Medicinsko termično slikanje

Hipokrat je pisal leta 400 pr. e.: "V katerem koli delu telesa je čezmerna vročina ali mraz, tam je treba zaznati bolezen." Stari Grki so potopili telo v mokro umazanijo, območje, ki se je hitreje izsušilo, pa so jih opozorili na lokalno manifestacijo bolezni.

Do osemnajstega stoletja je bila uporaba rok in termometrov edini način za merjenje toplote, ki izhaja iz telesa, in do sedaj se še vedno zanašamo na kontaktne termometre pri opravljanju zdravniških pregledov. Od pionirskega dela dr. Karla Wunderlicha leta 1868, kjer je opisal osnovna načela registracije temperature in njen pomen pri preučevanju in zdravljenju vročine, je merjenje telesne temperature igralo pomembno vlogo v medicini. Poznavanje dinamike telesne temperature pri boleznih, je povedal Wunderlich, je zelo pomembno za zdravilce, v nekaterih primerih pa je nenadomestljivo, ker:

• temperatura ni mogoče niti pretvarjati niti ponarejati,
• specifične temperature kažejo na vročino,
• stopnja preseganja normalnih temperaturnih omejitev pogosto kaže na resnost in nevarnost bolezni,
• termometrijo najhitreje in varneje spremlja vsa odstopanja od nadzorovanega poteka bolezni, odkrivajo tako relapse kot izboljšave,
• Termometrijo lahko uporabimo za optimizacijo taktike zdravljenja.

Prva fotografija je bolnik, premazan z glino. Potem - modeli starih termometrov (iz Enciklopedičnega slovarja F.A. Brokgauz in I.A.Efrona.1890-1907).

Termometrija se je počasi razvijala od zgodnjega termometra Galilea (1592) do bolj primernih kalibriranih lestvic poljsko-nemškega fizika Fahrenheita (1724) in švedskega znanstvenika Celzija (1742). Fahrenheitova lestvica se trenutno široko uporablja le v ZDA. Temperaturno enoto Kelvin imenuje britanski fizik Thomson (Lord Kelvin) po enem od ustanoviteljev termodinamike, ki je predlagal termodinamično temperaturno lestvico, kjer začetek (0K) sovpada z absolutno ničlo (temperatura, pri kateri se ustavi kaotično gibanje molekul in atomov). Ena stopinja Celzija in en Kelvin sta enako pomembna, njihove lestvice so premaknjene za 273.15, to je, ° C = K - 273.15.

V naslednjih letih so druge naprave nadomestile steklene živosrebrne klinične termometre, kot so termoelementi, termistorji, pirometri in IR radiometri za merjenje temperature bobna ali čela. Le približno leta 1880 je ameriški astronom in fizik Langley izumil bolometer, detektor toplotnega sevanja, ki temelji na spremembi električnega upora polprevodniškega temperaturno občutljivega elementa, ko se segreje zaradi absorpcije izmerjenega toka sevanja. S to napravo bi lahko občutili toplino živih bitij, ki je velikosti krave na razdalji več kot 400 metrov.

Z leve proti desni: Karl Wunderlich (1815-1877), Samuel Langley (1834-1906), Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), Anders Celsius (1701-1744), William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907).

Šele po odkritju in raziskavi infrardečega (IR) sevanja so bili možni pomembni napredki pri IR vizualizaciji manifestacij patologije, za katere ni potrebe po neposrednem stiku merilne naprave z bolnikom.

Temelje za razumevanje narave IR dela elektromagnetnega spektra so postavili dva člana iste družine: izjemni astronom William Herschel, ki je leta 1800 odkril ogrevalni učinek vidne rdeče svetlobe, ki jo je imenoval "sevalna toplota", zdaj znana kot IR sevanje, in njegov sin John Herschel, leta 1840, v prvi termični podobi, ki so jo preizkusili z naravnim soncem - termogram.

Levo: William Herschel (1783-1822) in njegov eksperiment. V središču: John Herschel (1792-1871). Desno je termogram sončnega sevanja, ki ga je dobil D. Herschel leta 1840.

Od takrat so mnogi znanstveniki prispevali k poglabljanju znanja o IR sevanju. Vendar so morali iz infrardečega termograma D. Herschela preiti še 100 let, preden je bilo mogoče uspešno uresničiti praktično uporabo toplotnega slikanja. V tem času so odkrili zakone sevanja Kirchhoffa, Stephena, Boltzmanna, Vin in Plancka. Ti zakoni se upoštevajo v sodobni toplotni sliki in radio-termometrični tehnologiji, ki omogoča merjenje njihovih temperatur z merjenjem sevanja teles. Daljinski sprejemniki (termični prikazovalniki, IR in milimetrski radijski termometri) beležijo svetlostno temperaturo, to je temperaturo, ki ustreza moči elektromagnetnega sevanja človeškega telesa.

Raziskovalci zakonov sevanja. Od leve proti desni: Max Planck (1858-1947), Joseph Stefan (1835-1893), Ludwig Boltzmann (1844-1906), Wilhelm Wien (1864-1928).

Sredi 20. stoletja je intenzivno in uspešno delo na področju vojaške uporabe IR tehnologije prispevalo k ustvarjanju prvih termalnih slik. Sodobna termična slikovna diagnostika ima vse razloge, da postane ena od glavnih informacijskih tehnologij z obsežnim obsegom, in danes imajo sistemi IR slikanja velik vpliv na medicino, znanost in astronomijo.

Termično slikanje je funkcionalna diagnostična metoda, ki jo zdravniki po vsem svetu uspešno uporabljajo že več kot pol stoletja. Nesporne prednosti, kot so absolutna neškodljivost, vizualna jasnost, enostavnost in hitrost pridobivanja rezultatov z visoko vsebnostjo informacij, so pripeljale do hitrega širjenja področja uporabe termične slikovne metode v medicini.

Razvoj medicinskih termičnih slik.

Zgodovina nastajanja termalnih naprav za medicinsko uporabo vključuje več generacij naprav. Nemška fizik-spektroskopija Marian Cherni je leta 1925 razvil evaporograf. Njegov študent Bowling Barnes je v petdesetih letih prejšnjega stoletja zgradil prvo toplotno napravo na osnovi termistorjev. Eno takšno napravo je uporabil kanadski ginekolog-ginekolog in medicinski raziskovalec Ray Lawson z univerze McGill za pridobitev termograma mlečnih žlez. Leta 1956 je objavil dokument, v katerem je poročal o odkrivanju z infrardečo sliko povečanja temperature kože v projekciji dokazanih malignih tumorjev dojke pri 26 ženskah. Ta pionirska študija se lahko šteje za začetek nove diagnostične metode - klinične termografije ali medicinske toplotne slike.

Na levi strani je Ray Lawson (Ray N.Lawson, 1973), v sredini in na desni sta prvi termalni slikovni elementi (Piroscan, Anglija).

Biomedicinske raziskave

Nedvomna in nesporna vrednost v biomedicinskih raziskavah sodobnih metod vizualizacije živih objektov. Med njimi so rentgenski žarki (vključno s CT in PET), različne modifikacije MRI, ultrazvok, optične, spektroskopske, elektrofiziološke metode in mnogi drugi. Vendar pa poleg prednosti vsake od obstoječih metod kartiranja, vse v praksi v fizioloških in zlasti v človeških kliničnih študij imajo določene omejitve.

Torej, kljub bogastvu instrumentalne podpore in zmožnosti nekaterih zgornjih metod za merjenje temperature, termično slikanje v medicini zavzema nišo, ki jo določajo ne le valovna dolžina sevanja, ki jo zabeleži telo, temveč tudi številne dodatne značilnosti: popolna neškodljivost, brezkontaktnost, hitrost in enostavnost raziskovanja. visoka diagnostična informativnost.

Dodamo tudi, da kombinirana uporaba toplotnega slikanja z drugimi metodami kliničnega in strojnega ocenjevanja funkcionalnega stanja telesa in njegovih sistemov pogosto povečuje njegovo učinkovitost. Z dobro metodologijo raziskovanja, ki temelji na dokazih, lahko te lastnosti spremenijo toplotno slikanje, kot ga je izrazila L.B. Likhterman, v "idealni diagnostični metodi".

Toplotno slikanje osebe

Človeško telo je odprt neravnotežni termodinamični sistem, ki je v stalni interakciji z okoljem in izvaja kompleksen sistem termoregulacije za vzdrževanje konstantne temperature "jedra" - osrednjih delov telesa (lobanja, prsnega koša in trebušne votline) zaradi nadzorovanih sprememb temperature perifernih območij.. Ohranjanje stabilnosti notranjega okolja in njegovo dinamično ravnotežje je bistvena značilnost vitalne dejavnosti telesa.

