Lekárske tepelné zobrazovanie

Hippokrates napísal v roku 400 pred nl. e.: "V akejkoľvek časti tela je prebytok tepla alebo chladu, choroba tam musí byť zistená." Starí Gréci ponorili telo do mokrej špiny a oblasť, ktorá vysušila rýchlejšie, poukazovala na miestny prejav choroby.

Až do osemnásteho storočia zostalo používanie rúk a teplomerov jediným spôsobom na meranie tepla vychádzajúceho z tela a zatiaľ sa pri vykonávaní lekárskych vyšetrení stále spoliehame na kontaktné teplomery. Od priekopníckej práce Dr. Karla Wunderlicha v roku 1868, kde sa venoval základným princípom registrácie teploty a jej dôležitosti pri štúdiu a liečbe horúčky, meranie teploty ľudského tela zohralo významnú úlohu v medicíne. Znalosť dynamiky telesnej teploty pri chorobách, povedal Wunderlich, je pre praktizujúcich veľmi dôležitá a v niektorých prípadoch nenahraditeľná, pretože:

• teplota nemôže byť predstieraná ani falšovaná,
• špecifické hodnoty teploty naznačujú horúčku,
• stupeň prekročenia normálnych teplôt často indikuje závažnosť a nebezpečenstvo ochorenia,
• termometria najrýchlejšie a bezpečnejšie monitoruje akékoľvek odchýlky od kontrolovaného priebehu ochorenia, deteguje oba relapsy a zlepšenia,
• Na optimalizáciu taktiky liečby je možné použiť termometriu.

Prvou fotografiou je pacient rozmazaný s hlinkou. Ďalej - návrh starých teplomerov (z: Encyclopedic Dictionary of FA Brockhaus a IA Efrona 1890-1907).

Termometria sa pomaly rozvíjala od skorého termoskopu Galileo (1592) až po pohodlnejšie kalibrované váhy poľsko-nemeckého fyzikov Fahrenheita (1724) a švédskeho vedca Celsia (1742). Fahrenheitská stupnica je v súčasnosti široko používaná iba v USA. Teplotná jednotka Kelvin je pomenovaná podľa jedného z zakladateľov termodynamiky britským fyzikom Thomsonom (Lordom Kelvinom), ktorý navrhol termodynamickú teplotnú stupnicu, kde sa začiatok (0K) zhoduje s absolútnou nulou (teplota, pri ktorej sa zastaví chaotický pohyb molekúl a atómov). Jeden stupeň Celzia a jeden Kelvín majú rovnakú dôležitosť, ich váhy sú posunuté o 273,15, to znamená ° C = K - 273,15.

V nasledujúcich rokoch nahradili iné zariadenia klinické teplomery sklenenej ortuti, ako sú termočlánky, termistory, pyrometre a IR rádiometre na meranie teploty bubienka alebo čela. Iba v roku 1880 americký astronóm a fyzik Langley vynašiel bolometer, detektor tepelného žiarenia založený na zmene elektrického odporu polovodičového prvku citlivého na teplotu, keď je ohrievaný kvôli absorpcii nameraného toku žiarenia. S týmto zariadením môžete cítiť teplo živých vecí veľkosti kravy vo vzdialenosti viac ako 400 metrov.

Zľava doprava: Karl Wunderlich (1815-1877), Samuel Langley (1834-1906), Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), Anders Celsius (1701-1744), William Thomson, lord Kelvin (1824-1907).

Až po zistení a štúdiu infračerveného (IR) žiarenia bolo možné dosiahnuť významný pokrok v IR vizualizácii prejavov patológie, pre ktoré nie je potrebný priamy kontakt meracieho prístroja s pacientom.

Základom pre pochopenie povahy infračervenej časti elektromagnetického spektra položili dvaja členovia tej istej rodiny: vynikajúci astronóm William Herschel, ktorý v roku 1800 objavil ohrievací efekt viditeľného červeného svetla, ktorý nazval "žiarivé teplo", teraz známy ako infračervené žiarenie, a jeho syn John Herschel, v roku 1840, v prvom termálnom snímku získanom experimentmi s prirodzeným slnečným žiarením - termogramom.

Vľavo: William Herschel (1783-1822) a jeho experiment. V strede: John Herschel (1792-1871). Vpravo je termogram slnečného žiarenia, ktorý získal D. Herschel v roku 1840.

Odvtedy mnohí vedci prispeli k prehĺbeniu poznatkov o IR žiarení. Ďalších 100 rokov však muselo prejsť z infračerveného termogramu D. Herschela, skôr ako bolo možné úspešne realizovať praktické využitie tepelného zobrazovania. Počas tejto doby boli objavené zákony žiarenia Kirchhoffa, Stephena, Boltzmanna, Vin a Planck. Tieto zákony sa berú do úvahy pri modernom tepelnom zobrazovaní a rádio-termometrickej technológii, ktorá umožňuje meranie ich teploty meraním žiarenia telies. Prijímače na diaľkové ovládanie (teplotné snímače, infračervené a milimetrové rádiomery) zaznamenávajú teplotu jasu, tj teplotu zodpovedajúcu výkonu elektromagnetického žiarenia ľudského tela.

Objavitelia zákonov o žiarení. Zľava doprava: Max Planck (1858-1947), Joseph Stefan (1835-1893), Ludwig Boltzmann (1844-1906), Wilhelm Wien (1864-1928).

Prostredníctvom intenzívnej a úspešnej práce na vojenskom využívaní infračervenej technológie do polovice 20. storočia prispelo k vytvoreniu prvých tepelných snímkov. Moderná diagnostika termálneho zobrazovania má všetky dôvody stať sa jednou z hlavných informačných technológií s rozsiahlym rozsahom a dnes infračervené zobrazovacie systémy majú obrovský vplyv na medicínu, vedu a astronómiu.

Termické zobrazovanie je funkčná diagnostika, ktorú úspešne používajú lekári po celom svete už viac ako pol storočia. Nezanedbateľné výhody, ako absolútna neškodnosť, vizuálna jasnosť, jednoduchosť a rýchlosť získania výsledkov s vysokým informačným obsahom, viedli k rýchlemu rozšíreniu rozsahu použitia metódy tepelného zobrazovania v medicíne.

Vývoj lekárskeho tepelného zobrazovania.

História vytvárania termálnych snímkov pre lekárske použitie zahŕňa niekoľko generácií zariadení. Nemecká fyzika-spektroskopia Marian Cherni v roku 1925 vyvinula evaporograf. Jeho študent Bowling Barnes postavil v 50-tych rokoch prvý tepelný snímač založený na termistore. Jeden takýto prístroj použil kanadský pôrodník-gynekológ a lekár výskum Ray Lawson z McGill University, aby získal termogram mliečnych žliaz. V roku 1956 publikoval článok, v ktorom informoval o detekcii použitím infračerveného zobrazovania na zvýšenie teploty kože pri projekcii overených zhubných nádorov prsníka u 26 žien. Táto priekopnícka štúdia sa môže považovať za začiatok novej diagnostickej metódy - klinickej termografie alebo lekárskeho termálneho zobrazovania.

Na ľavej strane je Ray Lawson (Ray N.Lawson, 1973), v strede a vpravo sú prvé tepelné zobrazovače (Piroscan, Anglicko).

Biomedicínsky výskum

Nepochybná a nesporná hodnota biomedicínskeho výskumu moderných metód vizualizácie živých objektov. Medzi ne patria röntgenové (vrátane CT a PET), rôzne modifikácie MRI, ultrazvuku, optické, spektroskopické, elektrofyziologické metódy a mnoho ďalších. Avšak, okrem výhod každej existujúcej metódy mapovania, všetky z nich v praxi vo fyziologických a najmä v klinických štúdiách u ľudí majú určité obmedzenia.

Preto napriek bohatstvu inštrumentálnej podpory a schopnosti niektorých z vyššie uvedených metód merať teplotu, tepelné zobrazovanie v medicíne zaujíma svoje miesto, ktoré je determinované nielen vlnovou dĺžkou žiarenia zaznamenanou telom, ale aj mnohými ďalšími znakmi: úplná neškodnosť, bezkontaktné, rýchlosť a jednoduchosť výskumu s vysoká diagnostická informativnosti.

Dodávame tiež, že kombinované využívanie termálneho zobrazovania s inými metódami klinického a hardvérového hodnotenia funkčného stavu tela a jeho systémov často zvyšuje jeho účinnosť. So zvukovou a dôkazovou metodológiou výskumu tieto vlastnosti môžu transformovať termálne zobrazovanie, ako to vyjadruje L.B. Likhterman, v "ideálnej diagnostické metóde."

Tepelné zobrazovanie osoby

Ľudské telo je otvorený nerovnovážny termodynamický systém, ktorý je v konštantnej interakcii so životným prostredím a realizuje komplexný systém termoregulácie na udržanie konštantnej teploty "jadra" - centrálnych oblastí tela (lebka, hrudník a brušná dutina) v dôsledku kontrolovaných zmien teploty periférnych oblastí, Udržanie stability vnútorného prostredia a jeho dynamickej rovnováhy je základným znakom životne dôležitých činností organizmu.

