Хипократ пише през 400 г. пр. Хр. д. "В каквато и да е част от тялото има излишък на топлина или студ, болестта трябва да се открие там." Древните гърци потопили тялото във влажна мръсотия, а районът, който изсъхнал по-бързо, ги насочил към местната проява на болестта.
До осемнадесети век използването на ръце и термометри остава единственият начин да се измери топлината, излъчвана от тялото, и досега все още разчитаме на контактни термометри при провеждане на медицински прегледи. От пионерската работа на д-р Карл Вундерлих през 1868 г., където той очертава основните принципи на регистрация на температурата и неговото значение в изследването и лечението на температурата, измерването на температурата на човешкото тяло играе важна роля в медицината. Познаването на динамиката на телесната температура при болести, каза Wunderlich, е много важно за практикуващите, а в някои случаи и незаменими, защото:
- температурата не може да се претендира или фалшифицира,
- специфичните стойности на температурата показват треска,
- степента на превишаване на нормалните температурни граници често показва сериозността и опасността от заболяването,
- термометрията най-бързо и безопасно следи всяко отклонение от контролирания ход на заболяването, откривайки както рецидиви, така и подобрения,
- Термометрията може да се използва за оптимизиране на тактиката на лечение.
Първата снимка е пациент, намазан с глина. Тогава - проекти на стари термометри (от: Енциклопедичен речник на Ф.А. Брокгауз и И.А.Ефрона.1890-1907).
Термометрията се развива бавно от ранния термоскоп на Галилео (1592) до по-удобните калибрирани везни на полско-германския физик Фаренхайт (1724) и шведския учен Целзий (1742). Понастоящем скалата на Фаренхайт се използва широко само в САЩ. Температурната единица Келвин е кръстена на един от основателите на термодинамиката от британския физик Томсън (лорд Келвин), който предложи термодинамична температурна скала, където началото (0К) съвпада с абсолютната нула (температурата, при която хаотичното движение на молекули и атоми спира). Една градус по Целзий и един Келвин са еднакви по важност, техните скали са изместени с 273,15, т.е. ° С = К - 273,15.
През следващите години други устройства замениха стъклените живачни клинични термометри, като термодвойки, термистори, пирометри и инфрачервени радиометри, за измерване на температурата на тъпанчето или челото. Само около 1880 г. американски астроном и физик Ленгли изобретява болометър, термичен детектор на радиация, основан на промяна в електрическото съпротивление на полупроводниковия температурочувствителен елемент, когато се нагрява поради абсорбцията на измерен радиационен поток. С това устройство можете да усетите топлината на живите същества с размер на крава на разстояние повече от 400 метра.
От ляво на дясно: Карл Вундерлих (1815-1877), Самуел Ленгли (1834-1906), Даниел Габриел Фаренхайт (1686-1736), Андерс Целзий (1701-1744), Уилям Томсън, лорд Келвин (1824-1907).
Едва след откриването и изследването на инфрачервеното (ИЧ) излъчване са възможни значителни постижения в IR визуализацията на проявите на патология, за които няма нужда от пряк контакт на измервателното устройство с пациента.
Основите за разбиране на природата на IR частта на електромагнитния спектър бяха положени от двама членове на едно и също семейство: един изключителен астроном Уилям Хершел, който през 1800 г. открива топлинния ефект на видимата червена светлина, която той нарича "лъчиста топлина", сега известна като IR излъчване, и неговият син Джон Хершел, през 1840 г., в първия термичен образ, получен чрез експерименти с естествена слънчева светлина - термограма.
Вляво: Уилям Хершел (1783-1822) и неговият експеримент. В центъра: Джон Хершел (1792-1871). В дясно е термограма на слънчевата радиация, получена от Д. Хершел през 1840 г.
Оттогава много учени са допринесли за задълбочаването на познанията за инфрачервената радиация. Въпреки това, още 100 години трябваше да преминат от инфрачервената термограма на Д. Хершел, преди да стане възможно да се осъществи успешно практическото използване на термично изобразяване. През това време бяха открити законите на излъчване на Кирхоф, Стивън, Болцман, Вин и Планк. Тези закони са взети под внимание в съвременната термовизионна и радиотермометрична технология, която дава възможност за измерване на техните температури чрез измерване на излъчването на тела. Дистанционните приемници на действие (термовизори, инфрачервени и милиметрови радиометри) регистрират яркостната температура, т.е. температурата, съответстваща на силата на електромагнитното излъчване на човешкото тяло.
Откривателите на законите на радиацията. От ляво на дясно: Макс Планк (1858-1947), Йозеф Стефан (1835-1893), Лудвиг Болцман (1844-1906), Вилхелм Виена (1864-1928).
До средата на 20-ти век интензивната и успешна работа по военно използване на IR технологията допринесе за създаването на първите термовизионни камери. Съвременната термична диагностика има всички основания да се превърне в една от основните информационни технологии с широк обхват, а днес системите за инфрачервени изображения имат огромно влияние върху медицината, науката и астрономията.
Термичното изобразяване е метод за функционална диагностика, който се използва успешно от лекари от цял свят за повече от половин век. Неоспоримите предимства, като абсолютна безвредност, визуална яснота, простота и бързина на получаване на резултати с високо информационно съдържание, доведоха до бързото разширяване на обхвата на приложението на термичния образен метод в медицината.
Разработване на медицински термични изображения.
Историята на създаването на термовизионни камери за медицинска употреба включва няколко поколения устройства. Немският физик-спектроскопия Мариан Черни през 1925 г. разработва евапорограф. Неговият ученик Боулинг Барнс построи първия термовизионер, базиран на термистори през 50-те години на миналия век. Едно такова устройство е било използвано от канадския акушер-гинеколог и медицински изследовател Рей Лоусън от университета Макгил за получаване на термограма на млечните жлези. През 1956 г. той публикува статия, в която докладва за откриването с инфрачервено изображение на повишаване на температурата на кожата в проекцията на доказани злокачествени тумори на гърдата при 26 жени. Това пионерско проучване може да се счита за начало на нов диагностичен метод - клинична термография или медицинска термовизия.
Вляво е Рей Лоусън (Ray N.Lawson, 1973), в центъра и в дясно са първите термовизионни камери (Пироскан, Англия).
Биомедицински изследвания
Безспорната и неоспорима стойност в биомедицинските изследвания на съвременните методи за визуализация на живи обекти. Сред тях са рентгенови (включително КТ и ПЕТ), различни модификации на ЯМР, ултразвук, оптични, спектроскопски, електрофизиологични методи и много други. Въпреки това, в допълнение към предимствата на всеки един от съществуващите методи за картографиране, всички те на практика във физиологичните и особено в човешките клинични изследвания имат определени ограничения.
Ето защо, въпреки богатството на инструментална подкрепа и способността на някои от гореизброените методи за измерване на температурата, термичното изобразяване в медицината заема своята ниша, която се определя не само от дължината на вълната, регистрирана от тялото, но и от редица допълнителни характеристики: пълна безвредност, безконтактност, бързина и простота на изследване с висока диагностична информативност.
Добавяме също, че комбинираното използване на термично изображение с други методи за клинична и хардуерна оценка на функционалното състояние на тялото и неговите системи често увеличава неговата ефективност. Със солидна и основаваща се на доказателства методология за изследване, тези качества могат да трансформират термичното изображение, както е изразено от L.B. Лихтерман, в "идеалния метод за диагностика".