Glede na fizikalne zakone, s kakršnokoli transformacijo energije (tudi v živem organizmu) se del pretvori v toploto. Vse procese v telesu lahko razdelimo na dva tipa: odvzemanje energije in absorpcija energije. Najpomembnejši fiziološki procesi, ki služijo kot viri toplote v telesu homoiothermske (toplokrvne) živali, so presnova bazalnega telesa, vzdrževanje drže, tonus hladne mišice, motorična aktivnost in mraz. Bazalni metabolizem je najpomembnejši vir in hkrati potrošnik toplote, ki nastane kot posledica procesov, ki se nenehno pojavljajo v telesu: vzdrževanje gradientov snovi in ​​nabojev na membrani vseh celic; delo srčnih in dihalnih mišic; črevesna gibljivost; vzdržuje tonus gladkih in skeletnih mišic; procesi regeneracije itd.

V živem organizmu je toplotna prevodnost tkiv povezana predvsem s krvnim obtokom in v manjši meri z intenzivnostjo metabolizma. Pri oblikovanju površinskih toplotnih vzorcev (porazdelitev termalnih polj) lahko sodelujejo tudi reflektorski mehanizmi prenosa toplote iz globljih struktur. Toplotno sproščanje odprtih živčnih struktur, poleg pretoka krvi in ​​metabolizma, je prav tako določeno z elektrogenezo. Zunanji dejavniki, ki določajo infrardeče sevanje kože, so temperatura, površina in trajanje izpostavljenosti zunanji temperaturi.

Normalni fiziološki temperaturni profil kože kaže zmanjšanje temperature od glave do nog in v proksimalno-distalni smeri (od centra do periferije) na okončinah z relativno simetrijo na obeh straneh telesa, kar je bilo večkrat dokazano s toplotnim slikanjem. Vplivajo ga biološki (cirkadiani) ritmi, stanje hormonskega sistema, simpatični tonus, toplotni in vodni metabolizem, stanje vazomotornega sistema, debelina in pigmentacija kože ter periodična nihanja v ravni hormonov, kot sta proizvodnja kortizola in progesterona, pa tudi stopnja stresa osebe, prisotnost, t lokalizacijo in resnost bolečine in še veliko več. Tako je temperatura kože integralni indikator, katerega obseg je poleg tega določen ne samo s fiziološkimi zakoni, temveč tudi zaradi prisotnosti lokalnih obtočnih motenj, žarišč septičnega ali aseptičnega vnetja, tumorjev in je odvisen tudi od zdravil, kajenja, uporabe parfumerije in številnih drugih dejavnikov.

Postavlja se naravno vprašanje: ali je možno na podlagi termičnega pregleda narediti vse utemeljene specifične zaključke s tako množico dejavnikov, ki vplivajo na IR sevanje človeškega telesa?

Odgovor je da! - in osnova za takšen odziv je, da oseba pripada homoiothermu, iz katerega je mogoče določiti merila za normalno porazdelitev temperature in opredeliti pojme temperaturne norme in patologije. Osnova za obstoj homeotermičnih bitij je termoregulacija - vzdrževanje konstantne telesne temperature, kar je možno z ravnovesjem med proizvodnjo toplote in sproščanjem toplote. Običajno pri ljudeh temperatura možganov, krvi in ​​notranjih organov (temperatura "jedra") niha okoli 37 ° C z razponom nihanja ± 1,5 °. Z večjimi temperaturnimi odstopanji je aktivnost encimov motena, sledi disfunkcija organov in tkiv, medtem ko je temperatura človeškega telesa nad 43 ° C in pod 33 ° C praktično nezdružljiva z življenjem. Vse reakcije, ki omogočajo vzdrževanje konstantne telesne temperature pod različnimi pogoji, nadzirajo posebni živčni centri v možganih.

Trenutno se je pokazalo, da temperaturno občutenje zagotavlja kumulativna aktivnost toplotno občutljivih mehanoreceptorjev kože, ki se prenašajo v višje centre. Sistem termoregulacije vključuje kortikalne in hipotalamične regije možganov. Hipotalamus obdeluje informacije iz zunanjih in notranjih termoreceptorjev in zagotavlja prilagoditev dejanskih in ciljnih temperatur. Ugotovili smo, da sprednji del hipotalamusa uravnava procese prenosa toplote, jedro zadnjega hipotalamusa pa se šteje za središče toplotne energije.

Termično občutljive strukture poleg hipotalamusa najdemo tudi v možganskem deblu (mediana in medulla), v hrbtenjači, v hrbtni steni trebušne votline, v mišicah in v podkožnih strukturah. To pomeni, da obstajajo tako lokalni kot centralni mehanizmi za odzivanje na odstopanja od temperaturnih vrednosti, ki jih termoregulacijski sistem upošteva kot "normalno". Najpomembnejši mehanizem v tem sistemu je uravnavanje žilnega tonusa kože s simpatičnim živčnim sistemom. Povečano polnjenje krvi s kožo poveča njeno toplotno prevodnost in s tem prenos toplote telesa zaradi neposredne prevodnosti toplote skozi kožo; zmanjšanje perifernega krvnega obtoka, nasprotno, prispeva k "zadržanju" toplote. Ti mehanizmi ščitijo telo pred pregrevanjem in prekomernim ohlajanjem.

Razpršenost toplote v okolje, ki je ključnega pomena za homeotermične organizme, poteka na več načinov: toplotno prevodnost, toplotno sevanje, konvekcija, izhlapevanje tekočine s površine telesa. Sprememba razmerja teh komponent v celotnem prenosu toplote človeškega telesa je odvisna od temperature in vlažnosti okolja. Pri ljudeh je v razmerah temperaturnega ugodja (temperatura zraka 20 ° C in relativna vlažnost 40-60%) sevanje 54 kcal / h, toplotna prevodnost 26 kcal / h, izhlapevanje 23 kcal / h. Proces prenosa toplote v bioloških tkivih je odvisen od toplotne prevodnosti tkiv, konvekcije, intenzivnosti krvne perfuzije, sproščanja metabolne toplote.

Tehnične zmogljivosti

Informacijska vrednost IR sevanja kot signala je, da odraža funkcionalno stanje in dinamiko njenih sprememb v različnih tkivih in telesnih sistemih. Kljub dejstvu, da je infrardeče sevanje zabeleženo s površine telesa, lahko vsebuje informacije o prispevku tkiv, ki se nahajajo pod kožo, zlasti z različnim razvojem podkožnega maščevja, različnim funkcionalnim stanjem mišic in patološkimi procesi - tumorji mehkih tkiv., vnetnih procesov, gnojnih obolenj itd. Vrednost metode termičnega slikanja v takih kliničnih situacijah je med drugim posledica nezmožnosti uporabe kontaktnih ali invazivnih (termistorjev, termočlenov itd.) Metod merjenja temperature in pred metodami merjenja globine (radijska termometrija) ima toplotno slikanje prednost v prostorski in časovni ločljivosti.

Tehnične zmožnosti opreme za termično slikanje omogočajo zanesljivo določanje tudi majhnih razlik v temperaturi površine. Vizualizacijo procesov, kot so spremembe v prostornini in hitrosti pretoka krvi skozi žile, sproščanje in izhlapevanje tekočine s površine kože, ki vodi do temperaturnih sprememb na telesni površini, je termično slikanje visokotehnološki način pridobivanja funkcionalnih informacij o pacientu v realnem času.

Termotopografija

Termotopografija (stacionarni vzorec porazdelitve temperature na površini različnih delov telesa) v svoji celoti nosi veliko uporabnih podatkov. Pri statičnih meritvah lahko smiselne informacije pridobimo z analizo temperaturne razlike v simetričnih delih telesa istega pacienta, temperaturnih gradientov ali s primerjavo IR slike predmeta, ki ga proučujemo, s termičnimi portreti drugih predmetov. Dinamične meritve omogočajo raziskovalcem dodatne informacije, ki omogočajo spremljanje poteka zdravljenja in vrednotenje njegove učinkovitosti, raziskovanje razvoja funkcionalnega stanja tako termoregulacijskega sistema kot celote kot tudi posameznih povezav.

Z dokazano informativnostjo metode v diagnostiki, ki dosega 90-97% za bolezni, kot je patologija mlečnih žlez ali poškodbe žil spodnjih okončin, metoda omogoča diagnosticiranje bolezni v predklinični fazi.

Glavni patološki razlogi za povečanje lokalne temperature:

• vnetje katerekoli geneze, v kateri je lokalna ekspanzija žil mikrovaskulature in krepitev presnovnih procesov;
• oslabljen venski odtok in venska kongestija;
• maligne neoplazme, pri katerih se aktivirajo tudi presnovni procesi. Lokalna termodijagnoza je še posebej učinkovita, kadar se površinsko ali plitvo nahaja pod kožo malignih neoplazem (npr. Koža, mlečne žleze, ščitnica);
• draženje hrbteničnih korenin in perifernih živcev. V tem primeru opazimo povečanje temperature v območju njihove inervacije;
• povečano presnovo različnih organov.