Podľa fyzikálnych zákonov, s akoukoľvek transformáciou energie (vrátane v živom organizme), sa časť z nej mení na teplo. Všetky procesy v tele sa dajú rozdeliť do dvoch typov: prebiehajú s uvolnením energie a absorpciou energie. Najdôležitejšie fyziologické procesy, ktoré slúžia ako zdroj tepla v tele homootherm (teplokrvným) zvieraom, sú bazálny metabolizmus, udržujúci držanie tela, tón za studena svalov, motorickú aktivitu a chladné chvenie. Bazálny metabolizmus je najdôležitejším zdrojom a zároveň spotrebiteľom tepla, ktorý sa vytvára v dôsledku procesov, ktoré sa v tele stále objavujú: udržiavanie gradientov látok a nábojov na membránach všetkých buniek; práca srdca a dýchacie svaly; intestinálna motilita; zachovať tón hladkých a kostrových svalov; regeneračné procesy atď.

V živom organizme je tepelná vodivosť tkanív asociovaná primárne s krvným riečnom a v menšom rozsahu normálne s intenzitou metabolizmu. Reflektorové mechanizmy prenosu tepla z hlbších konštrukcií sa môžu tiež podieľať na tvorbe tepelných vzorov povrchu (rozloženie tepelných polí). Tepelné uvoľňovanie otvorených nervových štruktúr, okrem prietoku krvi a metabolizmu, je tiež určené elektrogéziou. Vonkajšie faktory, ktoré určujú infračervené žiarenie z pokožky, sú teplota, plocha a trvanie vonkajšej teploty.

Normálny fyziologický teplotný profil kože vykazuje zníženie teploty z hlavy na nohy a v proximálnom distálnom smere (od stredu k okraju) na koncoch s relatívnou symetriou na oboch stranách tela, ktoré sa opakovane demonštrovalo pomocou tepelného zobrazovania. Ovplyvňuje to biologické (cirkadiánne) rytmy, stav hormonálneho systému, sympatický tón, metabolizmus tepla a vody, stav vazomotorického systému, hrúbka a pigmentácia kože a periodické kolísanie hladiny hormónov, ako je produkcia kortizolu a progesterónu, ako aj úroveň stresu subjektu, lokalizácia a závažnosť bolesti a oveľa viac. Teplota kože je teda integrálnym indikátorom, ktorého veľkosť je navyše určená nielen fyziologickými zákonmi, ale aj prítomnosťou lokálnych porúch obehu, ohniskami septického alebo aseptického zápalu, nádormi a tiež závisí od liekov, fajčenia, používania parfumérov a množstvo ďalších faktorov.

Vzniká prirodzená otázka: je možné vyvodiť akékoľvek opodstatnené špecifické závery založené na termografickom prieskume s takým množstvom faktorov ovplyvňujúcich IR žiarenie ľudského tela?

Odpoveď je áno! - a základom takejto odpovede je, že človek patrí k homotermálnym tvorom, z ktorých je možné stanoviť kritériá pre normálne rozdelenie teploty a definovať pojmy teplotná norma a patológia. Základom existencie homeothermických bytostí je termoregulácia - udržiavanie konštantnej telesnej teploty, čo je možné pri správnej rovnováhe medzi výrobou tepla a uvoľňovaním tepla. Normálne u ľudí teplota mozgu, krvi a vnútorných orgánov (teplota "jadra") kolíše okolo 37 ° C s rozsahom výkyvov ± 1,5 °. Pri výraznejších teplotných odchýlkach je narušená aktivita enzýmov, po ktorej nasleduje dysfunkcia orgánov a tkanív, zatiaľ čo teplota ľudského tela nad 43 ° C a pod 33 ° C je prakticky nekompatibilná so životom. Všetky reakcie, ktoré umožňujú udržiavať konštantnú telesnú teplotu za rôznych podmienok, sú riadené špeciálnymi nervovými centrami umiestnenými v mozgu.

V súčasnosti sa ukázalo, že senzácia teploty je zabezpečená kumulatívnou aktivitou tepelne citlivých kožných mechanoreceptorov, z ktorých sa informácie prenášajú do vyšších centier. Termoregulačný systém zahŕňa kortikálne a hypotalamické oblasti mozgu. Hypotalamus spracováva informácie z externých a vnútorných termoreceptorov a poskytuje nastavenie aktuálnych a cieľových teplôt. Bolo zistené, že predná oblasť hypotalamu reguluje proces prenosu tepla a jadro zadného hypotalamu sa považuje za centrum tvorby tepla.

Tepelne citlivé štruktúry okrem hypotalamu sa nachádzajú aj v kmeňovom mozgu (medián a medulla), v mieche, v chrbticovej stene brušnej dutiny, v svaloch av subkutánnych štruktúrach. To znamená, že existujú lokálne aj centrálne mechanizmy na reagovanie na odchýlky od hodnôt teploty, ktoré termoregulačný systém považuje za "normálne". Najdôležitejším mechanizmom v tomto systéme je regulácia cievneho tonusu kože sympatickým nervovým systémom. Zvýšená krvná náplň pokožky zvyšuje svoju tepelnú vodivosť a tým i prenos tepla tela vďaka priamemu vedeniu (vedenia) tepla cez pokožku; zníženie periférneho krvného obehu, naopak, prispieva k "retencii" tepla. Tieto mechanizmy chránia telo pred prehriatím a prechladnutím.

Rozptýlenie tepla do životného prostredia, ktoré je životne dôležité pre homeothermické organizmy, sa vyskytuje niekoľkými spôsobmi: vedenie tepla, tepelné žiarenie, konvekcia, odparovanie tekutiny z povrchu tela. Zmena pomerov týchto zložiek v celkovom prenose tepla ľudského tela závisí od teploty a vlhkosti prostredia. U ľudí v podmienkach teplotného komfortu (teplota vzduchu je 20 ° C a relatívna vlhkosť 40-60%) je ožiarenie 54 kcal / h, tepelná vodivosť 26 kcal / h, odparenie 23 kcal / h. Proces prenosu tepla v biologických tkanivách závisí od tepelnej vodivosti tkanív, konvekcie, intenzity krvnej perfúzie, uvoľňovania metabolického tepla.

Technické možnosti

Informačná hodnota IR žiarenia ako signálu spočíva v tom, že odráža funkčný stav a dynamiku jeho zmien v rôznych tkanivách a systémoch tela. Napriek skutočnosti, že infračervené žiarenie sa zaznamenáva z povrchu tela, môže obsahovať informácie o prínose tkanív umiestnených pod kožou, najmä s rozličným vývojom podkožného tuku, rozdielnym funkčným stavom svalov, ako aj s patologickými procesmi - nádormi mäkkých tkanív, zápalové procesy, supurácie atď. Hodnota metódy tepelného zobrazovania v takýchto klinických situáciách je okrem iného spôsobená neschopnosťou používať metódy na meranie teploty a kontaktné metódy, a pred metódami merania hĺbky (rádiová termometria) má tepelné zobrazovanie výhodu v priestorovom a časovom rozlíšení.

Technické možnosti tepelného zobrazovacieho zariadenia umožňujú spoľahlivo opraviť aj malé rozdiely v povrchovej teplote. Vizualizácia takých procesov ako zmeny objemu a rýchlosti pohybu krvi cez cievy, uvoľňovanie a odparovanie tekutiny z povrchu kože, ktoré vedú k zmenám teploty na povrchu tela, tepelné zobrazovanie je špičková metóda získavania funkčných informácií o pacientovi v reálnom čase.

Termotopografiya

Termotografia (stacionárny model rozloženia teploty na povrchu rôznych častí tela) obsahuje celú veľa užitočných údajov. Pri statických meraniach je možné získať zmysluplné informácie z analýzy teplotného rozdielu v symetrických oblastiach tela toho istého pacienta, teplotných gradientoch alebo porovnaním IR obrazu skúmaného objektu s tepelnými portréty iných objektov. Dynamické merania poskytujú vedeckým pracovníkom dodatočné informácie, ktoré vám umožnia sledovať priebeh liečby a vyhodnocovať jej účinnosť a skúmať vývoj funkčného stavu ako termoregulačného systému ako celku, tak jeho jednotlivých spojení.

S preukázanou informatívnosťou metódy v diagnostike, ktorá dosahuje 90-97% pre také ochorenia, ako je patológia mliečnych žliaz alebo lézie žíl dolných končatín, umožňuje metóda diagnostikovať ochorenia v predklinickej fáze.

Hlavné patologické príčiny nárastu miestnej teploty:

• zápal akéhokoľvek vzniku, v ktorom dochádza k miestnej expanzii ciev mikrovaskulatúry a posilňovaniu metabolických procesov;
• zhoršený venózny odtok a žilové kongescie;
• malígnych novotvarov, v ktorých sú tiež aktivované metabolické procesy. Lokálna termodiagnostika je obzvlášť účinná, keď sú povrchové alebo plytké zhubné nádory umiestnené pod kožu (napríklad koža, mliečne žľazy, štítná žľaza);
• podráždenie chrbtových koreňov a periférnych nervov. V tomto prípade sa pozoruje zvýšenie teploty v zóne ich inervácie;
• zvýšený metabolizmus rôznych orgánov.