Термично изобразяване на човек
Човешкото тяло е отворена неравновесна термодинамична система, която е в постоянно взаимодействие с околната среда и прилага сложна система на терморегулация за поддържане на постоянна температура на „ядрото” - централните части на тялото (череп, гръдна и коремна кухина) поради контролирани промени в температурата на периферните райони., Поддържането на стабилността на вътрешната среда и нейното динамично равновесие е съществена характеристика на жизнената дейност на организма.
Според законите на физиката, с всяка трансформация на енергията (включително и в живия организъм), част от нея се превръща в топлина. Всички процеси в тялото могат да бъдат разделени на два вида: да се провеждат с освобождаване на енергия и поглъщане на енергия. Най-важните физиологични процеси, които служат като източници на топлина в тялото на хомоиотерм (топлокръвни) животни, са основният метаболизъм, поддържането на позата, тонуса на студените мускули, двигателната активност и студеното треперене. Базалният метаболизъм е най-важният източник и в същото време потребителят на топлина, която се образува в резултат на процеси, които постоянно се случват в организма: поддържане на градиентите на веществата и зарядите върху мембраните на всички клетки; работа на сърцето и дихателните мускули; чревна подвижност; поддържат тонуса на гладките и скелетните мускули; процеси на регенерация и др.
В живия организъм термичната проводимост на тъканите се свързва предимно с кръвния поток и в по-малка степен с нормалната интензивност на метаболизма. Рефлекторните механизми за пренос на топлина от по-дълбоките структури също могат да участват в образуването на повърхностни термични модели (разпределение на топлинните полета). Топлинното освобождаване на отворените нервни структури, в допълнение към кръвния поток и метаболизма, също се определя от електрогенезата. Външните фактори, които определят инфрачервеното излъчване на кожата, са температурата, площта и продължителността на експозицията на външната температура.
Нормалният физиологичен температурен профил на кожата показва намаляване на температурата от главата до краката и в проксимално-дисталната посока (от центъра до периферията) на крайниците с относителна симетрия от двете страни на тялото, което е многократно демонстрирано с термично изобразяване. Той е повлиян от биологичните (циркадни) ритми, състоянието на хормоналната система, симпатичния тонус, топлинния и водния метаболизъм, състоянието на вазомоторната система, дебелината и пигментацията на кожата, както и периодичните колебания в нивото на хормоните, като производство на кортизол и прогестерон, както и нивото на стрес на субекта, присъствието, локализация и тежест на болката и много повече. По този начин, температурата на кожата е интегрален показател, чиято величина, освен това, се определя не само от законите на физиологията, но и от наличието на локални нарушения на кръвообращението, огнища на септично или асептично възпаление, тумори и също зависи от лекарството, пушенето, използването на парфюмерията редица други фактори.
Възниква естествен въпрос: възможно ли е да се направят всякакви обосновани конкретни заключения на базата на термовизионни изследвания с такова изобилие от фактори, които влияят на инфрачервеното излъчване на човешкото тяло?
Отговорът е да! - и основата за такъв отговор е, че човек принадлежи към homoiotherm същества, от които е възможно да се установят критерии за нормално разпределение на температурата и да се определят понятията за температурна норма и патология. В основата на съществуването на хомеотермични същества стои терморегулацията - поддържане на постоянна телесна температура, което е възможно с правилния баланс между производството на топлина и отделянето на топлина. Обикновено при хората температурата на мозъка, кръвта и вътрешните органи (температурата на „ядрото“) варира около 37 ° С с люлка от ± 1,5 °. При по-значителни температурни отклонения активността на ензимите се нарушава с последващата дисфункция на органи и тъкани, докато температурата на човешкото тяло над 43 ° С и под 33 ° С е практически несъвместима с живота. Всички реакции, които позволяват поддържането на постоянна телесна температура при различни условия, се контролират от специални нервни центрове, разположени в мозъка.
Понастоящем е показано, че температурното усещане се осигурява от кумулативната активност на термочувствителните механорецептори на кожата, информацията от която се предава към по-високите центрове. Системата за терморегулация включва кортикалните и хипоталамусните области на мозъка. Хипоталамусът обработва информация от външни и вътрешни терморецептори и осигурява корекция на действителните и целевите температури. Установено е, че предната област на хипоталамуса регулира процесите на пренос на топлина, а ядрото на задния хипоталамус се счита за център на генериране на топлина.
Термично чувствителни структури в допълнение към хипоталамуса също се откриват в мозъчния ствол (медиана и мозък), в гръбначния стълб, в гръбната стена на коремната кухина, в мускулите и в подкожните структури. Това означава, че съществуват както локални, така и централни механизми за реагиране на отклонения от температурните стойности, които системата за терморегулация счита за „нормална“. Най-важният механизъм в тази система е регулирането на съдовия тонус на кожата от симпатиковата нервна система. Повишеното кръвоснабдяване на кожата увеличава неговата топлопроводимост и съответно пренасянето на топлина на тялото поради директната проводимост (проводимост) на топлината през кожата; намаляване на циркулацията на периферната кръв, напротив, допринася за "задържането" на топлина. Тези механизми предпазват тялото от прегряване и преохлаждане.
Разпръскването на топлина в околната среда, жизненоважно за хомеотермичните организми, се осъществява по няколко начина: топлопроводимост, топлинно излъчване, конвекция, изпаряване на течност от повърхността на тялото. Промяната в пропорциите на тези компоненти в общия топлообмен на човешкото тяло зависи от температурата и влажността на околната среда. При хора при условия на температурен комфорт (температура на въздуха 20 ° С и относителна влажност 40-60%) излъчването е 54 kcal / h, топлопроводимостта е 26 kcal / h, изпарението е 23 kcal / h. Процесът на пренос на топлина в биологичните тъкани зависи от топлинната проводимост на тъканите, конвекцията, интензивността на кръвообръщението, освобождаването на метаболитна топлина.
Технически възможности
Информационната стойност на ИЧ лъчението като сигнал е, че тя отразява функционалното състояние и динамиката на нейните промени в различни тъкани и системи на тялото. Въпреки че инфрачервеното лъчение се записва от повърхността на тялото, то може да съдържа информация за приноса на тъканите, разположени под кожата, по-специално, с различно развитие на подкожната мастна тъкан, различно функционално състояние на мускулите, както и патологични процеси - тумори на меките тъкани., възпалителни процеси, гнойни реакции и др. Стойността на термичния метод на изобразяване в такива клинични ситуации се дължи, наред с другото, на невъзможността за използване на контактни или инвазивни (термистори, термодвойки и др.) Методи за измерване на температурата, а преди методите за измерване на дълбочината (радиотермометрия), термичното изображение има предимство в пространствената и времевата резолюция.
Техническите възможности на оборудването за термично изобразяване ви позволяват надеждно да фиксирате дори малки разлики в температурата на повърхността. Визуализирайки процеси като промени в обема и скоростта на движение на кръвта през съдовете, освобождаването и изпаряването на течността от повърхността на кожата, водещи до температурни промени на повърхността на тялото, термичното изображение е високотехнологичен метод за получаване на функционална информация за пациента в реално време.