Glavni patološki vzroki za znižanje lokalne temperature:

• kršitve oskrbe arterijske krvi (aterosklerotična lezija arterij, tromboza itd.);
• zmanjšanje mikrocirkulacije (mikroangiopatija različnega izvora, motnje vegetativne regulacije žilnega tonusa);
• zmanjšanje stopnje presnove različnih organov starostne ali patološke narave;
• degenerativne procese z nadomestitvijo funkcionalno aktivnega tkiva z vezivnim tkivom;
• izrazita disfunkcija hrbteničnih korenin in perifernih živcev (v ustreznih dermatomih in inervacijah).

Prednosti termičnega slikanja kot diagnostične metode

• enostavnost, dostopnost in enostavnost uporabe;
• prejemanje rezultatov v realnem času;
• mobilnost in pomanjkanje vezave na pisarno ali določeno območje z določenimi lastnostmi;
• sposobnost opravljanja študije (pridobivanje primarnih podatkov v obliki termogramov) s strani osebe, ki je opravila potrebno relativno kratkoročno usposabljanje, vključno s tistimi, ki nimajo medicinske izobrazbe (medicinske sestre, laboratorijske asistente);
• Ker je ta naprava sestavni del programske in strojne opreme, obstaja možnost prenosa slike na storitev, kjer bodo strokovnjaki s termografije na spletu pridobljeni sliki ovrednotili zaradi prisotnosti termografskih znakov patologije, implementirali algoritme telemedicinske tehnologije. V bližnji prihodnosti bo naša programska oprema samodejno zaznala znake patoloških območij in oblikovala protokole za termične slikovne preiskave bolnikov.
• termični vid je brezkrven, neškodljiv (neinvaziven) za bolnika in osebje, lahko se izvaja večkrat in z vsako resnostjo bolnikovega stanja.

Poročilo o pregledu

Za pravilno analizo in primerjavo termogramov, dobljenih v različnih časih, se študija izvaja v standardiziranih pogojih, in sicer:

• pri temperaturi 22-24 ° C (območje "toplotnega ugodja" - v tem območju, mehanizmi za termoregulacijo delujejo v normalnem fiziološkem načinu) brez pihanja zraka, razen virov, kot so toplota (baterije, grelniki ventilatorjev, žarnice z žarilno nitko) in hladno (klimatska naprava, odprta) pozimi itd.);
• ne prej kot 2 uri po zaužitju in opravljanju telesnih dejavnosti;
• z izjemo, vsaj podnevi, uporabe vazoaktivnih farmakoloških pripravkov, mazil, drgnjenja ali homeopatije in v 5-6 urah - s parfumerijo;
• po prilagoditvi z odprto kožo na območju pregleda najmanj 15 minut;
• ženske pri pregledu mlečnih žlez sredi menstrualnega ciklusa (10-14 dni).

Obseg študije je odvisen od ciljev: primarni popolni pregled vključuje registracijo približno 20-25 termogramov, obseg nadzora (za rezultat zdravljenja) ali conska (na primer samo mlečna žleza) raziskave je veliko manjša. V skladu s pričevanjem je študijo mogoče dopolniti s testi izjemnih situacij, katerih namen je ugotoviti / potrditi patologijo: hladni testi, test glukoze, test vadbe in drugi.

Trajanje študije ene cone (brez upoštevanja časa prilagajanja) je 3-5 minut, celotna študija na več mestih pa traja 10-15 minut. Trajanje stresnih testov - od 5 minut (vadba) do 45 minut (test glukoze).

Poudariti je treba, da kljub dejstvu, da medicinska skupnost ne zmeraj razumno obravnava toplotne slike kot metodo, ki temelji na dokazih za diagnosticiranje mnogih bolezni, menimo, da je ta metoda predvsem orodje za podporo diagnostičnemu odločanju.

Termografija (termično slikanje)

Termografija je medicinska metoda raziskovanja, katere cilj je identificirati in lokalizirati različne patogene procese, ki jih spremlja lokalno povečanje (manj pogosto - znižanje) temperature. S to metodo lahko določite različne oblike vnetnih procesov, aktivno rast tumorjev, krčne žile, poškodbe, modrice, zlomi. To je natančna študija, na podlagi katere lahko postavite pravilno diagnozo in določite lokalizacijo procesa.

Opis postopka

Obstajata dve vrsti termografije: brezkontaktni in kontaktni, bistvo obeh metod pa je določanje telesne temperature na določenem območju.

Brezkontaktna termografija se izvaja z nekaterimi napravami, ki vključujejo termografije in termovizijske posnetke. Te naprave registrirajo infrardeče valove in jih predstavijo kot sliko. Ta metoda vam omogoča, da takoj pokrijete celotno telo pacienta.

Kontaktna termografija uporablja tekoče kristale, ki lahko spremenijo barvo glede na temperaturo človeškega telesa. Stik se izvede s posebno plastjo ali filmom z ustreznimi priključki. Ta metoda je lokalna in bolj natančna kot brezkontaktna termografija.

Priprava na termografijo

Kljub relativni enostavnosti ima postopek v pripravku več značilnosti.

10 dni pred študijo je treba prekiniti jemanje vseh zdravil, ki vključujejo hormone, ali vplivati ​​na srčno-žilni sistem. Odstranite katerokoli mazilo, ki lahko vpliva na preiskovano območje. Pri preverjanju trebušnih organov bolnika ne bi smeli jesti (biti na prazen želodec).

Pri pregledu dojk morate počakati 8-10 (nekateri viri pravijo 6-8, zato je najbolje, da se posvetujete s strokovnjakom) dneva menstrualnega cikla. V prostoru, kjer se izvaja termografija, naj bo konstantna temperatura 22-23 stopinj Celzija. Da se bolnik prilagodi, ga je treba v pisarni sleči in mu dovoliti, da se navadi v 15-20 minutah. Bolnik mora biti v sproščenem in sproščenem stanju, saj lahko to pomembno vpliva na rezultat.

Izvajanje raziskav

Postopek lahko izvede specialist za funkcionalno diagnostiko, vendar bo visoko specializiran zdravnik dešifriral rezultate in postavil diagnozo.

Ni vsaka bolnišnica opremljena s termografijo, saj ta študija ni običajna.

Zaradi tega se ta vrsta pregleda izvaja v zasebnih klinikah ali nekaterih vrstah ambulant in stane dober denar. Pogosto je nemogoče izvesti študijo takoj po zdravniškem receptu, ker je potrebno pred daljšim postopkom izpolnjevati določene zahteve.

Brezkontaktna termografija poteka večinoma stoječe ali ležeče. Hkrati pa je proces podoben postopku fotografiranja ali video snemanja iz različnih zornih kotov. Kontaktna termografija se opravi predvsem s sedenjem, tako da se predhodno določen film ali plast dotakne s preučevano površino. Slika se prenese na računalniški zaslon in / ali posname na digitalni medij za nadaljnje ukrepanje strokovnjaka.

Rezultati termografije so ovrednoteni in obdelani elektronsko. Patologija je opazna zaradi sprememb v termičnem vzorcu v krajih s hipotermijo (temperatura pod normalno za lokacijo) ali hipertermijo (povišano temperaturo).

Prednosti in slabosti

Med prednostmi je tudi absolutna raziskava varnosti za zdravnika in bolnika, neboleča študija, ki nima kontraindikacij in starostnih omejitev. Poleg tega naprava ne onesnažuje okolja, ima zelo natančen prikaz lokalizacije (napaka je manjša od milimetra), prav tako pa natančno prikaže temperaturne spremembe (do 0,008 stopinj Celzija) in vam omogoča, da pregledate celotno telo v eni seji.

Pomanjkljivosti so dejstvo, da lahko pacient nepošteno izpolnjuje zahteve v pripravljalni fazi, zaradi česar so lahko rezultati napačni.

Dolga priprava se šteje za minus, zaradi česar so posledice včasih lahko nepopravljive v času raziskave, visoki stroški v primerjavi z alternativnimi metodami, na primer biopsija, majhno število medicinskih in medicinskih raziskovalnih ustanov, ki izvajajo to študijo.

Indikacije za

S povečevanjem števila rakov dojk so bile potrebne nove metode raziskovanja, zaradi česar je termografija postala ena od vodilnih metod za pregledovanje žleze zaradi svojih prednosti, čeprav zahteva, da jo je treba izvajati v določenih dneh menstrualnega cikla.

Ker vnetne procese spremlja povišanje temperature, še posebej v kraju lokalizacije, lahko termografija omeji vnetje. To je še posebej opazno, ko je vnetni proces udaril v notranji organ votline ali drugo telesno votlino, saj ima hipertermija jasne meje tega območja.