Hlavné patologické príčiny zníženia miestnej teploty:

• porušenie arteriálneho zásobovania krvou (aterosklerotická lézia artérií, trombóza atď.);
• zníženie mikrocirkulácie (mikroangiopatia rôzneho pôvodu, narušená vegetatívna regulácia vaskulárneho tónu);
• zníženie úrovne metabolizmu rôznych orgánov veku alebo patologického charakteru;
• degeneratívne procesy s nahradením funkčne aktívneho tkaniva spojivovým tkanivom;
• výrazná dysfunkcia chrbtových koreňov a periférnych nervov (v zodpovedajúcich dermatómoch a zónach inervácie).

Výhody tepelného zobrazovania ako diagnostickej metódy

• jednoduchosť, prístupnosť a jednoduché používanie;
• príjem výsledkov v reálnom čase;
• mobilitu a nedostatok záväznosti pre kanceláriu alebo určitú oblasť s uvedenými vlastnosťami;
• schopnosť vykonať štúdiu (získanie primárnych údajov vo forme termogramov) osobou, ktorá prešla potrebným relatívne krátkodobým výcvikom, vrátane tých, ktorí nemajú lekárske vzdelanie (sestry, asistenti laboratória);
• pretože toto zariadenie je súčasťou softvérového a hardvérového komplexu, existuje možnosť preniesť obraz do služby, kde odborníci v termografii vyhodnotia získaný obraz online na prítomnosť termografických znakov patológie, implementujú sa algoritmy telemedicínskej technológie. V blízkej budúcnosti náš softvér automaticky rozpozná príznaky patologických zón a vytvorí protokoly pre termálne zobrazovacie vyšetrenia pacientov.
• tepelné videnie je bezkrvové, neškodné (neinvazívne) pre pacienta a personál, môže byť vykonané opakovane a s akoukoľvek závažnosťou stavu pacienta.

Správa z vyšetrovania

Pre správnu analýzu a porovnanie termogramov získaných v rôznych časoch sa štúdia uskutočňuje za štandardizovaných podmienok, a to:

• pri teplote 22-24 ° C (zóna "tepelného pohodlia" - v tomto rozsahu fungujú termoregulačné mechanizmy v normálnom fyziologickom režime) bez vyfúkania vzduchu s výnimkou zdrojov ako je teplo (batérie, ohrievače ventilátorov, žiarovky) a studená okno v zime atď.);
• nie skôr ako 2 hodiny po jedení a vykonávaní fyzickej aktivity;
• s výnimkou aspoň počas dňa používania vazoaktívnych farmakologických preparátov, masti, trenie alebo homeopatie a do 5 až 6 hodín - s parfumériou;
• po adaptácii s otvorenou kožou v oblasti vyšetrenia najmenej 15 minút;
• ženy pri vyšetrení mliečnych žliaz v strede menštruačného cyklu (10-14 dní).

Rozsah štúdie závisí od cieľov: primárne úplné skríning zahŕňa registráciu približne 20-25 termogramov, objem kontroly (pre výsledok liečby) alebo zónové (napríklad len prsné žľazy) je oveľa menší. Podľa svedectva môže byť štúdia doplnená o stresové testy zamerané na identifikáciu / potvrdenie patológie: testy za studena, glukózový test, cvičenie a ďalšie.

Trvanie štúdie jednej zóny (bez zohľadnenia času adaptácie) je 3-5 minút, celá štúdia na viacerých miestach trvá 10-15 minút. Trvanie záťažových testov - od 5 minút (cvičenie) po 45 minút (test glukózy).

Treba zdôrazniť, že napriek tomu, že lekárska komunita nie vždy primerane uvažuje o tom, že tepelné zobrazovanie je metódou založenou na dôkazoch pre diagnostiku mnohých chorôb, veríme, že táto metóda je predovšetkým nástroj na podporu diagnostického rozhodovania.

Termografia (tepelné zobrazovanie)

Termografia je medicínska metóda výskumu zameraná na identifikáciu a lokalizáciu rôznych patogénnych procesov sprevádzaných miestnym nárastom (menej často - poklesom) teploty. Pomocou tejto metódy môžete určiť rôzne formy zápalových procesov, aktívny rast nádorov, kŕčové žily, poranenia, modriny, zlomeniny. Ide o presnú štúdiu, na základe ktorej môžete urobiť správnu diagnózu a určiť lokalizáciu procesu.

Opis postupu

Existujú dva druhy termografie: bezkontaktné a kontaktné, ale podstatou oboch metód je určenie telesnej teploty v určitej oblasti.

Bezkontaktná termografia sa vykonáva pomocou určitých zariadení, ktoré zahŕňajú termografy a tepelné zobrazovače. Tieto zariadenia registrujú infračervené vlny a prezentujú ich ako obraz. Táto metóda vám umožní okamžite pokryť celé telo pacienta.

Kontaktná termografia používa kvapalné kryštály, ktoré môžu meniť farbu v závislosti od teploty ľudského tela. Kontakt sa vykonáva pomocou špeciálnej vrstvy alebo filmu s príslušnými konektormi. Táto metóda je lokálna a presnejšia ako bezkontaktná termografia.

Príprava na termografiu

Napriek svojej relatívnej jednoduchosti má postup v príprave niekoľko vlastností.

10 dní pred štúdiom je potrebné prestať užívať všetky lieky, ktoré obsahujú hormóny alebo ovplyvňujú kardiovaskulárny systém. Odstráňte všetku masť, ktorá môže ovplyvniť oblasť, ktorá je predmetom vyšetrovania. Pri kontrole brušných orgánov pacienta by nemal jesť (byť na prázdny žalúdok).

Pri vyšetrení prsníka musíte čakať na 8-10 (niektoré zdroje hovoria 6-8, takže je najlepšie sa poradiť s odborníkom) v deň menštruačného cyklu. V miestnosti, kde sa vykonáva termografia, by mala byť konštantná teplota 22-23 stupňov Celzia. Na to, aby sa pacient mohol prispôsobiť, je potrebné, aby ho v kancelárii odtiahol a dovolil mu zvyknúť si do 15-20 minút. Pacient by mal byť v oddychovom a uvoľnenom stave, pretože to môže výrazne ovplyvniť výsledok.

Vedenie výskumu

Postup môže vykonávať odborník na funkčnú diagnostiku, ale vysoko špecializovaný lekár rozlíši výsledky a stanoví diagnózu.

Nie každá nemocnica má vybavenie na termografiu, pretože táto štúdia nie je obyčajná.

Z tohto dôvodu sa tento typ vyšetrenia vykonáva v súkromných klinikách alebo v niektorých typoch dispenzarov a stojí za slušné množstvo peňazí. Často nie je možné vykonať štúdiu ihneď po lekárskych lekárskych predpisoch kvôli skutočnosti, že je potrebné splniť určité požiadavky počas dlhšieho obdobia pred konaním.

Bezkontaktná termografia sa vykonáva väčšinou ako stojaca alebo ležiaca. Súčasne je proces podobný procesu fotografovania alebo natáčania videa z rôznych uhlov. Kontaktná termografia sa vykonáva hlavne v sede, kontaktovaním predtým špecifikovaného filmu alebo vrstvy so študovaným priestorom. Obraz sa prenáša na obrazovku počítača a / alebo sa zaznamená na digitálne médiá pre ďalšie kroky špecialistu.

Výsledky termografie sa hodnotia a spracujú elektronicky. Patológia je viditeľná v dôsledku zmien v tepelnom vzore v miestach s hypotermou (teplota pod normálnou hodnotou pre miesto) alebo hypertermiou (zvýšená teplota).

Výhody a nevýhody

Medzi výhody patrí poskytnutie absolútneho bezpečnostného výskumu pre lekára i pacienta, bezbolestnú štúdiu, ktorá nemá žiadne kontraindikácie a vekové obmedzenia. Zariadenie okrem toho neznečisťuje životné prostredie, má veľmi presné zobrazenie lokalizácie (chyba je menšia ako jeden milimeter) a tiež presne zobrazuje zmeny teploty (až do 0,008 stupňov Celzia) a umožňuje preskúmať celé telo v jednej relácii.

Nevýhody zahŕňajú skutočnosť, že pacient môže nespravodlivo splniť požiadavky v štádiu prípravy, v dôsledku toho môže byť výsledok nesprávny.

Dlhá príprava sa považuje za mínus, kvôli čomu môžu byť dôsledky niekedy v čase prieskumu nezvratné, vysoké náklady v porovnaní s alternatívnymi metódami, napríklad biopsia, malý počet lekárskych a lekárskych výskumných inštitúcií, ktoré vykonávajú túto štúdiu.

Indikácie pre

S narastajúcim počtom nádorov prsníka boli potrebné nové metódy výskumu a v dôsledku toho sa termografia stala jednou z vedúcich metód na vyšetrenie žľazy kvôli jej výhodám, aj keď má požiadavku, aby sa vykonávala v určitých dňoch menštruačného cyklu.

