пер-

ем, характерным для раны, статистически значимы,

вые сутки) в тканях раны наблюдается резкое со-

p < 0.05).

гласованное снижение интенсивности микро-

циркуляции и диэлектрической проницаемости,

ся, с одной стороны, как компенсаторная реак-

постепенно и частично восстанавливаемое к за-

ция, но с другой стороны - как следствие вазо-

вершению третьих суток после нанесения ожога.

спазма в зоне ожога (проявление острой артери-

В околораневой зоне регистрируется компенса-

альной гиперемии) [5, 10, 15]. Транзиторный

торная активация кровотока, приводящая к уве-

характер этих сдвигов (подтверждается возвраще-

личению степени гидратации тканей, что прояв-

нием эндотелиального компонента к физиологи-

ляется повышением обоих указанных показате-

ческому уровню через 24 ч после нанесения ожо-

лей. Кроме того, показано, что при термической

травме формируется регуляторный дисбаланс

га) позволяет в большей степени говорить о ком-

пенсаторной природе выявленной сосудистой

факторов, обеспечивающих капиллярный крово-

реакции. В то же время состояние внешних регу-

ток в зоне ожога и окружающих ее тканях, нося-

щий компенсаторный характер и, в отсутствие

ляторных факторов, в частности сердечного, де-

адекватной коррекции, способствующий угнете-

нию процессов регенерации.

Таким образом, сочетанное применение рас-

сматриваемых методов позволяет полноценно

охарактеризовать структурно-функциональные

особенности анализируемой ткани и их динами-

ку. Это отчетливо проявляется на примере экспе-

риментальной ожоговой раны.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Исследование выполнено при финансовой

поддержке Российского научного фонда (проект

№ 22-25-00652).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы подтверждают отсутствие конфликта

Рис. 8. Амплитуда сердечного компонента микроцир-

интересов.

куляции в тканях раны и околораневой зоны в дина-

мике экспериментального ожога (* - различия со зна-

чением, характерным для интактной зоны, статисти-

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

чески значимы, p < 0.05; # - различия со значением,

Исследования соответствовали Европейской

характерным для раны, статистически значимы, p <

0.05).

конвенции о защите позвоночных животных, ис-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РАНЫ

1087

пользуемых для экспериментов или в иных науч-

11. С. Н. Колесов и М. Г. Воловик. Оптич. журн., 86

ных целях (ETS № 123 от 18 марта 1986 г., Страс-

(6), 59 (2013).

бург) и были одобрены Локальным этическим ко-

12. И. В. Турчин. Усп. физич. наук, 186 (5), 550 (2016).

митетом Приволжского исследовательского

13. A. K. Martusevich, S. Yu. Krasnova, A. G. Galka,

медицинского университета.

et al., Biophysics, 64 (4), 610 (2019).

14. J. Liu, L. Xu, D. Hu, et al., Zhonghua Shao Shang Za

Zhi, 30 (2), 175 (2014).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

15. A. G. Galka, A. K. Martusevich, D. V. Yanin, and

1. С. А. Паршикова и В. В. Паршиков, Соврем. про-

A. V. Kostrov, J. Commun. Technol. Electronics, 65

блемы науки и образования, № 2, 64 (2012).

(9), 1038 (2020).

2. F. C. Kao, H. H. Ho, P. Y. Chiu, et al., Sci. Technol.

16. А. К. Мартусевич, А. А. Епишкина, Е. С. Голыгина

Adv. Mater., 23 (1), 1 (2022).

и др., Соврем. технологии в медицине, 12 (5), 57

3. M. Shafiq, Y. Chen, R. Hashim, et al., Front. Bioeng.

(2020).

Biotechnol., 9, 821288 (2021).

17. A. V. Kostrov, A. I. Smirnov, D. V. Yanin, et al., Bull.

4. H.N. Wilkinson, M.J. Hardman. Open Biol. 10 (9),

Rus. Acad. Sci.: Physics, 69 (12), 1911 (2005).