V študiji so jasno vidne tudi kakršne koli kršitve žilnega sistema. Torej, z krčne žile, debelina njihovih sten zmanjšuje, in kot rezultat, prenos toplote poveča. Pri ishemiji, trombozi in nekrozi zaradi pomanjkanja ali pomanjkanja oskrbe s krvjo se temperatura v telesu in v posodi spusti.

To vam omogoča, da v zgodnjih fazah prepoznate flebitis, angiografija pa ni najbolj uporabna metoda za proučevanje patologije, saj vpliva tako na žile kot na negativni učinek rentgenskega sevanja.

Spremembe v endokrinem sistemu, zlasti žleze ščitnice, trebušne slinavke in slinavke. Omogoča vam, da določite razvoj onkoloških procesov v njih in za trebušno slinavko - njeno škodo, ki je lahko vzrok za diabetes tipa 1. Kršitve ščitnice se lahko kažejo kot hipotermija nekaterih delov telesa.

Motnje izmenjave toplote na koži so povezane s spazmom ali sprostitvijo površinskih kapilar kože. Lahko je posledica motenj živčnega sistema ali prirojene patologije. Poleg te metode ni mogoče določiti natančne diagnoze z drugimi sredstvi, tako da je termografija v tem primeru edini način za vzpostavitev točne diagnoze.

Termografija se aktivno uporablja v travmatologiji, saj omogoča določanje lokalizacije poškodbe in njene vrste.

Za raztezanje in modrice je značilno povečanje temperature v določenem območju, mišicah ali mišični skupini. Pri zaprtih zlomih se jasno vidijo meje loma, drobci kosti, ki so opazne veliko bolje kot na rentgenskih žarkih, in varnejše, saj ni negativnega zunanjega učinka.

Toplotno slikanje

Oddelek za medbiofiziko, informatiko in ekonomijo

Toplotno slikanje v medicini

Študenti 1. letnika

Gushchin N.V., Danilov I.A.

2. Glavni del

- Zgodovinski podatki o toplotnem slikanju;

- Biofizikalni vidiki toplotnega slikanja.

- Bistvo medicinskega slikanja;

- Področja uporabe termičnega slikanja v medicinski diagnostiki;

- Metode termičnih slikarskih raziskav;

- Načini interpretacije termografske podobe;

- Naprava medicinskih termovizij;

- Načini in možnosti za izboljšanje termične slikovne diagnostike v medicini;

Toplotno slikanje, kot področje uporabe zakonov toplotnega sevanja

Termično slikanje lahko imenujemo univerzalni način pridobivanja različnih informacij o svetu okoli nas. Kot je znano, ima toplotno sevanje katerokoli telo, katerega temperatura se razlikuje od absolutne ničle. Poleg tega se velika večina procesov pretvorbe energije (in ti vključujejo vse znane postopke) pojavijo s sproščanjem ali absorpcijo toplote. Ker povprečna temperatura na Zemlji ni visoka, se večina procesov odvija z nizko specifično toploto in pri nizkih temperaturah. V skladu s tem maksimalna energija sevanja takih procesov spada v infrardeče mikrovalovno območje.

Toplotno slikanje je znanstveno in tehnično področje, ki preučuje fizikalne osnove, metode in naprave (termovizije), ki omogočajo opazovanje rahlo segretih predmetov.

Medicinske aplikacije

V sodobni medicini je termično slikanje močna diagnostična metoda, ki omogoča identifikacijo takšnih patologij, ki jih je težko nadzorovati na druge načine. Toplotno slikanje se uporablja za diagnosticiranje naslednjih bolezni (pred radiološkimi manifestacijami, v nekaterih primerih pa še pred pojavom bolnikovih težav) naslednjih bolezni: vnetja in tumorjev mlečnih žlez, ginekoloških organov, kože, bezgavk, ENT bolezni, živčnih in žilnih poškodb okončin, krčne žile; vnetne bolezni prebavil, jeter, ledvic; osteohondroza in tumorji hrbtenice.

1. Zgodovinske informacije o toplotnem slikanju

Prvič, je klinična diagnostika v klinični praksi uporabljena v kanadskem kirurgu dr. Lawsonu leta 1956. Uporabil je napravo za nočno opazovanje, ki se uporablja v vojaške namene, za zgodnjo diagnozo raka na mlečnih žlezah pri ženskah. Uporaba toplotne slikovne metode je pokazala spodbudne rezultate. Zanesljivost določanja raka dojke je bila še posebej v zgodnji fazi približno 60-70%, pri čemer je bila identifikacija rizičnih skupin pri velikih masovnih pregledih upravičila učinkovitost toplotnega slikanja. V prihodnosti se termično slikanje v medicini vedno bolj uporablja. Z razvojem toplotne slikovne tehnologije je bilo mogoče uporabiti termovizijske posnetke v nevrokirurgiji, terapiji, vaskularni kirurgiji, refleksodijagnostiki in refleksoterapiji. Zanimanje za medicinsko slikanje raste v vseh razvitih državah, kot so Nemčija, Norveška, Švedska, Danska, Francija, Italija, ZDA, Kanada, Japonska, Kitajska, Južna Koreja, Španija, Rusija. Vodilni v proizvodnji toplotne opreme za slikanje so ZDA, Japonska, Švedska in Rusija.

2. Biofizikalni vidiki toplotnega slikanja.

V človeškem telesu zaradi eksotermne biokemije

procesov v celicah in tkivih, kot tudi zaradi sproščanja energije,

povezane s sintezo DNK in RNA, proizvaja veliko količino toplote - 50-100 kcal / gram. Ta toplota se porazdeli v telesu s krvjo in limfo. Temperaturni gradijenti krvnega obtoka. Kri zaradi visoke toplotne prevodnosti, ki se ne spreminja z naravo gibanja, je sposobna izvesti intenzivno izmenjavo toplote med osrednjim in perifernim delom telesa. Najtoplejša je mešana venska kri. Malo se ohladi v pljučih in se skozi širok krog krvnega obtoka ohrani optimalna temperatura tkiv, organov in sistemov. Temperatura krvi, ki prehaja skozi kožne posode, se zmanjša za 2-3 °. Pri patologiji je cirkulacijski sistem moten. Spremembe se pojavijo le zato, ker povečana presnova, na primer, v vnetju osredotoča povečuje perfuzijo krvi in ​​posledično toplotno prevodnost, ki se odraža v termogramu s pojavom hipertermije. Temperatura kože ima svojo natančno določeno topografijo.

Res je, da je pri novorojenčkih, kot je pokazal IAArkhangelskaya, termomotopografija kože odsotna. Najnižjo temperaturo (23-30 °) imajo distalne okončine, vrh nosu in ušesa. Najvišjo temperaturo aksilarne regije, v presredku, vratu, epigastriju, ustnicah, licih. Preostala območja imajo temperaturo 31-33,5 ° C. Dnevne spremembe temperature kože so v povprečju 0,3-0,1 ° C in so odvisne od fizičnega in duševnega stresa ter drugih dejavnikov.

Druge stvari so enake, minimalne spremembe temperature kože

opaziti v vratu in čelu, največje - v distalnem

udov, kar je pojasnjeno z vplivom višjih delov živčnega sistema. Ženske imajo pogosto nižjo temperaturo kože kot moški. S starostjo se ta temperatura zmanjšuje in njena variabilnost se zmanjšuje pod vplivom temperature okolja. Pri vsaki spremembi stalnosti razmerja temperature notranjih delov telesa se aktivirajo termoregulacijski procesi, ki vzpostavljajo novo ravnotežje med telesno temperaturo in okoljem.

Pri zdravi osebi je porazdelitev temperature simetrična

glede na srednjo črto telesa. Služi tudi razbijanje te simetrije

glavno merilo za termično slikovno diagnozo bolezni. Kvantitativni izraz toplotne asimetrije je velikost temperaturne razlike.

Naštejemo glavne vzroke temperaturne asimetrije:

1) Kongenitalna žilna patologija, vključno z žilnimi tumorji.

2) Avtonomne motnje, ki vodijo do motenj regulacije žilnega tonusa.

3) cirkulacijske motnje zaradi travme, tromboze, embolije,

4) Venska zastoj, retrograden pretok krvi z insuficienco venske zaklopke.

5) Vnetni procesi, tumorji, ki povzročajo lokalno povečanje presnovnih procesov.

6) Spremembe toplotne prevodnosti tkiv zaradi nabrekanja, povečanja ali. T

zmanjšanje plasti podkožne maščobe.

Obstaja tako imenovana fiziološka termo-asimetrija,

ki se razlikuje od patološke manjše velikosti razlike

temperaturo za vsak posamezen del telesa. Za prsni koš, trebuh in hrbet

temperaturna razlika ne presega 1,0 ° C.