Vzhľadom na skutočnosť, že zápalové procesy sprevádzané zvýšenou teplotou, najmä v mieste lokalizácie, termografia umožňuje obmedziť centrum zápalu. To je zvlášť viditeľné, keď zápalový proces zasiahne vnútorný orgán dutiny alebo inú telesnú dutinu, pretože hypertermia má jasné hranice tejto oblasti.

Každé porušenie cievneho systému je tiež jasne viditeľné v štúdii. Takže s kŕčovými žilami sa zmenšuje hrúbka ich stien a v dôsledku toho dochádza k zvýšeniu prenosu tepla. Pri ischémii, trombóze a nekróze v dôsledku nedostatku alebo nedostatku krvného zásobovania klesá teplota oblasti tela a cievy.

To vám umožní identifikovať flebitídu v počiatočných štádiách a angiografia nie je najužitočnejšou metódou na štúdium patológie, pretože ovplyvňuje obe cievy a negatívny efekt röntgenového žiarenia.

Zmeny endokrinného systému, najmä štítnej žľazy, pankreasu a slinných žliaz. Umožňuje určiť vývoj onkologických procesov v nich a pre pankreas - jeho poškodenie, ktoré môže byť príčinou diabetu 1. typu. Porušenie štítnej žľazy - môže sa prejaviť ako hypotermia niektorých častí tela.

Porucha výmeny tepla kože je spojená s kŕčmi alebo uvoľnením povrchových kapilár kože. Môže to byť dôsledok porúch nervového systému alebo vrodenej patológie. Okrem tejto metódy nie je možné stanoviť presnú diagnózu inými prostriedkami, takže termografia je v tomto prípade jediným spôsobom na stanovenie presnej diagnózy.

Termografia sa aktívne používa v traumatológii, pretože umožňuje určiť lokalizáciu poranenia a jeho typ.

Stretnutie a tvorba modrín je charakterizované zvýšením teploty v určitej oblasti, svalovine alebo svalovej skupine. S uzavretými zlomeninami je jasné vidieť hranice zlomeniny, fragmenty kostí, ktoré sú viditeľné oveľa lepšie ako na röntgenových lúčoch a bezpečnejšie, pretože neexistuje negatívny vonkajší účinok.

Tepelné zobrazovanie

Oddelenie mediobiológie, informatiky a ekonomiky

Tepelné zobrazovanie v medicíne

Študenti prvého ročníka

Gushchin N.V., Danilov I.A.

2. Hlavná časť

- Historické informácie o tepelnom zobrazovaní;

- Biofyzikálne aspekty tepelného zobrazovania;

- Podstata lekárskeho zobrazovania;

- Oblasti použitia tepelného zobrazovania v lekárskej diagnostike;

- Metódy výskumu tepelného zobrazovania;

- Spôsoby interpretácie termografického obrazu;

- Zariadenie lekárskych termálnych snímačov;

- Spôsoby a vyhliadky na zlepšenie tepelnej zobrazovacej diagnostiky v medicíne;

Tepelné zobrazovanie ako oblasť aplikácie zákonov tepelného žiarenia

Tepelné zobrazovanie možno nazvať univerzálnym spôsobom získavania rôznych informácií o svete okolo nás. Ako je známe, tepelné žiarenie má akékoľvek teleso, ktorého teplota je odlišná od absolútnej nuly. Okrem toho prevažná väčšina procesov premeny energie (a to zahŕňajú všetky známe procesy) sa vyskytuje pri uvoľňovaní alebo absorpcii tepla. Keďže priemerná teplota na Zemi nie je vysoká, väčšina procesov prebieha s nízkym špecifickým vytváraním tepla a pri nízkych teplotách. Preto maximálna energia žiarenia takýchto procesov spadá do infračerveného mikrovlnného rozsahu.

Tepelné zobrazovanie je vedecko-technická oblasť, ktorá skúma fyzikálne základy, metódy a zariadenia (tepelné zobrazovače), ktoré poskytujú možnosť pozorovania ľahko vyhrievaných predmetov.

Zdravotnícke aplikácie

V modernej medicíne je tepelné zobrazovanie výkonnou diagnostickou metódou, ktorá umožňuje identifikovať takéto patológie, ktoré je ťažké kontrolovať inými spôsobmi. Tepelné zobrazovanie sa používa na diagnostikovanie nasledujúcich ochorení (pred rádiografickými prejavmi a v niektorých prípadoch dlho predtým, než sa objavia sťažnosti pacienta): zápal a nádory prsných žliaz, gynekologické orgány, koža, lymfatické uzliny, ENT ochorenia, nervové a cievne lézie končatín, kŕčové žily; zápalové ochorenia gastrointestinálneho traktu, pečeň, obličky; osteochondróza a nádory miechy.

1. Historické informácie o tepelnom zobrazovaní

Po prvýkrát v roku 1956 použil kanadský chirurg Dr. Lawson termálnu zobrazovaciu diagnostiku v klinickej praxi. Používal zariadenie na nočné videnie používané na vojenské účely na včasnú diagnostiku rakoviny mliečnych žliaz u žien. Použitie metódy tepelného zobrazovania ukázalo povzbudivé výsledky. Spoľahlivosť stanovenia rakoviny prsníka bola najmä v počiatočnom štádiu približne 60-70%. Identifikácia rizikových skupín pri veľkých hmotnostných odtieňoch odôvodňuje účinnosť tepelného zobrazovania. V budúcnosti sa tepelné zobrazovanie v medicíne rozšírilo. S rozvojom technológie tepelného zobrazovania bolo možné využívať tepelné zobrazovače v neurochirurgii, terapii, vaskulárnej chirurgii, reflexodiagnostike a reflexoterapii. Záujem o zobrazovanie v medicíne rastie vo všetkých rozvinutých krajinách, napríklad v Nemecku, Nórsku, Švédsku, Dánsku, Francúzsku, Taliansku, USA, Kanade, Japonsku, Číne, Južnej Kórei, Španielsku a Rusku. Vedúcimi predstaviteľmi v oblasti výroby tepelných zobrazovacích zariadení sú Spojené štáty, Japonsko, Švédsko a Rusko.

2. Biofyzikálne aspekty tepelného zobrazovania.

V ľudskom tele kvôli exotermickému biochemickému

procesy v bunkách a tkanivách, ako aj v dôsledku uvoľňovania energie,

spojená so syntézou DNA a RNA, produkuje veľké množstvo tepla - 50-100 kcal / gram. Toto teplo je distribuované vo vnútri tela obehom krvi a lymfy. Teplotné gradienty krvného obehu. Kvôli svojej vysokej tepelnej vodivosti, ktorá sa nelíši svojou povahou, je schopná vykonávať intenzívnu výmenu tepla medzi centrálnou a periférnou oblasťou tela. Najteplejšou je zmiešaná venózna krv. Chladne sa ochladí v pľúcach a šíri sa cez veľký okruh krvného obehu udržuje optimálnu teplotu tkanív, orgánov a systémov. Teplota krvi prechádzajúcej cez kožné cievy klesá o 2-3 °. V patológii je obehový systém narušený. Zmeny sa vyskytujú len preto, že zvýšený metabolizmus napríklad v zápalovom zameraní zvyšuje krvnú perfúziu a následne tepelnú vodivosť, ktorá sa odráža v termograme tým, že sa prejavuje zaostrenie hypertermie. Teplota kože má vlastnú dobre definovanú topografiu.

Je pravda, že u novorodencov, ako ukázala IAArkhangelskaya, kožná termomotopografia chýba. Distálne končatiny, špička nosa a ušnice majú najnižšiu teplotu (23-30 °). Najvyššia teplota v axilárnej oblasti, v perineu, krku, epigastriu, perách a tvárach. Zvyšné oblasti majú teplotu 31-33,5 ° C. Denné zmeny teploty pokožky sú v priemere o 0,3-0,1 ° C a závisia od fyzického a duševného stresu, ako aj od iných faktorov.

Keď sú iné veci rovnaké, minimálne zmeny teploty pokožky

pozorované na krku a na čele, maximum - v distálnom

končatín, čo je vysvetlené vplyvom vyšších častí nervového systému. Ženy často majú teplotu kože nižšiu ako muži. S vekom sa táto teplota znižuje a jej variabilita sa znižuje pod vplyvom teploty okolia. Pri každej zmene stálosti pomeru teploty vnútorných častí tela sa aktivujú termoregulačné procesy, ktoré vytvárajú novú úroveň rovnováhy medzi teplotou tela a prostredím.

U zdravého človeka je rozloženie teploty symetrické

vzhľadom na stredovú čiaru tela. Prelomenie tejto symetrie tiež slúži

hlavným kritériom pre tepelnú zobrazovaciu diagnostiku chorôb. Kvantitatívnym vyjadrením tepelnej asymetrie je veľkosť teplotného rozdielu.

Uvádzame hlavné príčiny teplotnej asymetrie:

1) Vrodená vaskulárna patológia vrátane vaskulárnych nádorov.

2) autonómne poruchy vedúce k dysregulácii vaskulárneho tónu.

3) Cirkulačné poruchy spôsobené traumou, trombózou, embólmi,

4) Venózna kongescia, retrográdny krvný prietok s nedostatočnosťou venóznych chlopní.