Termotopografiya
Термотопографията (стационарен модел на разпределение на температурата по повърхността на различни части на тялото) в своята цялост носи много полезни данни. В статичните измервания смислената информация може да бъде извлечена от анализиране на температурната разлика в симетричните области на тялото на един и същ пациент, температурни градиенти или чрез сравняване на IR изображението на изследвания обект с термичните портрети на други обекти. Динамичните измервания дават на изследователите допълнителна информация, която ви позволява да следите хода на лечението и да оценявате неговата ефективност, изследвайки еволюцията на функционалното състояние на системата за терморегулация като цяло и отделните й връзки.
С доказана информативност на метода в диагностиката, достигайки 90-97% за такива заболявания като патология на млечните жлези или увреждане на вените на долните крайници, методът позволява да се диагностицират заболявания в предклиничния етап.
Основните патологични причини за повишаване на местната температура:
- възпаление на всеки генезис, при което се наблюдава локално разширяване на съдовете на микроваскулатурата и укрепване на метаболитните процеси;
- нарушен венозен отток и венозна конгестия;
- злокачествени новообразувания, при които също се активират метаболитни процеси. Местната термодиагностика е особено ефективна, когато повърхностни или плитки злокачествени тумори са разположени под кожата (например, кожа, млечни жлези, щитовидна жлеза);
- дразнене на гръбначните корени и периферните нерви. В този случай повишаването на температурата се наблюдава в зоната на тяхната инервация;
- повишен метаболизъм на различни органи.
Основните патологични причини за понижаване на местната температура:
- нарушения на артериалното кръвоснабдяване (атеросклеротично увреждане на артериите, тромбоза и др.);
- намаляване на микроциркулацията (микроангиопатия с различен произход, нарушена вегетативна регулация на съдовия тонус);
- намаляване на нивото на метаболизма на различни органи от възрастова или патологична природа;
- дегенеративни процеси с подмяна на функционално активната тъкан чрез съединителна тъкан;
- изразена дисфункция на гръбначните корени и периферните нерви (в съответните дерматоми и зони на иннервация).
Предимства на термичното изображение като диагностичен метод
- простота, достъпност и лекота на използване;
- получаване на резултати в реално време;
- мобилност и липса на обвързване с офиса или конкретна област с посочените свойства;
- възможност за извършване на проучване (получаване на първични данни под формата на термограми) от всяко лице, което е преминало необходимото сравнително краткосрочно обучение, включително тези, които нямат медицинско образование (медицински сестри, лаборанти);
- Тъй като това устройство е елемент от софтуерно-хардуерния комплекс, има възможност за прехвърляне на изображението към услугата, където специалистите по термография ще оценяват полученото изображение онлайн за наличието на термографски признаци на патологията, а алгоритмите за телемедицина технология се прилагат. В близко бъдеще нашият софтуер автоматично ще открие признаци на патологични зони и ще формира протоколи за термовизионни изследвания на пациенти.
- термичното зрение е безкръвно, безвредно (неинвазивно) за пациента и персонала, може да се извършва многократно и с всякаква тежест на състоянието на пациента.
Отчет за проверката
За правилен анализ и сравнение на термограми, получени в различно време, изследването се извършва при стандартизирани условия, а именно:
- при температура 22-24 ° C (зона на „топлинен комфорт“ - в този обхват, механизми за терморегулиране работят в нормален физиологичен режим) без издухване на въздух, с изключение на източници като топлина (батерии, вентилаторни нагреватели, лампи с нажежаема жичка) и студени (климатици, отворени) прозорец през зимата и др.);
- не по-рано от 2 часа след хранене и извършване на физически дейности;
- с изключение, най-малко през деня, на използването на вазоактивни фармакологични препарати, мехлеми, триене или хомеопатия, и в рамките на 5-6 часа - с парфюмерия;
- след адаптация с отворена кожа в зоната за изследване в продължение на най-малко 15 минути;
- жени при изследване на млечните жлези в средата на менструалния цикъл (10-14 дни).
Обхватът на проучването зависи от целите: първичният пълен скрининг включва регистрация на приблизително 20-25 термограми, обемът на контрола (за резултата от лечението) или зоновото изследване (например само на млечните жлези) е много по-малък. Според показанията изследването може да бъде допълнено от стрес тестове, насочени към идентифициране / потвърждаване на патологията: студени тестове, глюкозен тест, тест за упражнения и други.
Продължителността на изследването на една зона (без да се отчита времето за адаптация) е 3-5 минути, а пълното му проучване отнема 10-15 минути. Продължителността на стрес тестовете - от 5 минути (упражнение) до 45 минути (глюкозен тест).
Трябва да се подчертае, че въпреки факта, че медицинската общност не винаги счита разумно термичното изображение за основан на доказателства метод за диагностициране на много болести, ние вярваме, че този метод е преди всичко средство за подпомагане на вземането на диагностични решения.
Термография (термично изобразяване)
Термографията е медицински метод за изследване, насочен към идентифициране и локализиране на различни патогенни процеси, съпътствани от локално увеличение (по-рядко - намаляване) на температурата. С този метод можете да определите различни форми на възпалителни процеси, активен растеж на тумори, разширени вени, наранявания, натъртвания, фрактури. Това е точно проучване, на базата на което можете да направите правилна диагноза и да определите локализацията на процеса.
Описание на процедурата
Има два вида термография: безконтактни и контактни, но същността на двата метода е определянето на телесната температура в определена област.
Безконтактната термография се извършва с помощта на определени устройства, които включват термографи и термовизионни камери. Тези устройства регистрират инфрачервени вълни и ги представят като изображение. Този метод ви позволява незабавно да покриете цялото тяло на пациента.
Контактната термография използва течни кристали, които могат да променят цвета си в зависимост от температурата на човешкото тяло. Контактът се осъществява с помощта на специален слой или фолио с подходящи съединители. Този метод е локален и по-точен от безконтактната термография.
Подготовка за термография
Въпреки относителната си простота, процедурата има няколко характеристики в препарата.
10 дни преди изследването е необходимо да спрете приема на всички лекарства, които включват хормони или да повлияят на сърдечно-съдовата система. Отстранете всички мехлеми, които могат да засегнат изследваната зона. При проверка на коремните органи на пациента не трябва да се яде (да бъде на празен стомах).
За изследване на гърдата трябва да изчакате 8-10 (някои източници казват 6-8, така че е най-добре да се консултирате със специалист) от деня на менструалния цикъл. В помещението, където се извършва термографията, трябва да има постоянна температура от 22-23 градуса по Целзий. За да може пациентът да се приспособи към него, е необходимо да го съблече в офиса и да му позволи да свикне с него в рамките на 15-20 минути. Пациентът трябва да бъде в отпочинало и спокойно състояние, тъй като това може значително да повлияе на резултата.
Провеждане на изследвания
Процедурата може да се извърши от специалист по функционална диагностика, но високо специализиран лекар ще дешифрира резултатите и ще установи диагнозата.
Не всяка болница разполага с оборудване за термография, тъй като това изследване не е обичайно.
Поради това, този вид изследване се извършва в частни клиники или някои видове диспансери и струва прилична сума пари. Често е невъзможно да се проведе проучване непосредствено след предписанието на лекаря, поради факта, че е необходимо да се изпълнят определени изисквания за доста дълъг период преди процедурата.