Kontrolirajo se termoregulacijske reakcije v človeškem telesu

Poleg centralnega obstajajo tudi lokalni mehanizmi termoregulacije.

Koža je pod nadzorom gosto mrežo kapilar

avtonomnega živčnega sistema, ki se lahko znatno širi ali. t

popolnoma zapreti lumen posode, spremeniti svoj kalibar v širokem razponu, - lep organ za izmenjavo toplote in regulator telesne temperature.

Termografija - metoda funkcionalne diagnostike,

na podlagi registracije infrardečega sevanja človeškega telesa, t

sorazmerno s temperaturo. Porazdelitev in intenzivnost toplotnega sevanja v normalnih pogojih sta določena s posebnostmi fizioloških procesov, ki se pojavljajo v telesu, zlasti na površini in v globini ter v organih. Za različne patološke razmere je značilna toplotna asimetrija in prisotnost temperaturnega gradienta med območjem visokega ali nizkega sevanja in simetrično telesno regijo, kar se odraža v termografski sliki. To dejstvo ima pomembno diagnostično in prognostično vrednost, kar dokazujejo številne klinične študije.

3. Bistvo medicinskih termičnih slik.

Medicinska toplotna obdelava (termografija) je edina diagnostična metoda, ki omogoča ocenjevanje toplotnih procesov v človeškem telesu. Zanesljivost diagnoze številnih bolezni je odvisna od učinkovitosti te ocene.

Prostorske informacije o porazdelitvi temperature po površini človeškega telesa pri različnih vrstah patologije so samostojne narave, saj so neposredno ali posredno povezane z zmanjšano proizvodnjo toplote, izmenjavo toplote in termoregulacijo. Temperaturne spremembe odražajo zmanjšan krvni obtok in presnovo, zato ima termično slikanje kot zelo informativna metoda neodvisno vlogo med drugimi instrumentalnimi metodami diagnosticiranja teh motenj.

Toplotno stanje tkiv, njihova temperatura je značilna intenzivnost infrardečega sevanja. Človek kot biološki objekt, ki ima temperaturo od 31 ° C do 42 ° C, je vir pretežno infrardečega sevanja. Največja spektralna gostota tega sevanja je v območju približno 10 mikronov.

Termični slikovni zasloni, ki delujejo v območju 8-12 mikronov, lahko zelo natančno zapisujejo infrardeče sevanje s površine človeškega telesa. Poleg tega so izvajali funkcijo merjenja absolutnih vrednosti temperature na vsaki točki patološkega ostrenja. Te okoliščine imajo pomembno napovedno vrednost in omogočajo raziskovanje na novi visokotehnološki ravni s širitvijo aplikacij. Najbolj obetavna področja so poglobljene in podrobne študije različnih patologij, termične slikovne diagnostike pri različnih kirurških posegih.

Tako je s termovizijskimi posnetki možno s potrebno stopnjo zanesljivosti beležiti termalna polja in ovrednotiti pridobljene informacije, kar daje kvalitativne in kvantitativne značilnosti. Tako pri vizualizaciji infrardečega sevanja vidimo lokacijo, velikost, obliko in značaj meja, strukturo patološkega ostrenja. To je kvalitativna analiza toplotnih slik. Pri merjenju absolutnih temperatur, stopnji resnosti patološkega procesa, oceni njegove aktivnosti, se razlikuje narava okvar (funkcionalna, organska). To je kvantitativna analiza toplotnih slik.

Diagnostične zmožnosti medicinskega termičnega slikanja temeljijo na oceni porazdelitve infrardečih sevalnih območij na površini telesa. Ta metoda zagotavlja informacije o anatomskih in topografskih ter funkcionalnih spremembah na področju patologije. Medicinsko termično slikanje vam omogoča, da subtilno zajame tudi začetne faze vnetnih, žilnih in neoplastičnih procesov. Glede na povečanje ali zmanjšanje lokalne temperature v ozadju standardnih (fiziološko normalnih) obrisov telesa se infrardeče sevanje tkiv na področju patologije poveča ali zmanjša.

4. Področje uporabe termičnega slikanja v medicini.

Termografija vam omogoča, da v zgodnji predklinični fazi odkrijete patološke in funkcionalne motnje notranjih organov. Aplikacije v medicinski diagnostiki:

Notranje bolezni - diabetična angiopatija, ateroskleroza, žilni endarteritis, Raynaudova bolezen, hepatitis, motnje avtonomne regulacije, miokarditis, bronhitis itd. Urologija - vnetne bolezni ledvic, mehurja itd. vnetne bolezni velikih sklepov različnih etiologij, osteomielitis itd.

Onkologija - različne vrste tumorjev, plastična kirurgija, žvečenje presajene kože. Porodništvo in ginekologija - benigni in maligni tumorji, ciste mlečne žleze, mastitis, zgodnja diagnoza nosečnosti itd. Otorinolaringologija - paraliza in pareza obraznih živcev, alergijski rinitis, vnetje paranazalnih sinusov itd.

Farmakologija - pridobivanje objektivnih podatkov o učinkih protivnetnih in vazodilatacijskih zdravil itd.

Merjenje temperature je prvi simptom, ki kaže na bolezen. Temperaturne reakcije se zaradi svoje univerzalnosti pojavljajo pri vseh vrstah bolezni: bakterijski, virusni, alergijski, nevropsihiatrični.

5. Metode termičnih slikarskih raziskav.

Metoda termičnega slikanja je zelo informativna in nespecifična glede na pridobljene informacije, saj se podobne vaskularne in presnovne reakcije oblikujejo v različnih boleznih. Vendar pa ustrezna izbira metode termičnih slikarskih raziskav v vsakem primeru omogoča pridobitev specifičnih informacij o stanju organov in telesnih sistemov.

Te tehnike lahko izboljšajo informativnost toplotnega slikanja pri ocenjevanju različnih patologij, tudi v fazi subkliničnih manifestacij. Pri njihovi uporabi je možno objektivizirati klinične sindrome bolezni, določiti nozologijo patologije, spremljati učinkovitost različnih vrst zdravljenja in predvideti obdobje rehabilitacije.

Metode raziskav toplotnih slik:

Tehnika lokalne projekcije, ki beleži značilnosti infrardečega sevanja kože v projekciji prizadetega organa ali segmenta. Spremenjena intenzivnost sevanja označuje žarišče patologije, pri kateri so se pojavile spremembe v oskrbi s krvjo, stopnja metabolizma in stabilne obstoječe kožne cone s spremenjeno občutljivostjo, trofizmom, vaskularnimi in sekrecijskimi reakcijami. Zanesljivost registracije temelji na kršitvi mehanizma termoregulacije kot posledici patološkega procesa.

Tehnika distančne projekcije, ki beleži značilnosti infrardečega sevanja zunaj projekcije prizadetega organa ali patološkega ostrenja. Zanesljivost registracije temelji na dejstvu, da ima nevro-refleksni mehanizem glavno vlogo pri oblikovanju toplotnih informacij o patologiji. Spremembe v intenzivnosti infrardečega sevanja so vidne v refleksnih conah Zakarin-Geda, v avtonomnih conah inervacije, v biološko aktivnih točkah telesa.

Dinamična metoda, s katero se v določenem časovnem obdobju zabeležijo spremembe infrardečega sevanja. Hkrati se vizualizirajo patološke motnje pretoka krvi in ​​presnovni procesi v dinamiki. Zanesljivost temelji na dejstvu, da odkrita dinamika sprememb intenzivnosti infrardečega sevanja odraža odziv telesa na razvoj patologije in kaže na aktivnost patološkega procesa.

Dinamična metoda z uporabo provokativnih testov: fiziološki, fizikalni in farmakološki. S to metodo se beležijo hitre spremembe infrardečega sevanja kot odziv na izzivalni test, ki poveča obremenitev mehanizmov termoregulacije in intenzivira manifestacijo specifičnih sindromov.

Medicinsko termično slikanje je oddaljena, neinvazivna, popolnoma neškodljiva metoda raziskav, ki nima kontraindikacij in je primerna za večkratno uporabo. Uspešno se uporablja za diagnosticiranje kardiovaskularnih, nevroloških, nevrokirurških, travmatoloških, ortopedskih, angioloških, gorljivih, onkoloških in drugih patologij.

Vzpostavitev diagnoze ni edini cilj za medicinsko termično slikanje. Ta edinstvena funkcionalna metoda pomaga izbrati ustrezno terapijo in vedno daje objektivno oceno učinkovitosti zdravljenja.