5) Zápalové procesy, nádory, ktoré spôsobujú lokálne zvýšenie metabolických procesov.

6) Zmeny tepelnej vodivosti tkanív v dôsledku opuchu, nárastu alebo

zníženie vrstvy subkutánneho tuku.

Existuje takzvaná fyziologická termo-asymetria,

ktorá sa líši od patologickej nižšej veľkosti rozdielu

teplota pre každú jednotlivú časť tela. Na hrudník, brucho a chrbát

teplotný rozdiel nepresahuje 1,0 ° C.

Termoregulačné reakcie v ľudskom tele sú kontrolované

Okrem centrálneho systému existujú miestne mechanizmy termoregulácie.

Koža vďaka hustému sieťu kapilár pod kontrolou

autonómny nervový systém a schopný výrazne sa rozširovať alebo

úplne zatvorte dutiny ciev, aby ste zmenili kalibru v širokom rozmedzí, - krásny výmenník tepla a regulátor teploty tela.

Termografia - metóda funkčnej diagnostiky,

na základe registrácie infračerveného žiarenia ľudského tela,

proporcionálne k jeho teplote. Distribúcia a intenzita tepelného žiarenia v normálnych podmienkach sú determinované zvláštnosťami fyziologických procesov, ktoré sa vyskytujú v tele, najmä na povrchu aj v hlbokých orgánoch. Rôzne patologické stavy sú charakterizované tepelnou asymetriou a prítomnosťou teplotného gradientu medzi zónou vysokého alebo nízkeho žiarenia a symetrickou oblasťou tela, ktorá sa odráža v termografickom zobrazení. Táto skutočnosť má dôležitú diagnostickú a prognostickú hodnotu, čo dokazujú početné klinické štúdie.

3. Podstata lekárskeho tepelného zobrazovania.

Termické zobrazovanie (termografia) je jedinou diagnostickou metódou, ktorá umožňuje hodnotiť tepelné procesy v ľudskom tele. Spoľahlivosť diagnostiky mnohých chorôb závisí od účinnosti tohto hodnotenia.

Priestorové informácie o rozložení teploty na povrchu ľudského tela v rôznych typoch patológie majú nezávislý záujem, pretože sú priamo alebo nepriamo spojené s produkciou zníženej teploty, tepelnou výmenou a termoreguláciou. Teplotné zmeny odzrkadľujú narušený krvný obeh a metabolizmus, a preto tepelné zobrazovanie ako vysoko informatívna metóda hrá nezávislé postavenie medzi inými inštrumentálnymi metódami diagnostiky týchto porúch.

Tepelný stav tkanív, ich teplota je charakterizovaná intenzitou infračerveného žiarenia. Človek ako biologický objekt s teplotou 31 ° C až 42 ° C je zdrojom prevažne infračerveného žiarenia. Maximálna spektrálna hustota tohto žiarenia je v rozmedzí približne 10 mikrónov.

Tepelné snímače pracujúce v rozmedzí 8 až 12 mikrónov môžu veľmi presne zaznamenať infračervené žiarenie z povrchu ľudského tela. Okrem toho implementovali funkciu merania absolútnych hodnôt teploty v každom bode patologického zamerania. Tieto okolnosti majú dôležitú prediktívnu hodnotu a poskytujú príležitosť na vykonávanie výskumu na novej špičkovej úrovni s rozšírením aplikácií. Najsľubnejšie oblasti zahŕňajú hĺbkové a podrobné štúdie rôznych patológií, diagnostiku tepelného zobrazovania počas rôznych chirurgických zákrokov.

Preto pomocou tepelných snímačov je možné s potrebnou mierou spoľahlivosti zaznamenávať tepelné polia a vyhodnotiť získané informácie a poskytnúť im kvalitatívne a kvantitatívne charakteristiky. Takže pri registrácii infračerveného žiarenia sa vizualizuje umiestnenie, veľkosť, tvar a charakter hraníc, štruktúra patologického zamerania. Ide o kvalitatívnu analýzu informácií o tepelnom zobrazovaní. Pri meraní absolútnych teplôt sa hodnotí stupeň závažnosti patologického procesu, posudzuje sa jeho aktivita, rozlišuje sa povaha porúch (funkčná, organická). Ide o kvantitatívnu analýzu informácií o tepelnom zobrazovaní.

Diagnostické schopnosti lekárskeho tepelného zobrazovania sú založené na hodnotení rozloženia zón infračerveného žiarenia na povrchu tela. Táto metóda poskytuje informácie o anatomických a topografických a funkčných zmenách v oblasti patológie. Lekárske tepelné zobrazovanie umožňuje jemne zachytiť aj počiatočné štádiá zápalových, cievnych a neoplastických procesov. V závislosti od zvýšenia alebo zníženia miestnej teploty na pozadí štandardných (fyziologicky normálnych) obrysov tela sa infračervené žiarenie tkanív v oblasti patológie zvyšuje alebo znižuje.

4. Oblasť použitia tepelného zobrazovania v medicíne.

Termografia umožňuje identifikovať a objasniť v ranom predklinickom štádiu patologické a funkčné poruchy vnútorných orgánov. Aplikácie v lekárskej diagnostike:

Interné ochorenia - diabetická angiopatia, ateroskleróza, vaskulárna endarteritída, Raynaudova choroba, hepatitída, poruchy autonómnej regulácie, myokarditída, bronchitída atď. Urológia - zápalové ochorenia obličiek, močového mechúra atď. nervy, zápalové ochorenia veľkých kĺbov rôznych etiológií, osteomyelitídy atď.

Onkológia - rôzne typy nádorov, plastická chirurgia, žuvanie transplantovanej kože. Pôrodníctvo a gynekológia - benígne a zhubné nádory, cysty mliečnej žľazy, mastitída, včasná diagnostika tehotenstva atď. Otorinolaryngológia - paralýza a pareza nervov obličiek, alergická rinitída, zápal paranazálnych dutín atď.

Farmakológia - získanie objektívnych údajov o účinkoch protizápalových a vazodilatačných liečiv atď.

Meranie teploty je prvým príznakom choroby. Teplotné reakcie vzhľadom na ich univerzálnosť sa vyskytujú vo všetkých typoch ochorení: bakteriálne, vírusové, alergické, neuropsychiatrické.

5. Metódy výskumu tepelného zobrazovania.

Metóda tepelného zobrazovania je veľmi informatívna a nešpecifická pre získanú informáciu, pretože podobné vaskulárne a metabolické reakcie sa vytvárajú v rôznych patológiách. Primeraný výber metódy tepelného zobrazovacieho výskumu však v každom prípade umožňuje získať špecifické informácie o stave orgánov a systémov tela.

Tieto techniky môžu zlepšiť informatívnosť tepelného zobrazovania pri hodnotení rôznych patológií vrátane štádia subklinických prejavov. Vo svojej žiadosti je možné objektivizovať klinické syndrómy ochorenia, určiť nosológiu patológie, sledovať účinnosť rôznych druhov liečby, predvídať rehabilitačné obdobie.

Metódy výskumu tepelného zobrazovania:

Technika lokálnej projekcie, ktorá zaznamenáva vlastnosti infračerveného žiarenia kože v projekcii postihnutého orgánu alebo segmentu. Zmenená intenzita žiarenia naznačuje sústredenie patológie, v ktorej sa vyskytli zmeny v zásobovaní krvou, úroveň metabolizmu a stabilne existujúce kožné zóny so zmenenou citlivosťou, trofizmom, vaskulárnymi a sekrečnými reakciami. Spoľahlivosť registrácie je založená na porušení mechanizmu termoregulácie v dôsledku patologického procesu.

Technika vzdialeného premietania, ktorá zaznamenáva charakteristiky infračerveného žiarenia mimo projekciu postihnutého orgánu alebo patologického zamerania. Spoľahlivosť registrácie je založená na skutočnosti, že neuroreflexný mechanizmus hrá hlavnú úlohu vo vytváraní tepelných informácií o patológii. Zmeny intenzity infračerveného žiarenia sú vizualizované v reflexných zónach Zakharyin-Ged, v autonómnych zónach inervácie, v biologicky aktívnych bodoch tela.

Dynamická metóda, ktorou sa zaznamenávajú zmeny infračerveného žiarenia počas určitého časového obdobia. Súčasne sú vizualizované patologické poruchy krvného toku a metabolických procesov v dynamike. Spoľahlivosť je založená na skutočnosti, že detekovaná dynamika zmien intenzity infračerveného žiarenia odráža reakciu tela na vývoj patológie a indikuje aktivitu patologického procesu.

Dynamická metóda využívajúca provokatívne testy: fyziologické, fyzikálne a farmakologické. Touto metódou sa zaznamenávajú rýchle zmeny v infračervenom žiarení v reakcii na provokačný test, ktorý zvyšuje zaťaženie mechanizmov termoregulácie a zintenzívňuje prejavy špecifických syndrómov.