Безконтактната термография се извършва най-вече стояща или легнала. В същото време, самият процес е подобен на процедурата за снимане или видеозаснемане от различни ъгли. Контактната термография се извършва главно от седене, като се контактува с предварително определен филм или слой с изследваната област. Изображението се предава на компютърния екран и / или се записва на цифров носител за по-нататъшно действие от специалист.
Резултатите от термографията се оценяват и обработват по електронен път. Патологията е забележима поради промени в термичния модел на места с хипотермия (температура под нормалното за мястото) или хипертермия (повишена температура).
Предимства и недостатъци
Сред предимствата е да се осигурят абсолютни изследвания за безопасност както за лекаря, така и за пациента, безболезнено изследване, което няма противопоказания и възрастови ограничения. В допълнение, устройството не замърсява околната среда, има много точен дисплей на локализацията (грешката е по-малка от милиметър), а също и прецизно показва температурните промени (до 0.008 градуса по Целзий) и ви позволява да прегледате цялото тяло в една сесия.
Недостатъците включват факта, че пациентът може несправедливо да изпълни изискванията на етапа на подготовка, като резултат - резултатите могат да бъдат неправилни.
Дългата подготовка се счита за минус, поради което последиците понякога могат да бъдат необратими по време на проучването, високата цена в сравнение с алтернативните методи, например биопсия, малък брой медицински и медицински изследователски институции, които провеждат това проучване.
Показания за
С увеличаването на броя на рака на гърдата се изискваха нови методи за изследване и в резултат на това термографията се превърна в един от водещите методи за изследване на жлезата поради неговите предимства, въпреки че има изискване то да се извършва в определени дни от менструалния цикъл.
Поради факта, че възпалителните процеси са придружени от повишаване на температурата, особено на мястото на локализация, термографията ви позволява да ограничите центъра на възпалението. Това е особено забележимо, когато възпалителният процес удари вътрешния орган на кухината или друга телесна кухина, тъй като хипертермията има ясни граници на тази област.
Всяко нарушение на съдовата система също е ясно видимо в проучването. Така, с разширени вени, дебелината на стените им намалява и в резултат на това се увеличава преноса на топлина. При исхемия, тромбоза и некроза поради липса или липса на кръвоснабдяване, температурата на областта на тялото и съда пада.
Това ви позволява да идентифицирате флебит в ранните стадии и ангиографията не е най-полезният метод за изследване на патологията, тъй като засяга както съдовете, така и отрицателния ефект на рентгеновото лъчение.
Промени в ендокринната система, по-специално на щитовидната жлеза, панкреаса и слюнчените жлези. Позволява да се определи развитието на онкологични процеси в тях, а за панкреаса - неговите увреждания, които могат да бъдат причина за диабет тип 1. Нарушения на щитовидната жлеза - може да се прояви като хипотермия на някои части на тялото.
Нарушаването на топлинния обмен на кожата е свързано с спазъм или отпускане на повърхностните капиляри на кожата. То може да е резултат от нарушения на нервната система или вродена патология. В допълнение към този метод, не е възможно да се установи точна диагноза с други средства, така че термографията в този случай е единственият начин да се установи точна диагноза.
Термографията се използва активно в травматологията, тъй като позволява да се определи локализацията на увреждането и неговия тип.
Разтягане и набиване се характеризира с повишаване на температурата в определена област, мускулна или мускулна група. При затворени фрактури ясно се виждат границите на фрактурата, фрагменти от кости, които се забелязват много по-добре, отколкото на рентгенови лъчи, и по-безопасни, тъй като няма отрицателен външен ефект.
Термично изобразяване
Катедра Медбиофизика, информатика и икономика
Термично изобразяване в медицината
Студенти от първа година
Гущин Н.В., Данилов И.А.
2. Основната част
- Историческа информация за термично изобразяване;
- Биофизични аспекти на термичното изобразяване.
- Същността на медицинските изображения;
- Области на приложение при термично изобразяване в медицинска диагностика;
- Методи за термовизионни изследвания;
- Начини за интерпретиране на термографски образ;
- Устройство за медицински термовизионни камери;
- Начини и перспективи за подобряване на термичната диагностика в медицината;
Термично изобразяване, като област на прилагане на законите на топлинното излъчване
Термичното изобразяване може да се нарече универсален начин за получаване на различна информация за света около нас. Както е известно, топлинното излъчване има всяко тяло, чиято температура е различна от абсолютната нула. В допълнение, по-голямата част от процесите на преобразуване на енергия (и те включват всички известни процеси) се случват с освобождаването или абсорбцията на топлина. Тъй като средната температура на Земята не е висока, повечето процеси се осъществяват при ниско специфично производство на топлина и при ниски температури. Съответно максималната радиационна енергия на такива процеси попада в инфрачервения микровълнов обхват.
Термичното изобразяване е научна и техническа област, която изучава физическите основи, методи и устройства (термовизионни камери), които осигуряват възможност за наблюдение на леко загряти обекти.
Медицински приложения
В съвременната медицина термичното изобразяване е мощен диагностичен метод, който позволява да се идентифицират такива патологии, които е трудно да бъдат контролирани по други начини. Термичното изображение се използва за диагностициране на следните заболявания (преди рентгенологични прояви, а в някои случаи и дълго време преди появата на оплакванията на пациента) на следните заболявания: възпаление и тумори на млечните жлези, гинекологични органи, кожа, лимфни възли, УНГ заболявания, нервни и съдови лезии на крайниците, разширени вени; възпалителни заболявания на стомашно-чревния тракт, черния дроб, бъбреците; остеохондроза и гръбначни тумори.
1. Историческа информация за термичното изображение
За първи път през 1956 г. канадският хирург д-р Лоусън е приложил термична диагностика в клиничната практика. Той използва устройство за нощно виждане, използвано за военни цели, за ранна диагностика на рак на млечните жлези при жените. Използването на метод за термично изобразяване показа окуражаващи резултати. Надеждността на определянето на рака на гърдата е, особено в ранен стадий, около 60-70%, като идентифицирането на рисковите групи по време на големи масови изследвания оправдава ефективността на термичното изображение. В бъдеще термичното изобразяване се използва все по-широко в медицината. С развитието на термовизионната технология стана възможно използването на термовизионни камери в неврохирургията, терапията, съдовата хирургия, рефлексодиагностиката и рефлексотерапията. Интересът към медицинските изображения нараства във всички развити страни като Германия, Норвегия, Швеция, Дания, Франция, Италия, САЩ, Канада, Япония, Китай, Южна Корея, Испания, Русия. Лидерите в производството на оборудване за термично изображение са САЩ, Япония, Швеция и Русия.
2. Биофизични аспекти на термичното изобразяване.
В човешкото тяло се дължи на екзотермична биохимична
процеси в клетките и тъканите, както и поради отделянето на енергия,
свързани с синтеза на ДНК и РНК, произвежда голямо количество топлина - 50-100 kcal / грам. Тази топлина се разпределя в тялото чрез циркулираща кръв и лимфа. Температурните градиенти на кръвната циркулация. Кръвта, поради високата си топлопроводимост, която не се променя в зависимост от характера на нейното движение, е способна да извършва интензивен топлообмен между централната и периферната област на тялото. Най-топло е смесената венозна кръв. Тя се охлажда малко в белите дробове и, разпространявайки се през голям кръг на кръвообращението, поддържа оптималната температура на тъканите, органите и системите. Температурата на кръвта, преминаваща през кожните съдове, намалява с 2-3 °. При патология кръвоносната система е нарушена. Промените се появяват само защото повишеният метаболизъм, например, във фокуса на възпалението увеличава кръвната перфузия и, следователно, топлопроводимостта, която се отразява в термограмата от появата на хипертермичен фокус. Температурата на кожата има своя добре дефинирана топография.