Medicinsko termično slikanje je tudi neinvazivna metoda intraoperativne diagnoze. Medicinsko termično slikanje je nepogrešljiva metoda dinamičnega opazovanja in funkcionalne diagnostike med kirurškim posegom, zaradi česar je varnejša, bolj predvidljiva in produktivna. V pooperativnem obdobju vam termično slikanje omogoča nadzor nad obnavljanjem oskrbe s krvjo, prenašanjem živcev organov in okoliških tkiv ter preprečuje vnetne in destruktivne zaplete.

Obstajata dve glavni vrsti termografije:

1. Kontaktna holesterična termografija.

Teletermografija temelji na pretvorbi infrardečega sevanja iz človeškega telesa v električni signal, ki se prikaže na zaslonu termalne kamere.

Kontaktna holesterična termografija temelji na optičnih lastnostih holesteričnih tekočih kristalov, ki se kažejo v spremembi barve v mavričnih barvah, kadar se nanesejo na toplotno sevajoče površine. Najhladnejša območja so rdeča, najbolj vroča je modra.

Odloženo na kožo sestavo tekočih kristalov, ki imajo

termosenzitivnost v območju 0,001 S, reagira na toplotni tok s prestrukturiranjem molekularne strukture.

7. Načini interpretacije termografske podobe.

Po preučitvi različnih načinov termičnega slikanja, vprašanje

načine za interpretacijo termografskih slik. Obstajajo vizualni in kvantitativni načini ocenjevanja toplotne slike.

Vizualna (kvalitativna) ocena termografije vam omogoča, da določite lokacijo, velikost, obliko in strukturo žarišč z visokimi emisijami, kakor tudi grobo oceno količine infrardečega sevanja. Vendar z vizualno oceno ni mogoče natančno izmeriti temperature. Poleg tega se zdi, da je povišanje navidezne temperature v termografu odvisno od

hitrost pometanja in velikost polja. Težave pri klinični oceni rezultatov termografije so, da je povišanje temperature na majhnem območju območja komaj opazno. Posledično ni mogoče zaznati majhnega patološkega ostrenja.

Radiometrični (kvantitativni) pristop je zelo obetaven. Vključuje uporabo najsodobnejše tehnologije in se lahko uporablja za izvajanje masovnih preventivnih pregledov, za pridobivanje kvantitativnih informacij o patoloških procesih na preučevanih območjih in za oceno učinkovitosti termografije.

^ 8. Naprava medicinskih naprav.

Termični prikazovalniki, ki se trenutno uporabljajo v termični slikovni diagnostiki,

Gre za skenirne naprave, ki so sestavljene iz sistemov zrcal, ki usmerjajo infrardeče sevanje s površine telesa na občutljiv sprejemnik. Tak sprejemnik zahteva hlajenje, ki zagotavlja visoko občutljivost. V napravi se toplotno sevanje zaporedno pretvori v električni signal, ojača in zabeleži kot poltonska slika.

Trenutno se uporabljajo termični slikovni aparati z optičnimi mehanskimi

skeniranje, pri katerem se zaradi prostorskega skeniranja slike izvede zaporedna pretvorba infrardečega sevanja v vidno.

Skupna pomanjkljivost obstoječih termičnih naprav je, da jih je treba ohladiti na temperaturo tekočega dušika, zaradi česar so v uporabi omejeni. Leta 1982 so znanstveniki predlagali nov tip infrardečega radiometra. Temelji na filmskem termoelementu, ki deluje pri sobni temperaturi.

in ima stalno občutljivost v širokem razponu valovnih dolžin. Pomanjkljivost termoelementa je nizka občutljivost in visoka vztrajnost.

9.Puti in možnosti za izboljšanje toplotnega slikanja v medicini.

Za zaključek, morate poudariti glavne načine in možnosti.

izboljšanje toplotne tehnologije slikanja. To so, prvič, povečanje stopnje jasnosti in kontrasta toplotnih slik, ustvarjanje naprav za video nadzor, povečanje toplotne reprodukcije slike ter nadaljnja avtomatizacija raziskav in uporabe.

RAČUNALNIK. Drugič, izboljšanje termičnih slikarskih raziskovalnih metod za različne vrste bolezni. Imager mora podati informacije o območju kože s spremenjeno temperaturo in koordinatami fiksnega toplotnega polja. Ustvariti je treba naprave, v katerih lahko naključno spremenite povečavo slike, določite amplitudno porazdelitev temperature vzdolž horizontalne in vertikalne osi. Poleg tega je treba oblikovati napravo, ki se lahko poveča

razvoj raziskav o mehanizmu prenosa toplote in korelaciji opazovanih toplotnih polj z viri toplote v človeškem telesu. To bo omogočilo razvoj enotnih metod termovizijske diagnostike. Tretjič, treba je nadaljevati z iskanjem novih načel delovanja toplotnih slikovnih zaslonov, ki delujejo v daljših valovnih dolžinah spektra, da bi registrirali največje toplotno sevanje telesa. V prihodnosti je možno tudi izboljšati opremo za ultra občutljiv sprejem elektromagnetnih nihanj decimeter, centimeter in milimeter.

V medicini je bila uspešno uporabljena sorazmerno nova raziskovalna metoda, toplotno slikanje. Temelji na oddaljeni vizualizaciji infrardečega (IR) sevanja tkiv, ki se izvaja s pomočjo posebnih optično-elektronskih naprav - termovizijskih aparatov. Intenzivnost IR sevanja, ki ga zabeleži toplotna kamera, označuje toplotno stanje tkiv, njihovo temperaturo. Ta metoda omogoča, da se tudi začetne faze vnetnih, vaskularnih in nekaterih neoplastičnih procesov subtilno ujamejo.

Glede na povečanje ali zmanjšanje lokalne temperature v ozadju običajnih obrisov organa ali okončine se luminescenca tkiv na področju patologije poveča ali pa se zmanjša. Glede na številna opazovanja je za vsako osebo značilna določena simetrična porazdelitev temperature po površini telesa.

Diagnostične zmožnosti toplotnega slikanja temeljijo predvsem na identifikaciji asimetrije toplotnega sevanja. Toplotno slikovno metodo odlikuje popolna varnost, enostavnost in hitrost raziskovanja, odsotnost kontraindikacij. Toplotno slikanje omogoča sočasno opazovanje anatomofotografskih in funkcionalnih sprememb na prizadetem območju.

Reference:

1. J. Leconte: "Infrardeče sevanje" M., 1958;

2. Gossorg J. “Infrardeča termografija. Osnove, tehnika, uporaba “M. Mir 1988;

4. "Klinična termična slikanja" ed. Melnikova V.P., Miroshnikova M.M. St. Petersburg 1999;

Toplotno slikanje v medicini

Mnogi patološki procesi spreminjajo normalno porazdelitev temperature na površini telesa, v mnogih primerih pa so temperaturne spremembe pred drugimi kliničnimi manifestacijami, kar je zelo pomembno za zgodnjo diagnozo in pravočasno zdravljenje. Zato se je IKT kot metoda funkcionalne diagnostike v zadnjem času vse bolj uveljavljala na različnih področjih medicine, znanosti in klinične prakse [14; 15; 21; 24; 27; 29; 44]. Njegova vrednost in prednost je primerljiva z radiografijo, ultrazvokom, CT in MRI, ki se uporabljajo samo za oceno morfoloških značilnosti organov [10]. IKT vizualno in kvantitativno (za naprave najnovejše generacije z visoko natančnostjo 0,01 ° C) ocenjuje infrardeče sevanje telesa s površine telesa, ki odraža stanje notranjih struktur telesa. Ta vrsta diagnoze vam omogoča, da ocenite funkcionalne spremembe v dinamiki, to je spremljanje sprememb med začetnim pregledom in neposredno med zdravljenjem. Termografija vam omogoča, da določite lokalizacijo funkcionalnih sprememb, aktivnost procesa in njegovo razširjenost, naravo sprememb - vnetje, stagnacijo ali malignost.

Za razliko od večine metod pregleda, ki se uporabljajo v sodobni medicini, infrardeče termično slikanje izpolnjuje kriterije diagnostičnih metod, ki se lahko uporabljajo za namene profilaktičnih preiskav [22]. V tem primeru se upošteva varnost za zdravje bolnika in zdravnika, saj naprave registrirajo samo toplotno sevanje s telesne površine pacienta, ne da bi se sevale; pregled je popolnoma neškodljiv, na daljavo, neinvaziven. Nobena od obstoječih diagnostičnih metod danes nima takšne širine diagnostičnega obsega, zmožnosti za odkrivanje številnih skupin bolezni naenkrat. Visoka vsebnost informacij - zanesljivost toplotnega slikanja pri nekaterih boleznih se približa 100% in na splošno znaša približno 80% za primarne preglede [5; 14]. Pomembno je tudi opozoriti na nizke stroške raziskovanja, hitrost in enostavnost izvedbe, možnost uporabe termalne kamere za ekspresno diagnostiko velikih skupin prebivalstva. Priprava pacienta na toplotno slikanje ne zahteva posebnih dogodkov in traja kratek čas: vse, kar je potrebno, je pustiti ustrezno kožo iz oblačil 5-7 minut pred pregledom. Rezultati ankete so prikazani v realnem času na računalniškem monitorju, predstavljajo dinamično sliko toplotnega reliefa kože z vpisom digitalnih natančnih kazalnikov temperature kože, ki se zapišejo in arhivirajo brez izjeme.