200223 (2020).

18. Д. В. Янин, А. Г. Галка, А. И. Смирнов и др., Журн.

5. Г. М. Кавалерский, А. Д. Ченский, А. В. Уездов-

радиоэлектроники, № 1, 20 (2015).

ский и др., Анналы хирургии, № 6, 37 (2012).

19. Д. В. Янин, А. Г. Галка, А. И. Смирнов идр., Усп.

6. М. Б. Петрова, Е. М. Мохов, А. Н. Сергеев и

прикл. физики, 6 (2), 555 (2014).

Е. В. Серов, Соврем. проблемы науки и образова-

ния, № 6 (2015).

20. Y. Hayashi, N. Miura, N. Shinyashiki, and S. Yagihara,

Phys. Med. Biol., 50 (4), 599 (2005).

7. С. Я. Ивануса, Б. В. Рисман и Г. Г. Иванов. Вестн.

росс. воен.-мед. академии, 2, 190 (2016).

21. A. N. Reznik and N. V. Yurasova, Tech. Phys., 49 (4),

485 (2004).

8. Е. Б. Богомолова, А. К. Мартусевич, И. А. Клеме-

нова и др., Медицина, 5 (3), 58 (2017).

22. А. И. Крупаткин и В. В. Сидоров, Лазерная доппле-

9. А. К. Мартусевич, Д. В. Янин, Е. Б. Богомолова

ровская флоуметрия микроциркуляции крови (Меди-

и др., Биомед. радиоэлектроника, 12, 3 (2017).

цина, М., 2005).

10. S. Li, A. H. Mohamedi, J. Senkowsky, et al., Adv.

23. A. A. Kouadio, F. Jordana, N. J. Koffi, et al., Arch.

Wound Care (New Rochelle), 9 (5), 245 (2020).

Oral Biol., 86, 58 (2018).

Structural and Functional Assessment of the Condition of Wound Bed Using Microwave

Dielectrometry and Laser Doppler Flowmetry

A.K. Martusevich*^,**, A.V. Surovegina*^, **, V.V. Nazarov*, and A.S. Fedotova

*Privolzhskiy Research Medical University, Ministry of Health of the Russian Federation,

pl. Minina i Pojarskogo, 10/1, Nizhny Novgorod, 603005 Russia

**Nizhny Novgorod State Agrotechnological University, prosp. Gagarina 97, Nizhny Novgorod, 603107 Russia

The aim of the work was to develop and test a combined method for assessing the structural and functional

features of the burn wound and periwound area with the use of microwave dielectrometry and Dopplerome-

try. The study was performed on twenty Wistar rats, thermal injuries from contact were created on each rat,

and ten healthy animals. The assessment of the wound condition was performed 24 and 72 hours after burn

injury. The study of the dielectric properties of tissues was carried out using a hardware and software complex

for near-field resonant microwave sensing. From the results of our studies, it can be concluded that in the ear-

ly post-injury period (within the first days), a sharp coordinated decrease in the intensity of microcirculation

and dielectric permittivity is observed in the wound tissues, gradually and partially restored by the end of the

third day after burning. The increased microcirculatory blood flow to the periwound area, leading to an in-

crease in the degree of tissue hydration was observed, and as a consequence, the values of these two indices

became higher. In addition, it has been shown that during thermal trauma, a regulatory imbalance of factors

providing capillary blood flow around a burn wound area and surrounding tissues is formed, which is com-

pensatory in nature and, in the absence of adequate correction, contributes to the inhibition of regeneration

processes. Thus, the combination of the methods used in this study may potentially provide more specific in-

formation for a description of the structural and functional features of the analyzed tissue and their dynamics.

This is clearly shown by the example of an experimental burn wound.

Keywords: wound, dielectric properties, microcirculation, near-field microwave sensing, laser Doppler flowmetry

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023