Вярно е, че при новородени, както показа IAArkhangelskaya, термомотопографията на кожата липсва. Дисталните крайници, върхът на носа и ушите са с най-ниска температура (23-30 °). Най-високата температура на аксиларната област, в перинеума, врата, епигастриума, устните, бузите. Останалите зони имат температура 31-33,5 ° С. Дневните колебания в температурата на кожата са средно 0.3-0.1 ° C и зависят от физически и психически стрес, както и от други фактори.
При равни други условия минималните промени в температурата на кожата
наблюдавани в шията и челото, максимално - в дисталната
крайници, което се обяснява с влиянието на по-високите части на нервната система. Жените често имат по-ниска температура на кожата от мъжете. С възрастта тази температура намалява и променливостта му намалява под въздействието на околната температура. С всяка промяна в постоянството на съотношението на температурата на вътрешните части на тялото се активират терморегулаторни процеси, които установяват ново ниво на равновесие между телесната температура и околната среда.
При здрав човек разпределението на температурата е симетрично
по отношение на средната линия на тялото. Нарушаването на тази симетрия също служи
основен критерий за диагностика на термичните изображения на заболявания. Количественото изразяване на термичната асиметрия е величината на температурната разлика.
Изброяваме основните причини за температурната асиметрия:
1) Вродена съдова патология, включително съдови тумори.
2) Автономни разстройства, водещи до нарушаване на регулацията на съдовия тонус.
3) Разстройства на кръвообращението, дължащи се на травма, тромбоза, емболия,
4) Венозна конгестия, ретрограден приток на кръв с венозна клапа.
5) Възпалителни процеси, тумори, които предизвикват локално повишаване на метаболитните процеси.
6) Промени в топлинната проводимост на тъканите, дължащи се на подуване, увеличаване или увеличаване
намаляване на слоя на подкожната мастна тъкан.
Има така наречената физиологична термо-асиметрия,
което е различно от патологичната по-малка величина на диференциала
температура за всяка отделна част на тялото. За гръдния кош, корема и гърба
температурната разлика не надвишава 1.0 ° С.
Терморегулаторните реакции в човешкото тяло се контролират
Освен централните, съществуват и локални механизми на терморегулация.
Кожа, благодарение на гъста мрежа от капиляри под контрол
автономна нервна система и способна значително да се разширява или
напълно да затвори лумена на съдовете, да промениш калибъра си в широк диапазон, - красив топлообменник и регулатор на телесната температура.
Термография - метод за функционална диагностика,
въз основа на регистрация на инфрачервено лъчение на човешкото тяло,
пропорционална на нейната температура. Разпределението и интензивността на топлинното лъчение при нормални условия се определят от особеностите на физиологичните процеси, протичащи в тялото, по-специално, както на повърхността, така и в дълбините и органите. Различните патологични състояния се характеризират с термична асиметрия и наличието на температурен градиент между зоната на висока или ниска радиация и симетрична област на тялото, което се отразява в термографската картина. Този факт има важна диагностична и прогностична стойност, за което свидетелстват множество клинични проучвания.
3. Същността на медицинските изображения.
Медицинските термични изображения (термография) е единственият диагностичен метод, който позволява да се оценят топлинните процеси в човешкото тяло. Надеждността на диагностицирането на много болести зависи от ефективността на тази оценка.
Пространствената информация за разпределението на температурата по повърхността на човешкото тяло при различни видове патология е от независим интерес, тъй като тя е пряко или косвено свързана с нарушено производство на топлина, топлообмен и терморегулация. Температурните промени отразяват нарушената циркулация на кръвта и метаболизма, поради което термичното изображение като изключително информативен метод играе независима роля сред другите инструментални методи за диагностициране на тези нарушения.
Термичното състояние на тъканите, тяхната температура се характеризира с интензивността на инфрачервеното лъчение. Човекът като биологичен обект, с температура от 31 ° С до 42 ° С, е източник на предимно инфрачервено излъчване. Максималната спектрална плътност на това излъчване е в областта от около 10 микрона.
Термичните камери, работещи в диапазона 8-12 микрона, могат много точно да записват инфрачервеното излъчване от повърхността на човешкото тяло. Освен това те изпълняват функцията за измерване на абсолютните стойности на температурата във всяка точка на патологичния фокус. Тези обстоятелства имат важна прогностична стойност и предоставят възможност за провеждане на изследвания на ново високотехнологично ниво с разширяване на приложенията. Най-обещаващите области включват задълбочени и подробни проучвания на различни патологии, термична диагностика по време на различни хирургични интервенции.
По този начин, използвайки термовизионни камери, е възможно, с необходимата степен на надеждност, да се записват термичните полета и да се оценява получената информация, придавайки й качествени и количествени характеристики. Така при регистрирането на инфрачервеното лъчение, местоположението, размерът, формата и характерът на границите, се визуализира структурата на патологичния фокус. Това е качествен анализ на термичната информация. При измерване на абсолютните температури, степента на тежест на патологичния процес, оценява се неговата активност, диференцира се естеството на уврежданията (функционални, органични). Това е количествен анализ на термичната информация.
Диагностичните възможности на медицинското топлоизображение се основават на оценката на разпределението на инфрачервените радиационни зони върху повърхността на тялото. Този метод дава информация за анатомични и топографски и функционални промени в областта на патологията. Медицинските термични изображения ви позволяват фино да улавят дори началните етапи на възпалителни, съдови и неопластични процеси. В зависимост от повишаването или понижаването на локалната температура на фона на стандартните (физиологично нормални) очертания на тялото, инфрачервеното лъчение на тъканите в областта на патологията се увеличава или намалява.
4. Област на приложение на термично изобразяване в медицината.
Термографията ви позволява да идентифицирате и изясните в ранна, предклинична фаза патологични и функционални нарушения на вътрешните органи. Приложения в медицинската диагностика:
Вътрешни заболявания - диабетна ангиопатия, атеросклероза, съдов ендартерит, болест на Рейно, хепатит, нарушения на автономната регулация, миокардит, бронхит и др. Урология - възпалителни заболявания на бъбреците, пикочния мехур и др. възпалителни заболявания на големи стави с различна етиология, остеомиелит и др.
Онкология - различни видове тумори, пластична хирургия, дъвчене на трансплантираната кожа. Акушерство и гинекология - доброкачествени и злокачествени тумори, кисти на млечната жлеза, мастит, ранна диагностика на бременността и др. Оториноларингология - парализа и пареза на лицевите нерви, алергичен ринит, възпаление на околоносните синуси и др.
Фармакология - получаване на обективни данни за ефектите на противовъзпалителните и съдоразширяващите лекарства и др.
Измерването на температурата е първият симптом, който показва заболяване. Температурните реакции, поради тяхната универсалност, се срещат при всички видове заболявания: бактериални, вирусни, алергични, невропсихиатрични.
5. Методи за термовизионни изследвания.