Nedvomne prednosti sodobnega termalnega slikanja vključujejo njegovo sposobnost določanja bolezni že pred njeno klinično manifestacijo in celo z asimptomatsko boleznijo. Poleg tega je mogoče takoj pregledati celotno telo in v enem zdravljenju pridobiti zanesljive informacije o bolnikovem zdravstvenem stanju.

Medicinska uporaba termografije se je začela v 60-ih letih prejšnjega stoletja in do sedaj je bilo doseženo večje razumevanje toplotnega sevanja v človeški fiziologiji in razmerje med temperaturo kože in pretokom krvi. Da bi to potrdili, bomo v pregledu predstavili rezultate, ki so jih v zadnjem desetletju pridobili domači in tuji zdravniki različnih specialnosti. Ti podatki kažejo, da so možnosti metode tako različne, da je lažje reči, na katerem področju medicine je uporaba IKT nemogoča ali omejena. Metoda se uporablja pri reševanju različnih problemov, predvsem diagnostika bolezni in spremljanja učinkovitosti zdravljenja. V zadnjem času se je razširil obseg bolezni, pri katerih se sodobni oddaljeni termični slikovni pripomočki uporabljajo za diagnosticiranje in spremljanje zdravljenja; zdravniki uporabljajo različne znamke termalnih naprav, tako domačih kot tujih.

V številnih različnih metodah brezkontaktne diagnostike, ki beležijo odziv telesa v infrardečem, ultravijoličnem, ultra-visokofrekvenčnem in rentgenskem spektru, je opaziti posebno mesto za IKT [1]. Ta metoda pomaga ugotoviti razmerje med resnostjo kliničnih manifestacij bolezni in površinsko temperaturo, v tem primeru je IR sevanje odvisno od stanja krvnega obtoka v tkivih in ni vedno povezano s pritožbami pacienta, kar omogoča diagnozo bolezni v predklinični fazi. Prednosti sodobnih infrardečih kamer [16] so, da zagotavljajo zelo visoko temperaturno občutljivost in natančnost merjenja temperature. Uporaba prenosnih naprav nove generacije v zdravniški ordinaciji, na oddelku bolnikovega ležišča, v operacijski sobi in celo v terenskih pogojih omogoča dinamično infrardeče termično kartiranje in analizo dobljenih termogramov v obliki dinamičnega termičnega filmskega filma.

Možnosti uporabe IKT za diferencialno diagnostiko vaskularnih bolezni in možnost uporabe metode za ocenjevanje učinka opravljenega zdravljenja so bile upoštevane v številnih domačih in tujih publikacijah. Pridobljeni so bili podatki o učinkovitosti zdravljenja žilnih bolezni spodnjih okončin s perftoranom [31]. Kot rezultat preiskav bolnikov, da bi ocenili učinkovitost zdravljenja obliteracijske ateroskleroze spodnjih okončin s perftonom, smo ugotovili zmanjšanje temperaturne razlike med prsti in stopali pri uspešnih terapevtskih postopkih. Pri 54 bolnikih so kot rezultat zdravljenja opazili izboljšanje stanja perifernih žil s prehodom bolezni iz stopnje III-B na stopnjo II-B, medtem ko se je ustrezna temperaturna razlika med prsti in stopali zmanjšala s 4-5 ° C na 2-3 ° C.

Visoka stopnja IKT občutljivosti se potrjuje z registracijo sprememb pogojev fiziološke norme, kar zagotavlja identifikacijo pred patoloških simptomov in variant pogojne fiziološke norme. Znane so tuje izkušnje pri uporabi IKT pri ocenjevanju bolnikov z visokim tveganjem periferne arterijske bolezni spodnjih okončin, vključno z resnostjo, funkcionalnostjo in kakovostjo življenja [38]. V raziskavo je bilo vključenih 51 bolnikov (vključno z 23 moškimi, starimi 70 ± 9,8 let). Vzporedno z IKT so bolniki opravili standardne diagnostične teste (določitev gleženjskega indeksa (ABI) in določitev ABI z vadbo, merjenje segmentnega pritiska v okončinah). Osemindvajset bolnikov IKT je imelo motnje cirkulacije v perifernih arterijah spodnjih okončin, le 20 bolnikov je imelo v standardnih testih nenormalnosti.

Naši strokovnjaki so tudi uspešno izvedli podobne študije. Termografski profil površine noge je bil raziskan pri bolnikih z vensko boleznijo spodnjih okončin (VBHK) z uporabo IKT in RT (radioterapija) za določitev diagnostične vrednosti različnih termografskih metod pri diagnozi VBK [13]. Kot referenčno metodo, ki potrjuje prisotnost ali odsotnost venske patologije, smo uporabili ultrazvočno angioscanning (USAS) z barvnim kodiranjem pretoka krvi na strokovni napravi Vivid-3 (General Electric, ZDA). V prvo skupino je bilo vključenih 30 bolnikov z razredi C1-C2 XB (45 spodnjih okončin) in 29 zdravih posameznikov (58 spodnjih okončin), v drugo skupino je bilo vključenih 25 bolnikov s klasifikacijo XB C3-C6 (38 spodnjih okončin) in 29 bolnikov. zdravih posameznikov (58 spodnjih okončin). Določen je bil odstotek sovpadanja diagnoz, določenih z različnimi tipi termografije in njihovo kombinacijo z AECS. Izračun operativnih karakteristik v prvi skupini (pri bolnikih z XB razredov C1-C2) je pokazal, da sta bili IKT in RT metode enako neučinkoviti pri diagnosticiranju zgodnje faze XB. Največja občutljivost (delež bolnikov, pri katerih je bil odkrit patološki termogram) je bila pri kombinirani termometriji (63,6%). Specifičnost (pogostost odsotnosti patoloških termogramov pri zdravih ljudeh) je bila najvišja s kombinirano metodo (76,4%) in pogostostjo sovpadanja diagnoze z referenčno metodo (71,5%). V drugi skupini je bila najvišja občutljivost (89%) in specifičnost (91,5%) registrirana s kombinirano metodo, prav tako je bila pogostost pojavljanja diagnoze z referenčno metodo (91%). Da bi pojasnili prave diagnostične zmožnosti metode pri drugih vrstah venske patologije, smo izvedli dvojno slepo primerjavo termogramov v tretji skupini (57 bolnikov, 114 udov). V tretji, mešani skupini, je bila specifičnost in občutljivost kombinirane termografije 86,7 oziroma 87,9%. WB je bil ugotovljen v UZAS v 35 primerih, posttrombotična bolezen v fazi rekanizacije - 32, akutna venska tromboza - pri 16, venska patologija ni bila odkrita v 31 primerih. Po mnenju avtorjev imajo spremembe v površinskih in globokih temperaturah pri bolnikih z VB spodnjih okončin dokončno diagnostično vrednost, vendar ne dosežejo zmogljivosti ASA. Še posebej očitna nezadostna učinkovitost termografije je prikazana v začetnih fazah VB, ko praktično ni znakov venske stagnacije, zato bodo imele termografske metode večji klinični pomen pri spremljanju učinkovitosti zdravljenja bolezni.

Učinkovitost IKT je bila ocenjena tudi pri drugih oblikah kronične venske insuficience (CVI) [2]. V študiji so bili pacienti razdeljeni na naslednji način: krčne žile (VD) - 1.690 (83,2%); posttrombotična bolezen (PTFB) - 238 (11,7%); kongenitalna angiodisplazija okončin (VADK) - 103 (5,1%) bolnika. Za priznanje VADK so poleg UZDAS uporabljali toplotno slikanje, računalniško (CT) in / ali magnetno resonančno (MRI) tomografijo in voltmetrijo. Na podlagi velikega kliničnega materiala so avtorji določili občutljivost, specifičnost in diagnostično natančnost UZDAS, CT in MRI, infrardeče termografije pri preverjanju različnih oblik CVI. Občutljivost metod je bila 94-98%; specifičnost - 90-95%; diagnostična natančnost - 92-96%. Zaključki avtorjev so naslednji: UZDAS je »zlati standard« neinvazivne diagnoze prirojene in pridobljene patologije perifernega obtoka. Poleg dupleksnega angioskaninga lahko v algoritem za prepoznavanje VADK vključimo tudi CT, MRI in toplotno slikanje.