Lekárske tepelné zobrazovanie je vzdialená, neinvazívna, absolútne neškodná metóda výskumu, ktorá nemá žiadne kontraindikácie a je vhodná na opakované použitie. Účinne sa používa na diagnostiku kardiovaskulárnych, neurologických, neurochirurgických, traumatologických, ortopedických, angiologických, fuziologických, onkologických a iných patologických stavov.

Stanovenie diagnózy nie je jediným cieľom pre lekárske tepelné zobrazovanie. Táto jedinečná funkčná metóda pomáha pri výbere vhodnej terapie a vždy poskytuje objektívne hodnotenie účinnosti liečby.

Lekárske tepelné zobrazovanie je tiež neinvazívnou metódou intraoperačnej diagnostiky. Lekárske tepelné zobrazovanie je nepostrádateľným spôsobom dynamického pozorovania a funkčnej diagnostiky počas chirurgickej operácie, čím je bezpečnejšia, predvídateľnejšia a produktívnejšia. V pooperačnom období termálne zobrazovanie umožňuje kontrolovať obnovenie krvného zásobenia, nervové vedenie orgánov a okolitých tkanív a zabraňovať zápalovým a deštruktívnym komplikáciám.

Existujú dva hlavné typy termografie:

1. Kontaktujte cholesterickú termografiu.

Teletermografia je založená na premene infračerveného žiarenia z ľudského tela na elektrický signál, ktorý je zobrazený na obrazovke tepelného imageru.

Kontaktná cholesterová termografia sa opiera o optické vlastnosti cholesterických kvapalných kryštálov, ktoré sa prejavujú zmenou farby na farby dúhových, keď sa aplikujú na tepelne vyžarujúce povrchy. Najchladnejšie oblasti sú červené, najteplejšie je modré.

Uložené na koži zloženie tekutých kryštálov, ktoré majú

teplotná citlivosť v rozsahu 0,001 ° C, reakcia na tepelný tok reštrukturalizáciou molekulárnej štruktúry.

7. Spôsoby interpretácie termografického obrazu.

Po zvážení rôznych metód tepelného zobrazovania, otázka

spôsoby interpretácie termografických obrazov. Existujú vizuálne a kvantitatívne spôsoby hodnotenia termálneho zobrazovacieho obrazu.

Vizuálne (kvalitatívne) hodnotenie termografie umožňuje určiť umiestnenie, veľkosť, tvar a štruktúru vysoko emitujúcich ložísk, ako aj hrubo odhadnúť množstvo infračerveného žiarenia. Avšak pri vizuálnom posúdení nie je možné presne merať teplotu. Okrem toho sa zdá, že nárast zdanlivej teploty v termografe závisí

rýchlosť zametania a veľkosť poľa. Ťažkosti pri klinickom vyhodnotení výsledkov termografie sú, že nárast teploty na malej ploche oblasti je sotva viditeľný. V dôsledku toho sa nemusí zistiť malé patologické zaostrenie.

Radiometrický (kvantitatívny) prístup je veľmi sľubný. Zahŕňa použitie najmodernejšej technológie a môže byť použitý na vykonávanie masových preventívnych vyšetrení, na získanie kvantitatívnych informácií o patologických procesoch v študovaných oblastiach, ako aj na posúdenie účinnosti termografie.

^ 8. Zariadenie lekárskeho zobrazovateľa.

Termálne zobrazovače, ktoré sa v súčasnosti používajú pri diagnostike tepelného zobrazovania,

Sú to skenovacie prístroje pozostávajúce zo systémov zrkadiel zameriavajúcich infračervené žiarenie z povrchu tela na citlivý prijímač. Taký prijímač vyžaduje chladenie, ktoré poskytuje vysokú citlivosť. V prístroji sa tepelné vyžarovanie sekvenčne mení na elektrický signál, zosilnený a zaznamenaný ako poltónový obraz.

V súčasnosti používané tepelné zobrazovače s optickou mechanikou

skenovanie, v ktorom sa vďaka priestorovému snímaniu obrazu uskutočňuje postupná premena infračerveného žiarenia na viditeľnú.

Spoločnou nevýhodou existujúcich tepelných snímačov je potreba ich chladenia na teplotu kvapalného dusíka, čo znemožňuje ich používanie. V roku 1982 navrhli vedci nový typ infračerveného rádiometra. Je založená na filmovom termočlánku pracujúcom pri izbovej teplote.

a majú konštantnú citlivosť v širokom rozsahu vlnových dĺžok. Nevýhodou termoelementu je nízka citlivosť a vysoká zotrvačnosť.

9.Puti a vyhliadky na zlepšenie tepelného zobrazovania v medicíne.

Na záver je potrebné poukázať na hlavné spôsoby a perspektívy.

zlepšenie tepelnej zobrazovacej techniky. Ide v prvom rade o zvýšenie úrovne jasnosti a kontrastu tepelných zobrazovacích obrazov, vytvorenie zariadení na monitorovanie videa, zvýšenie reprodukcie termálneho obrazu, ako aj ďalšej automatizácie výskumu a aplikácie

Computers. Po druhé, zlepšenie výskumu tepelných zobrazovacích metód pre rôzne typy chorôb. Snímač by mal poskytnúť informácie o oblasti oblasti pokožky so zmenenou teplotou a súradnicami pevného tepelného poľa. Predpokladá sa, že vytvoríte zariadenia, v ktorých môžete náhodne zmeniť zväčšenie obrazu, fixovať amplitúdovú distribúciu teploty pozdĺž horizontálnej a vertikálnej osi. Okrem toho je potrebné navrhnúť zariadenie, ktoré sa môže zintenzívniť

vývoj výskumu mechanizmu prenosu tepla a korelácie pozorovaných tepelných polí so zdrojmi tepla vo vnútri ľudského tela. To umožní vývoj jednotných metód termovíznej diagnostiky. Po tretie je potrebné pokračovať v hľadaní nových princípov fungovania termálnych snímačov pracujúcich s dlhšími vlnovými dĺžkami spektra, aby sa zaznamenalo maximálne tepelné vyžarovanie tela. V budúcnosti je tiež možné vylepšiť zariadenie na ultra-citlivý príjem elektromagnetických kmitov desiatrových, centimetrových a milimetrových rozsahov.

V medicíne sa úspešne uplatnila relatívne nová výskumná metóda, tepelné zobrazovanie. Je založená na vzdialenej vizualizácii infračerveného (IR) žiarenia tkanív, vykonávaného pomocou špeciálnych optických elektronických zariadení - tepelných snímačov. Intenzita infračerveného žiarenia zaznamenaná tepelným imagerom charakterizuje tepelný stav tkanív a ich teplotu. Táto metóda umožňuje dokonca zachytiť úvodné štádiá zápalových, cievnych a niektorých neoplastických procesov.

V závislosti od zvýšenia alebo zníženia miestnej teploty na pozadí bežných obrysov orgánu alebo končatiny sa luminiscencia tkanív v oblasti patológie zvyšuje alebo naopak znižuje. Podľa mnohých pozorovaní sa každá osoba vyznačuje určitým symetrickým rozložením teploty na povrchu tela.

Diagnostické schopnosti tepelného zobrazovania sú založené na identifikácii najmä asymetrie tepelného žiarenia. Metóda tepelného zobrazovania sa vyznačuje absolútnou bezpečnosťou, jednoduchosťou a rýchlosťou výskumu, absenciou akýchkoľvek kontraindikácií. Tepelné zobrazovanie poskytuje súčasný pohľad na anatomofotografické a funkčné zmeny v postihnutej oblasti.

Referencie:

1. J. Leconte, "Infračervené žiarenie" M., 1958;

2. Gossorg J. "Infračervená termografia. Základy, technika, aplikácia "M. Mir 1988;

4. "Klinické tepelné zobrazovanie" ed. Melnikova V.P., Miroshnikova M.M. Petrohrad 1999;

Tepelné zobrazovanie v medicíne

Mnoho patologických procesov mení normálnu distribúciu teploty na povrchu tela a v mnohých prípadoch sú zmeny teploty pred inými klinickými prejavmi, čo je veľmi dôležité pre včasnú diagnostiku a včasnú liečbu. Preto IKT ako metóda funkčnej diagnostiky nedávno získali stále väčšie uznanie v rôznych oblastiach medicíny, vedy a klinickej praxe [14; 15; 21; 24; 27; 29; 44]. Jeho hodnota a výhoda je porovnateľná s rádiografiou, ultrazvukom, CT a MRI, ktoré sa používajú iba na posúdenie morfologických charakteristík orgánov [10]. IKT vizuálne a kvantitatívne (pre zariadenia najnovšej generácie s vysokou presnosťou 0,01 ° C) vyhodnocuje infračervené žiarenie z povrchu tela, ktoré odráža stav vnútorných štruktúr tela. Tento typ diagnostiky umožňuje vyhodnotiť funkčné zmeny v dynamike, čiže sledovať zmeny počas počiatočného vyšetrenia a priamo počas liečby. Termografia umožňuje určiť lokalizáciu funkčných zmien, aktivitu procesu a jeho prevalenciu, povahu zmien - zápal, stagnáciu alebo malignitu.