Методът на термично изобразяване е изключително информативен и неспецифичен за получената информация, тъй като подобни съдови и метаболитни реакции се формират при различни патологии. Въпреки това, адекватният избор на метода на термовизионните изследвания във всеки случай позволява да се получи конкретна информация за състоянието на органите и системите на тялото.
Тези техники могат да подобрят информативността на термичното изображение при оценката на различни патологии, включително на етапа на субклинични прояви. При прилагането им е възможно да се обективизират клиничните синдроми на заболяването, да се определи нозологията на патологията, да се наблюдава ефективността на различните видове лечение и да се прогнозира рехабилитационния период.
Методи за изследване с термично изображение:
Техника на локална проекция, която отчита характеристиките на инфрачервеното лъчение на кожата в проекцията на засегнатия орган или сегмент. Променената интензивност на лъчението показва фокус на патологията, при която настъпват промени в кръвоснабдяването, ниво на метаболизъм и стабилно съществуващи кожни зони с променена чувствителност, трофизъм, съдови и секреторни реакции. Надеждността на регистрацията се основава на нарушаването на механизма на терморегулация в резултат на патологичния процес.
Техника на дистанционна проекция, която записва характеристиките на инфрачервеното лъчение извън проекцията на засегнатия орган или патологичен фокус. Надеждността на регистрацията се основава на факта, че невро-рефлексният механизъм играе основна роля при формирането на топлинна информация за патологията. Промени в интензивността на инфрачервеното лъчение се визуализират в рефлекторните зони на Захариин-Гьод, в автономните зони на инервация, в биологично активни точки на тялото.
Динамичен метод, чрез който се записват промените в инфрачервеното лъчение за определен период от време. В същото време се визуализират патологични нарушения на кръвния поток и метаболитни процеси в динамиката. Надеждността се основава на факта, че откритата динамика на промените в интензивността на инфрачервеното лъчение отразява реакцията на организма върху еволюцията на патологията и показва активността на патологичния процес.
Динамичен метод, използващ провокативни тестове: физиологични, физични и фармакологични. Чрез този метод се регистрират бързи промени в инфрачервеното лъчение в отговор на провокиращ тест, който увеличава натоварването на механизмите на терморегулацията и засилва проявата на специфични синдроми.
Медицинските термични изображения са отдалечен, неинвазивен, абсолютно безвреден метод на изследване, който няма противопоказания и е подходящ за многократна употреба. Успешно се използва за диагностика на сърдечно-съдови, неврологични, неврохирургични, травматологични, ортопедични, ангиологични, горимологични, онкологични и други патологии.
Установяването на диагноза не е единствената цел за медицинско топлоизображение. Този уникален функционален метод помага да се избере подходящата терапия и винаги дава обективна оценка на ефективността на лечението.
Медицинските термични изображения също са неинвазивен метод за интраоперативна диагностика. Медицинските термични изображения са незаменим метод за динамично наблюдение и функционална диагностика по време на хирургична операция, което я прави по-безопасна, по-предвидима и продуктивна. В следоперативния период термичното изобразяване ви позволява да контролирате възстановяването на кръвоснабдяването, нервната проводимост на органи и околните тъкани и да предотвратите възпалителни и деструктивни усложнения.
Има два основни вида термография:
1. Контактна холестерична термография.
Телетермографията се основава на превръщането на инфрачервеното излъчване от човешкото тяло в електрически сигнал, който се визуализира на екрана на термовизионния уред.
Контактната холестерична термография се основава на оптичните свойства на холестеричните течни кристали, които се проявяват чрез промяна в цвета на цветовете на дъгата, когато се прилагат към термично излъчващи повърхности. Най-студените зони са червени, най-горещите са сини.
Нанесени върху кожата състав на течни кристали, притежаващи
термочувствителност в рамките на 0.001 С, реагират на топлинния поток чрез преструктуриране на молекулната структура.
7. Начини за интерпретиране на термографския образ.
След разглеждане на различните методи на термично изобразяване, въпросът за
начини за тълкуване на термографски образи. Съществуват визуални и количествени начини за оценка на термична картина.
Визуална (качествена) оценка на термографията ви позволява да определите местоположението, размера, формата и структурата на високо излъчващите се огнища, както и приблизително да оцените количеството на инфрачервеното излъчване. Въпреки това, с визуална оценка е невъзможно точно да се измери температурата. В допълнение, повишаването на видимата температура в термографа се оказва зависещо от
бързина и размер на полето. Трудностите при клиничната оценка на резултатите от термографията са, че повишаването на температурата в една малка част от района е трудно забележимо. В резултат на това може да не бъде открит малък патологичен фокус.
Радиометричният (количествен) подход е много обещаващ. Тя включва използването на най-модерната технология и може да се използва за провеждане на масови превантивни изследвания, за получаване на количествена информация за патологичните процеси в изследваните области, както и за оценка на ефективността на термографията.
8. Устройството на медицинските апарати.
Термични апарати, които понастоящем се използват в диагностиката на термичните изображения,
Те са сканиращи устройства, състоящи се от системи от огледала, които фокусират инфрачервеното лъчение от повърхността на тялото върху чувствителен приемник. Такъв приемник изисква охлаждане, което осигурява висока чувствителност. В устройството топлинното излъчване се превръща последователно в електрически сигнал, усилва се и се записва като полутонов образ.
В момента се използват термовизионни камери с оптични механични
сканиране, при което поради пространственото сканиране на изображението се извършва последователно преобразуване на инфрачервеното лъчение във видимо.
Общ недостатък на съществуващите термовизионни камери е необходимостта от охлаждане до температурата на течния азот, което ги прави ограничени при употреба. През 1982 г. учените предложиха нов тип инфрачервен радиометър. Тя се основава на термополива филм, работещ при стайна температура.
температура и има постоянна чувствителност в широк диапазон от дължини на вълните. Недостатъкът на термоелемента е ниската чувствителност и високата инерция.
9.Пути и перспективи за подобряване на термичното изображение в медицината.
В заключение трябва да посочите основните начини и перспективи.
подобряване на технологията за термично изобразяване. Това са, на първо място, увеличаване на степента на яснота и съотношение на контраст на изображенията с термично изображение, създаването на устройства за видео наблюдение, което дава по-голямо възпроизвеждане на топлинни изображения, както и по-нататъшна автоматизация на изследванията и приложението
Компютри. Второ, подобряването на методите за изследване на термичните изображения за различни видове заболявания. Имиджърът трябва да даде информация за областта на кожата с променена температура и координатите на фиксираното топлинно поле. Предполага се, че ще се създадат устройства, в които можете да промените произволно увеличението на изображението, да фиксирате амплитудното разпределение на температурата по хоризонталните и вертикалните оси. Освен това е необходимо да се проектира устройство, което може да се засили
разработване на изследвания върху механизма на топлопредаване и корелацията на наблюдаваните топлинни полета с топлинните източници в човешкото тяло. Това ще позволи разработването на унифицирани методи за термовизионна диагностика. Трето, необходимо е да се продължи търсенето на нови принципи на работа на термовизионните камери, работещи в по-дълги дължини на вълната на спектъра, за да се регистрира максималното топлинно излъчване на тялото. В бъдеще е възможно също така да се подобри оборудването за ултрачувствително приемане на електромагнитни колебания на дециметровите, сантиметровите и милиметровите диапазони.