Zgodnje odkrivanje ljudi s tveganjem za razvoj bolezni koronarnih arterij ostaja pomembna naloga medicine. Standard instrumentalnih študij kardiovaskularnega sistema so elektrokardiografija, reografija in dopplerografija. Z njihovo pomočjo se ocenjujejo parametri, ki opredeljujejo funkcionalno in organsko stanje srca, krvnih žil ter posebnosti njihove regulacije aktivnosti. Pomen takih študij je tudi posledica dejstva, da se lahko z avtonomnimi motnjami regulacije žilnega toka oskrba možganov s krvjo zmanjša, kar poveča verjetnost razvoja sinusnih stanj kolaptoidnih in nevrotransmiterjev, ki se gibljejo med 61 in 91% v splošni strukturi sinkopalnih stanj [23]. IKT spremljanje vaskularne reaktivnosti je nov neinvazivni test, ki temelji na spreminjanju vzorca temperature med in po okluziji. V tem smislu smo preučevali temperaturni odziv distalnih falanz prstov na okluzijo brahialne arterije, da bi ocenili vegetativno reaktivnost in bolnikovo splošno prilagodljivost v stresnih razmerah [30; 33; 52]. Brezkontaktna opazovanja temperaturnih sprememb na površini roke so bila izvedena s toplotno slikovno kamero ThermaCAM SC3000 iz sistemov FLIR [30] v kontrolni skupini 10 oseb in skupini 15 bolnikov z moteno vaskularno avtonomno regulacijo v kombinaciji z nediferencirano displazijo vezivnega tkiva (NDST). Avtorji [30] ugotavljajo, da Doppler, sphygmo in reografske metode delujejo v prisotnosti pulzirajočega pretoka krvi v žilah. V pogojih umetne okluzije ni nobenih valov v okončini in opazovanje reakcije na okluzijo postane nemogoče. Prednost v tem primeru IKT je, da merjenje parametra, kot je temperatura med okluzijo, omogoča neinvazivne študije odziva na stresni test, ki lahko služi kot diagnostični kriterij za ocenjevanje funkcionalnega stanja krvnih žil.

Pregled in članki o raziskavah na področju diabetologije [34; 41; 45; 46; 50] je pokazala pomen IKT in pomen uporabe metode za klinično ocenjevanje periferne perfuzije in viabilnosti tkiv, zlasti za serijske meritve, uporabljene za oceno rezultatov zdravljenja. Sladkorna bolezen se po vsem svetu obravnava kot bolezen, kar vodi do največjega števila amputacij okončin, ki potekajo vsakih 30 sekund, več kot 2500 okončin na dan [35]. V članku je opisana uspešna uporaba IKT tehnik za diagnosticiranje in spremljanje zdravljenja diabetičnih ulkusov stopal pri 63-letnem pacientu (sladkorna bolezen 13 let). Podatki so bili pridobljeni na začetku in na 7., 14., 21., 35. in 48. dnevu zdravljenja. Razjede na podplatu so bile ozdravljene na 48. dan, kar je povezano s termografsko sliko. Avtorji ne priporočajo le infrardeče termografije, da bi ocenili celjenje ran pri bolnikih s sladkorno boleznijo, ampak tudi kot metodo za spremljanje zdravljenja razjed in ran z različno etiologijo.

Obstajajo izkušnje pri ocenjevanju zmogljivosti infrardeče barvne termografije s tekočimi kristali in IKT v kompleksnem zdravljenju bolnikov s cirozo jeter, ki je zapletena s portalno hipertenzijo [32]. Metoda omogoča objektivno oceno resnosti kroženja krvnega obtoka vzdolž žilnega kolaterala sprednje trebušne stene, ugotovljena pa je tudi korelacija termografskih indeksov z ultrazvokom in endoskopskimi podatki. Delo temelji na rezultatih celovitega kliničnega, laboratorijskega, ultrazvočnega, endoskopskega in termografskega pregleda 30 bolnikov s cirozo jeter, zapletenih s portalno hipertenzijo (PG). Rezultati kažejo, da IKT z uporabo termalnega termometra ThermaCAM P65 zagotavlja objektivne informacije o stopnji prekrvavitve sprednje trebušne stene pri bolnikih s komplikacijo CP, ki kirurgom omogoča ugotavljanje izvedljivosti kirurškega zdravljenja in izvajanje neinvazivnega spremljanja stanja bolnika v pooperativnem obdobju.

Etiopatogenetski dejavniki, ki določajo pojavljanje težav v kraniovertebralni regiji, poleg genetskih, upoštevajo poškodbe zgornje vratne hrbtenice. Raziskovali smo hemodinamske motnje pri kraniovertebralni patologiji pri mladostnikih [19]. Delo temelji na rezultatih obsežne raziskave 300 mladostnikov, starih od 14 do 18 let, z vretenčnimi glavoboli. Uporabljene so bile naslednje metode: klinična nevrološka, ​​radiološka, ​​ultrazvočna doppler sonografija (UZDG), reoencefalografija (REG), elektroencefalografija (EEG), daljinska infrardeča termografija glave in vratu. Infrardeča termografija je bila izvedena pri 79 (43,9%) mladostnikih z motnjami cirkulacije v vertebrobazilarnem bazenu (VBB) in degenerativno-distrofičnih spremembah v vratni hrbtenici. Kot rezultat študije so bili znani znaki termografske asimetrije v 34 (43%) mladostnikih, pri 94,4% pa so bili podatki iz UZDG in REG.

Termografski znaki enostranskega sindroma vertebralne arterije (SPA) so bili odkriti pri 53,2% preiskovancev, kar v 100% primerov ustreza podatkom, pridobljenim z drugimi metodami preučevanja možganskega krvnega pretoka. Termografski znaki vertebrobazilarne insuficience (VBN) so bili odkriti pri 19%, skladnost je bila 86,7%; Termografski znaki venske stagnacije so bili odkriti v 64,6% mladostnikov in v 100% ustrezajo podatkom iz USDG in REG. Termografski znaki nestabilnosti vratne hrbtenice in degenerativno-distrofične spremembe so bili ugotovljeni pri 58% oziroma 56% mladostnikov, skoraj vedno pa so bili potrjeni z rentgenskimi podatki. Študije so pokazale visoko učinkovitost in zadostno natančnost kompleksa razpoložljivih in neinvazivnih metod za proučevanje področja glave in vratu pri patologiji vratne hrbtenice pri mladostnikih, kot kompleksen objektivizirajoč bolečinski sindrom in prepoznavanje patologije in kompenzacijskih sposobnosti možganskega krvnega pretoka v možganski cirkulaciji v vertebrobazilarnem sistemu možganov.

Študije o uporabi IKT diagnostike se izvajajo tudi na drugih področjih nevrologije. Tako je bila pri zdravljenju bolnikov s koccogodinijo (anokopchikovy bolecinski sindrom) ucinkovitost terapevtskih ukrepov v kombinaciji z rocno terapijo ocenjena z uporabo IKT [53]. Prikazano je pomembno sovpadanje rezultatov termografije (zmanjšanje površinske temperature na preučevanem območju) z zmanjšanjem stopnje bolečine med zdravljenjem, kar je bolj informativno kot klasičen pristop k subjektivni oceni bolečine z vprašalniki in lestvicami. Avtorji poudarjajo tudi varnost spremljanja IKT v primerjavi z dinamično difrakcijo rentgenskih žarkov [53].

Pozitivni rezultati so bili doseženi pri revmatologiji. Za diagnozo mikrovaskularnih motenj v sistemski sklerozi in Raynaudovem sindromu smo uporabili kapilaroskopijo, toplotno slikanje in lasersko Dopplerjevo merjenje pretoka [43]. Učinkovitost diagnostike pri uporabljenih metodah je 89, 74 oziroma 72%, kar kaže, da se lahko vsak pristop, neodvisno drug od drugega, uporabi za diagnosticiranje teh bolezni, vendar se natančnost diagnoze izboljša z uporabo vseh treh metod hkrati. Podatki o dinamičnih spremembah mikrocirkulacije, pridobljeni z uporabo laserske Dopplerjeve meritve pretoka in toplotnega slikanja, so blizu, vendar je učinkovitost teh metod bistveno slabša od metode kapilar.

Številne študije ocenjujejo učinkovitost slikanja na področju IKT na področju travmatologije in ortopedije, pridobljeni podatki pa so dvoumni. Izvedena je bila prospektivna študija 100 bolnikov s sumom na sindrom obtožbe (kontrolna skupina - 30 zdravih) [47]. V obeh skupinah je bila izvedena IKT ramenskega pasu, 73% bolnikov je imelo nepravilnosti: hipotermija je bila opažena pri 51% bolnikov in hipertermija je bila opažena pri 22% bolnikov. V hipotermični skupini - je bila omejitev gibanja ramen izrazitejša kot v skupini s hipertermijo in ne-nenormalno skupino.