Na rozdiel od väčšiny metód skúšok používaných v modernej medicíne, infračervené tepelné zobrazovanie spĺňa kritériá diagnostických metód, ktoré možno použiť na účely profylaktických vyšetrení [22]. V tomto prípade sa berie do úvahy bezpečnosť pre zdravie pacienta a lekára, pretože prístroje iba zaznamenávajú tepelné žiarenie z povrchu tela pacienta bez vyžarovania; vyšetrenie je absolútne neškodné, vzdialene, neinvazívne. Žiadna zo súčasných diagnostických metód dnes nemá takú šírku diagnostického rozsahu, schopnosť detekovať rad ochorení naraz. Vysoký informačný obsah - spoľahlivosť tepelného zobrazovania pri niektorých chorobách sa približuje k 100% a vo všeobecnosti dosahuje približne 80% pri primárnych vyšetreniach [5; 14]. Je tiež dôležité uvedomiť si nízke náklady na prieskum, rýchlosť a jednoduchosť implementácie, možnosť využitia termovízneho snímača na účely expresnej diagnostiky veľkých skupín obyvateľstva. Príprava pacienta na vyšetrenie termálneho zobrazenia nevyžaduje špeciálne udalosti a trvá krátky čas: všetko, čo je potrebné, je uvoľniť príslušnú kožu z odevu 5-7 minút pred vyšetrením. Výsledky prieskumu sa zobrazujú v reálnom čase na počítačovom monitore, predstavujú dynamický obraz tepelnej úľavy pokožky s registráciou digitálnych presných indikátorov teploty kože, sú zaznamenávané a archivované bez zbytočného odkladu.

Nepochybné výhody moderného tepelného zobrazovania zahŕňajú jeho schopnosť určiť chorobu dlho pred klinickým prejavom a dokonca aj s asymptomatickou chorobou. Navyše je možné ihneď preskúmať celé telo a v rámci jednej liečby získať spoľahlivé informácie o zdravotnom stave pacienta.

Lekárske využitie termografie začalo v šesťdesiatych rokoch minulého storočia a teraz sa dosiahlo lepšie pochopenie tepelného žiarenia v ľudskej fyziológii a vzťah medzi teplotou kože a prietokom krvi. Na potvrdenie uvedených skutočností bude prehľad prezentovať výsledky získané najmä v poslednom desaťročí domácimi a zahraničnými lekármi rôznych špecialít. Tieto údaje ukazujú, že možnosti metódy sú také rozmanité, že je ľahšie povedať, v ktorej oblasti medicíny je použitie IKT nemožné alebo obmedzené. Metóda sa používa pri riešení rôznych problémov, predovšetkým je to diagnostika chorôb a monitorovanie účinnosti liečby. Rozsah chorôb, v ktorých sa začínajú používať moderné vzdialené tepelné zobrazovače na diagnostiku a monitorovanie liečby, sa nedávno rozšíril; lekári používajú rôzne značky tepelných snímkov, domácich i zahraničných.

V mnohých rôznych metódach bezkontaktnej diagnostiky, ktoré zaznamenávajú reakciu tela na infračervenom, ultrafialovom, ultrafrekvenčnom a rentgenovom emisnom spektre, sa zaznamenáva osobitné miesto pre IKT [1]. Táto metóda umožňuje určiť vzťah medzi závažnosti klinických prejavov ochorenia a povrchovou teplotou, a v tomto prípade IR-žiarenie závisí od prietoku krvi v tkanive a nie vždy koreluje s ťažkosti pacienta, čo umožňuje diagnostikovať ochorenie v predklinické fáze. Výhodou moderných infračervených kamier [16] je, že poskytujú vysokú citlivosť na teplotu a presnosť merania teploty. Používanie prenosných zariadení novej generácie v ordinácii lekára, v dome pri lôžku, na operačnej sále, a dokonca aj v teréne umožňuje dynamické infračervené termokartirovanie a analýzu termogramov ako dynamický tepelnú fóliou.

Možnosti využitia IKT na diferenciálnu diagnostiku cievnych ochorení a možnosť použitia metódy na vyhodnotenie účinku vykonanej liečby boli zvážené v mnohých domácich a zahraničných publikáciách. Získali sa údaje o účinnosti liečby cievnych ochorení dolných končatín pomocou perftoranu [31]. V dôsledku vyšetrenia pacientov na vyhodnotenie účinnosti liečby vylučovania aterosklerózy dolných končatín perftoránom sa v prípadoch úspešnej terapeutickej liečby zistilo zníženie teplotného rozdielu medzi prstami a chodidlom. A 54-x pacientov v dôsledku liečby zlepšenie stavu ochorenia periférnych ciev s prechodom z kroku III-B na II-D fáze, zatiaľ čo zodpovedajúce teplotný rozdiel medzi prstami a nohy znížil na 4-5 ° C na 2-3 ° C.

Vysoký stupeň citlivosti na IKT je potvrdený registráciou zmien v podmienkach fyziologickej normy, čo zabezpečuje identifikáciu predpatologických symptómov a variantov podmienenej fyziologickej normy. Zahraničné skúsenosti s používaním IKT pri hodnotení pacientov s vysokým rizikom ochorenia periférnych artérií dolných končatín vrátane závažnosti, funkčnosti a kvality života sú dobre známe [38]. Štúdia zahŕňala 51 pacientov (z toho 23 mužov vo veku 70 ± 9,8 rokov). Súbežne s IKT prešli pacienti štandardnými diagnostickými testami (stanovenie indexu členku-brachiálneho indexu (ABI) a stanovenia ABI s cvičením, meranie segmentového tlaku v končatinách). Dvadsaťosem pacientov s IKT malo cirkulačné poruchy v periférnych artériách dolných končatín, zatiaľ čo iba 20 pacientov malo abnormality v štandardných testoch.

Naši špecialisti úspešne vykonali podobné štúdie. Termografický profil povrchu nohy bol študovaný u pacientov s venóznou chorobou dolných končatín (VBHK) s použitím IKT a RT (rádiová termografia) na stanovenie diagnostických hodnôt rôznych termografických metód v diagnostike VBK [13]. Ako referenčná metóda, ktorá potvrdzuje prítomnosť alebo neprítomnosť venóznej patológie, sme použili ultrazvukové angioskopenie (USAS) s farebným kódovaním prietoku krvi na odbornom zariadení Vivid-3 (General Electric, USA). Do 1. skupiny patrilo 30 pacientov s triedami XB C1-C2 (45 dolných končatín) a 29 zdravých jedincov (58 dolných končatín), 2. skupina zahŕňala 25 pacientov s triedami XB C3-C6 (38 dolných končatín) a 29 zdravých jedincov (58 dolných končatín). Zistilo sa percento koincidencie diagnóz pomocou rôznych typov termografie a ich kombinácie s AECS. Výpočet funkčných charakteristík v 1. skupine (u pacientov s XB tried C1 - C2) ukázal, že metódy IKT a RT boli rovnako neefektívne pri diagnostikovaní raného štádia XB. Najvyššia citlivosť (podiel pacientov, u ktorých bol detegovaný patologický termogram) bola v kombinovanej termometrii (63,6%). Špecifickosť (frekvencia absencie patologických termogramov u zdravých ľudí) bola najvyššia pri kombinovanej metóde (76,4%), ako aj frekvencia koincidencie diagnózy s referenčnou metódou (71,5%). V 2. skupine bola najvyššia citlivosť (89%) a špecifickosť (91,5%) zaznamenaná kombinovanou metódou, rovnako ako frekvencia koincidencie diagnózy s referenčnou metódou (91%). Na objasnenie skutočných diagnostických schopností metódy v iných typoch venóznej patológie sa uskutočnilo dvojito slepé porovnanie termogramov v 3. skupine (57 pacientov, 114 končatín). V tretej zmiešanej skupine bola špecifickosť a citlivosť kombinovanej termografie 86,7 a 87,9%. WB bola detekovaná v UZAS v 35 prípadoch, post-trombotická choroba v rekanalizačnom štádiu - u 32, akútna venózna trombóza - u 16, venózna patológia nebola zistená v 31 prípadoch. Podľa autorov majú zmeny povrchovej a hlbokej teploty u pacientov s VB dolných končatín definitívnu diagnostickú hodnotu, ale nedosahujú schopnosti ASA. Obzvlášť zrejme je nedostatočná účinnosť termografie znázornená v počiatočných štádiách VB, keď neexistujú prakticky žiadne známky venóznej stagnácie, preto termografické metódy budú mať väčší klinický význam pri monitorovaní účinnosti liečby ochorenia.

Účinnosť IKT bola hodnotená aj v iných formách chronickej venóznej insuficiencie (CVI) [2]. V štúdii boli pacienti rozdelení takto: kŕčové žily (VD) - 1 690 (83,2%) ľudí; posttrombotická choroba (PTFB) - 238 (11,7%); vrodená angiodysplázia končatín (VADK) - 103 (5,1%) pacienta. Ako uznanie VADK, okrem UZDAS, používali termografiu, počítačovú (CT) a / alebo magnetickú rezonančnú (MRI) tomografiu a voltmetriu. Na základe veľkého klinického materiálu autori určili citlivosť, špecifickosť a diagnostickú presnosť UZDAS, CT a MRI, infračervenej termografie pri overovaní rôznych foriem CVI. Citlivosť metód bola 94 až 98%; špecificita - 90-95%; diagnostická presnosť - 92 - 96%. Závery autorov sú nasledovné: UZDAS je "zlatým štandardom" neinvazívnej diagnostiky vrodenej a získanej patológie periférneho obehu. Okrem duplexného angioskanningu môžu byť do rozpoznávacieho algoritmu VADK zahrnuté CT, MRI a tepelné zobrazovanie.