В медицината успешно се прилага сравнително нов метод на изследване, термично изобразяване. Тя се основава на отдалечена визуализация на инфрачервеното (ИЧ) лъчение на тъканите, извършвана с помощта на специални оптично-електронни устройства - термовизионни камери. Интензивността на инфрачервеното лъчение, регистрирана от термовизионната камера, характеризира термичното състояние на тъканите, тяхната температура. Този метод позволява дори и началните етапи на възпалителни, съдови и някои неопластични процеси да бъдат неуловими.
В зависимост от повишаването или понижаването на локалната температура на фона на обичайните очертания на орган или крайник, луминесценцията на тъканите в областта на патологията се увеличава или, напротив, намалява. Според многобройни наблюдения, всеки човек се характеризира с определено симетрично разпределение на температурата по повърхността на тялото.
Диагностичните възможности на термичното изобразяване се основават на идентифицирането, главно на асиметриите на топлинното излъчване. Методът на термично изобразяване се характеризира с абсолютна безопасност, простота и бързина на изследванията, липса на противопоказания. Термичното изобразяване дава възможност за едновременно разглеждане на анатомо-фотографските и функционалните промени в засегнатата област.
Литература:
1. J. Leconte, "Инфрачервено излъчване" М., 1958;
2. Gossorg J. “Инфрачервена термография. Основи, техника, приложение ”М. Мир 1988;
4. "Клинични термични изображения" изд. Мелникова В.П., Мирошникова М.М. Санкт Петербург 1999;
Термично изобразяване в медицината
Много патологични процеси променят нормалното разпределение на температурата по повърхността на тялото и в много случаи температурните промени изпреварват други клинични прояви, което е много важно за ранна диагностика и навременно лечение. Ето защо ИКТ, като метод за функционална диагностика, наскоро придобива все по-голямо признание в различни области на медицината, науката и клиничната практика [14; 15; 21; 24; 27; 29; 44]. Неговата стойност и предимство са съпоставими с рентгенография, ултразвук, КТ и ЯМР, които се използват само за оценка на морфологичните характеристики на органите [10]. ИКТ визуално и количествено (за устройства от последно поколение с висока точност от 0,01 ° С) оценява инфрачервеното излъчване от повърхността на тялото, отразявайки състоянието на вътрешните структури на тялото. Този вид диагноза ви позволява да оцените функционалните промени в динамиката, т.е. да наблюдавате промените по време на първоначалния преглед и директно по време на лечението. Термографията позволява да се уточни локализацията на функционалните промени, активността на процеса и неговото разпространение, естеството на промените - възпаление, стагнация или злокачествено заболяване.
За разлика от повечето методи за изследване, използвани в съвременната медицина, инфрачервеното термично изображение отговаря на критериите за диагностични методи, които могат да се използват за целите на профилактичните прегледи [22]. В този случай се взема предвид безопасността за здравето на пациента и лекаря, тъй като устройствата регистрират само топлинното излъчване от телесната повърхност на пациента, без да излъчват; изследването е абсолютно безвредно, дистанционно, неинвазивно. Нито един от съществуващите диагностични методи днес няма такъв обхват на диагностичен обхват, способността да се откриват много групи от болести едновременно. Високо информационно съдържание - надеждността на термичното изобразяване при някои заболявания достига 100%, а като цяло тя е около 80% за първични изследвания [5; 14]. Важно е да се отбележи и ниската цена на изследването, скоростта и лекотата на прилагане, възможността за използване на термовизионна камера за експресна диагностика на големи групи от населението. Подготовката на пациента за термовизионно изследване не изисква специални събития и отнема кратък период от време: всичко, което е необходимо, е да се освободи съответната кожа от дрехи за 5-7 минути преди прегледа. Резултатите от изследването се показват в реално време на компютърен монитор, представляват динамично изображение на топлинния релеф на кожата с регистрацията на цифровите точни показатели на температурата на кожата, записват се и архивират без изключение.
Несъмнените предимства на съвременното термично изобразяване включват способността му да определя болестта дълго преди клиничната му проява и дори при асимптоматично заболяване. Освен това е възможно да се изследва цялото тяло незабавно и в рамките на едно лечение, за да се получи достоверна информация за здравословното състояние на пациента.
Медицинската употреба на термографията започва през 60-те години на миналия век и досега е постигнато по-добро разбиране на топлинното излъчване в човешката физиология и връзката между температурата на кожата и притока на кръв. За да потвърдим гореизложеното, в прегледа ще бъдат представени резултатите, получени главно през последното десетилетие от местни и чуждестранни лекари от различни специалности. Тези данни показват, че възможностите на метода са толкова разнообразни, че е по-лесно да се каже в коя област на медицината използването на ИКТ е невъзможно или ограничено. Методът се използва при решаването на различни проблеми, на първо място, диагностицирането на заболявания и проследяването на ефективността на лечението. Наскоро се разшири обхватът на заболяванията, при които се използват съвременни отдалечени термовизионни камери за диагностициране и наблюдение на лечението; лекарите използват различни марки термовизионни камери, както местни, така и чуждестранни.
В редица различни методи за безконтактна диагностика, записващи реакцията на тялото в инфрачервения, ултравиолетовия, ултрависокочестотния и рентгеноспектърния спектър, се отбелязва специално място за ИКТ [1]. Този метод помага да се определи връзката между тежестта на клиничните прояви на заболяването и температурата на повърхността, и в този случай инфрачервеното лъчение зависи от състоянието на кръвообращението в тъканите и не винаги корелира с оплакванията на пациента, което ви позволява да диагностицирате заболявания в предклиничния етап. Предимствата на съвременните инфрачервени камери [16] са, че те осигуряват много висока температурна чувствителност и точност на измерване на температурата. Използването на преносими устройства от ново поколение в кабинета на лекаря, в отделението на леглото на пациента, в операционната зала и дори в полеви условия позволява динамично инфрачервено термично картографиране и анализ на получените термограми под формата на динамичен термовизуален филм.
Възможностите за използване на ИКТ за диференциалната диагноза на съдовите заболявания и възможността за използване на метода за оценка на ефекта от проведеното лечение са разгледани в много местни и чуждестранни публикации. Получени са данни за ефективността на лечението на съдови заболявания на долните крайници чрез използване на перфторан [31]. В резултат на изследване на пациентите за оценка на ефективността на лечението на облитерираща атеросклероза на долните крайници с перфторан, е установено намаляване на температурната разлика между пръстите и краката при успешни терапевтични лечения. При 54 пациенти, в резултат на лечение, се наблюдава подобрение в състоянието на периферните съдове с прехода на болестта от етап III-B към етап II-B, докато съответната температурна разлика между пръстите и краката намалява от 4-5 ° С до 2-3 ° С.
Високата степен на ИКТ чувствителност се потвърждава от регистрирането на промените в условията на физиологичната норма, което гарантира идентифицирането на предпатологичните симптоми и варианти на условната физиологична норма. Добре известен е чуждестранният опит в използването на ИКТ при оценката на пациенти с висок риск от периферно артериално заболяване на долните крайници, включително тежестта, функционалността и качеството на живот [38]. В проучването са участвали 51 пациенти (включително 23 мъже на възраст 70 ± 9.8 години). Паралелно с ИКТ, пациентите преминаха стандартни диагностични тестове (определяне на глезен-брахиален индекс (ABI) и определяне на ABI с упражнения, измерване на сегментарното налягане в крайниците). Двадесет и осем пациенти с ИКТ са имали нарушения в кръвообращението в периферните артерии на долните крайници, докато само 20 пациенти са имали аномалии в стандартните тестове.