Včasné odhalenie ľudí s rizikom rozvoja koronárnych artérií zostáva dôležitou úlohou lekára. Štandardom inštrumentálnych štúdií kardiovaskulárneho systému sú elektrokardiografia, reografia a dopplerografia. S ich pomocou sa odhadujú parametre charakterizujúce funkčný a organický stav srdca, krvných ciev, ako aj zvláštnosti ich regulácie aktivity. Význam týchto štúdií vzhľadom na to, že poruchy vegetatívny regulácie vaskulárneho tonusu môže nastať zníženie cerebrálneho prietoku krvi, čo zvyšuje pravdepodobnosť vzniku collaptoid neurotransmiterov synkopa a tvoria od 61 do 91% z celkovej štruktúry synkopy [23]. IKT monitorovanie vaskulárnej reaktivity je nový neinvazívny test založený na zmene teplotného modelu počas a po oklúzii. V tejto súvislosti bola študovaná teplotná odozva distálnych falancií prstov k oklúzii brachiálnej artérie s cieľom posúdiť vegetatívnu reaktivitu a celkovú adaptabilitu pacienta za stresových podmienok [30; 33; 52]. Bezkontaktné pozorovanie teplotných zmien na povrchu kefke vykonáva za použitia Termovízna kamera ThermaCAM SC3000 spoločnosť FLIR Systems [30] V kontrolnej skupine 10 osôb a skupinu 15 pacientov s poruchou regulácie ciev autonómnych, v kombinácii s nediferencovanej spojivového tkaniva dysplázia (UCTD). Autori [30] poznamenávajú, že metódy Dopplera, sfygma a reografie fungujú v prítomnosti pulzujúceho prietoku krvi v cievach. Pri umelých okluzívnych podmienkach nie je v končatine žiadne vlnenie a pozorovanie reakcie na oklúziu je nemožné. Výhodou v tomto prípade IKT je, že meranie parametra, ako je teplota počas oklúzie, umožňuje neinvazívne štúdie reakcie na záťažový test, ktorý môže slúžiť ako diagnostické kritérium na posúdenie funkčného stavu ciev.

Prehľad a články o výskume v oblasti diabetológie [34; 41; 45; 46; 50] ukázali význam IKT a význam použitia metódy klinického hodnotenia periférnej perfúzie a životaschopnosti tkaniva, najmä pri sériových meraniach použitých na hodnotenie výsledkov liečby. Diabetes sa považuje za ochorenie na celom svete, čo vedie k najväčšiemu počtu operácií amputačnej končatiny, ku ktorým dochádza každých 30 sekúnd, viac ako 2500 končatín denne [35]. Príspevok popisuje úspešné používanie techník IKT na diagnostikovanie a sledovanie liečby diabetických vredov v nohách u 63-ročného pacienta (diabetes mellitus 13 rokov). Údaje boli získané na začiatku a na 7., 14., 21., 35. a 48. deň liečby. Vredy na podrážke nohy boli uzdravené 48. deň, čo korelovalo s termografickým obrazom. Infračervená termografia odporúčajú autori nielen na posúdenie hojenia rán u pacientov s diabetickou nohou, ale aj ako metóda na sledovanie liečby vredov a rán rôznej etiológie.

Existujú skúsenosti s hodnotením možností infračervenej farebnej termografie kvapalných kryštálov a IKT pri komplexnej liečbe pacientov s cirhózou pečene, komplikovanej portálnou hypertenziou [32]. Metóda umožňuje objektívne posúdiť závažnosť cirkulujúceho prietoku krvi pozdĺž vaskulárnych kolaterálov prednej brušnej steny, zatiaľ čo sa zistila korelácia termografických indexov s ultrazvukovými a endoskopickými údajmi. Práca je založená na výsledkoch komplexných klinických, laboratórnych, ultrazvukových, endoskopických a termografických vyšetrení u 30 pacientov s cirhózou pečene, komplikovaných portálnou hypertenziou (PG). Tieto výsledky ukazujú, že informačné a komunikačné technológie cez tepelné ThermaCAM P65 poskytuje objektívne informácie o stupni perfúzie prednej brušnej steny u pacientov s cirhózou komplikuje PG, ktorý umožňuje lekárovi určiť uskutočniteľnosť a vykonať operáciu neinvazívne monitorovanie pacienta v pooperačnom období.

Etiopatogenetické faktory, ktoré určujú výskyt problémov v oblasti craniovertebrálnej oblasti okrem genetickej, uvažujú o zraneniach hornej krčnej chrbtice. Hemodynamické poruchy v kraniovertebrálnej patológii u adolescentov boli študované [19]. Práca je založená na výsledkoch komplexného prieskumu 300 adolescentov vo veku od 14 do 18 rokov s bolesťami stavcov. Použili sme nasledujúce metódy: Neurologické klinické rádiologické ultrazvuk Doppler (Doppler ultrazvuk), rheoencephalography (REG), elektroencefalografia (EEG), vzdialené infračervené termografie hlavu a krk. Infračervená termografia bola vykonaná u 79 (43,9%) dospievajúcich s prekrvenie vertebrobazilárního nádrže (VBB) a degeneratívne-dystrofických zmien v oblasti krčnej chrbtice. Výsledkom štúdie boli príznaky termografickej asymetrie zistené u 34 (43%) adolescentov a 94,4% zodpovedalo údajom z UZDG a REG.

Termografické príznaky syndrómu jednostrannej vertebrálnej artérie (SPA) boli zistené u 53,2% jedincov a to v 100% prípadov zodpovedalo údajom získaným inými metódami štúdia cerebrálneho krvného toku. V 19% boli zistené termografické príznaky vertebrobasilárnej insuficiencie (VBN), dodržanie bolo 86,7%; termografické príznaky venóznej stagnácie boli zistené u 64,6% adolescentov a 100% zodpovedalo údajom z USDG a REG. Termografické znaky nestability cervikálnej chrbtice a degeneratívne-dystrofické zmeny v nej boli zistené u 58 a 56% adolescentov a boli takmer vždy potvrdené röntgenovými údajmi. Štúdie preukázali vysokú účinnosť a dostatočnú presnosť komplexných prístupných a neinvazívne metódy v oblasti hlavy a krku v patológii krčnej chrbtice u dospievajúcich ako objektivizácie syndrómu komplexnej bolesti a identifikovať patológie a kompenzačné možnosti cerebrálneho prietoku krvi v mozgovej cirkulácie v vertebrobazilárním systéme mozgu.

Štúdie o používaní diagnostiky IKT sa vykonávajú aj v iných oblastiach neurológie. Preto pri liečbe pacientov s kokcygóniou (syndróm anokopchikovej bolesti) bola účinnosť terapeutických opatrení v kombinácii s manuálnou terapiou hodnotená použitím IKT [53]. Výsledky ukázali významné zhody termografia (zníženie povrchovej teploty v študijnom oblasti) so zníženou úrovňou bolesti v priebehu liečby, ktorá je viac informácií než klasický prístup pre subjektívne posúdenie úrovne bolesti dotazníkov a váhy. Autori tiež zdôrazňujú bezpečnosť monitorovania IKT v porovnaní s dynamickou röntgenovou difrakciou [53].

Pozitívne výsledky boli získané v reumatológii. Na diagnostiku mikrovaskulárnych porúch pri systémovej skleróze a Raynaudovom syndróme sa použila kapilaroskopia, tepelné zobrazovanie a laserová Dopplerovská flowmetria [43]. Účinnosť v aplikovanej na diagnostiku metódy 89, 74 a 72% v uvedenom poradí, čo ukazuje, že každý prístup, nezávisle na sebe, môžu byť použité pre diagnózu týchto ochorení, presnosť diagnózy sa zlepší, ale pri použití všetkých troch metód súčasne. Údaje o dynamických zmenách mikrocirkulácie získané pomocou laserovej Dopplerovej flowmetrie a tepelného zobrazovania sú blízke, ale účinnosť týchto metód je výrazne nižšia ako metóda kapiláry.

Viaceré štúdie hodnotia účinnosť zobrazovania IKT v oblasti traumatológie a ortopédie, získané údaje sú nejednoznačné. Bola vykonaná prospektívna štúdia so 100 pacientmi so suspektným syndrómom impeachmentu (kontrolná skupina - 30 zdravých) [47]. V obidvoch skupinách sa uskutočnilo IKT ramenného pletenca, 73% pacientov malo abnormality: hypotermia sa pozorovala u 51% pacientov a hypertermia sa pozorovala u 22%. V skupine s hypotermiou bolo obmedzenie ramenného pohybu výraznejšie ako v skupine hypertermie a neabenormálnej skupine (p