Нашите специалисти също успешно проведоха подобни изследвания. Изследван е термографският профил на повърхността на крака при пациенти с венозно заболяване на долните крайници (VBHK) с използване на ICT и RT (радиотермография) за определяне на диагностичната стойност на различни термографски методи при диагностицирането на VBK [13]. Като референтен метод, потвърждаващ наличието или отсъствието на венозна патология, използвахме ултразвуково ангиосканиране (USAS) с цветно кодиране на кръвния поток на експертно устройство Vivid-3 (General Electric, USA). В първата група са включени 30 пациенти с XB класове C1-C2 (45 долни крайници) и 29 здрави индивида (58 долни крайника), втората група включва 25 пациенти с XB класове C3-C6 (38 долни крайници) и 29 пациенти. здрави индивиди (58 долни крайника). Определен е процентът на съвпадение на диагнозите, определени с помощта на различни видове термография и тяхната комбинация с АЕКС. Изчисляването на експлоатационните характеристики в първата група (при пациенти с ХБ от класове С1-С2) показа, че ИКТ и RT методите са еднакво неефективни при диагностицирането на ранния етап на ХБ. Най-високата чувствителност (делът на пациентите, при които е открита патологична термограма) е при комбинирана термометрия (63,6%). Специфичността (честотата на отсъствие на патологични термограми при здрави хора) е най-висока при комбинирания метод (76,4%), както и честотата на съвпадение на диагнозата с референтния метод (71,5%). Във втората група най-високата чувствителност (89%) и специфичността (91,5%) са регистрирани с комбинирания метод, както и честотата на съвпадение на диагнозата с референтния метод (91%). За изясняване на истинската диагностична способност на метода при други видове венозна патология е проведено двойно-сляпо сравнение на термограмите в 3-та група (57 пациенти, 114 крайника). В третата, смесена, група спецификата и чувствителността на комбинираната термография са съответно 86.7 и 87.9%. ВБ е открита в UZAS в 35 случая, посттромботично заболяване в етап на реканализация - 32, остра венозна тромбоза - в 16, венозна патология не е установена в 31 случая. Според авторите, промените в повърхностните и дълбоките температури при пациенти с ВБ на долните крайници имат определена диагностична стойност, но не достигат възможностите на АСК. Особено очевидно недостатъчната ефективност на термографията е показана на началните етапи на VB, когато практически няма признаци на венозна стагнация, следователно термографските методи ще имат по-голямо клинично значение при мониторинга на ефективността на лечението на заболяването.
Ефективността на ИКТ е оценена и при други форми на хронична венозна недостатъчност (ХВН) [2]. В проучването пациентите са разпределени по следния начин: разширени вени (VD) - 1690 (83,2%) души; посттромботично заболяване (PTFB) - 238 (11.7%); вродена ангиодисплазия на крайниците (VADK) - 103 (5,1%) от пациента. За признаване на VADK, освен UZDAS, те използваха томография, компютърна (CT) и / или магнитно-резонансна (MRI) томография и волтметрия. На базата на голям клиничен материал, авторите определят чувствителността, специфичността и диагностичната точност на UZDAS, CT и MRI, инфрачервената термография при проверка на различни форми на CVI. Чувствителността на методите е 94-98%; специфичност - 90-95%; диагностична точност - 92-96%. Изводите на авторите са следните: UZDAS е „златният стандарт” на неинвазивната диагностика на вродена и придобита патология на периферната циркулация. В допълнение към дуплексното ангиосканиране, в алгоритъма за разпознаване на VADK могат да бъдат включени CT, MRI и термично изобразяване.
Ранното откриване на хора с риск от развитие на заболяване на коронарните артерии остава важна задача на медицината. Стандартът на инструменталните изследвания на сърдечно-съдовата система са електрокардиография, реография и допплерография. С тяхна помощ се оценяват параметрите, характеризиращи функционалното и органичното състояние на сърцето, кръвоносните съдове, както и особеностите на тяхното регулиране на активността. Значението на тези изследвания се дължи и на факта, че при автономни нарушения на регулацията на съдовия тонус кръвоснабдяването на мозъка може да намалее, което увеличава вероятността от развитие на синкопални състояния на колаптоид и невротрансмитер, като в общата структура на синкопните състояния той варира от 61 до 91% [23]. ИТ мониторингът на съдовата реактивност е нов неинвазивен тест, основан на промяна на температурния модел по време на и след оклузия. В тази вена се изследва температурният отговор на дисталните фаланги на пръстите към оклузията на брахиалната артерия, за да се оцени вегетативната реактивност и общата адаптивност на пациента при стресови условия [30; 33; 52]. Безконтактни наблюдения на температурни промени на повърхността на ръката бяха извършени с термокамера ThermaCAM SC3000 от FLIR Systems [30] в контролна група от 10 души и група от 15 пациенти с нарушена съдова автономна регулация, комбинирана с недиференцирана дисплазия на съединителната тъкан (NDST). Авторите [30] отбелязват, че методите на Доплер, сфигмо и реография работят при наличие на пулсиращ приток на кръв в съдовете. При изкуствени оклузионни състояния не съществува вълнение в крайника и наблюдението на реакцията към оклузия става невъзможно. Предимството в този случай на ИКТ е, че измерването на параметър като температура по време на оклузия позволява неинвазивни изследвания на отговора на стрес тест, който може да служи като диагностичен критерий за оценка на функционалното състояние на кръвоносните съдове.
Преглед и статии по изследвания в областта на диабетологията [34; 41; 45; 46; 50] показа значението на ИКТ и значението на използването на метода за клинична оценка на периферната перфузия и жизнеспособността на тъканите, особено за серийни измервания, използвани за оценка на резултатите от лечението. Диабетът се счита за заболяване в световен мащаб, което води до най-голям брой операции по ампутация на крайници на всеки 30 секунди, над 2500 крайници на ден [35]. Документът описва успешното използване на ИКТ техники за диагностика и мониторинг на лечението на диабетни язви при 63-годишен пациент (захарен диабет за 13 години). Данните са получени в началото и на 7, 14, 21, 35 и 48 дни от лечението. Язви на подметката на стъпалото бяха излекувани на 48-ия ден, което корелира с термографската картина. Инфрачервената термография се препоръчва от авторите не само за оценка на заздравяването на рани при пациенти с диабетно стъпало, но също и като метод за наблюдение на лечението на язви и рани от различна етиология.
Има опит в оценката на възможностите на инфрачервената цветна течнокристална термография и ИКТ в комплексното лечение на пациенти с цироза на черния дроб, усложнена от портална хипертония [32]. Методът позволява обективно да се оцени тежестта на циркулиращия кръвен поток по съдовите колатерали на предната коремна стена, като се установи корелация на термографските показатели с ултразвук и ендоскопски данни. Работата се основава на резултатите от цялостни клинични, лабораторни, ултразвукови, ендоскопски и термографски изследвания на 30 пациенти с цироза на черния дроб, усложнена от портална хипертония (ПГ). Резултатите показват, че ИКТ с термовизионна камера ThermaCAM P65 дава обективна информация за степента на кръвоснабдяване на предната коремна стена при пациенти със СР, усложнена от ПГ, която позволява на хирурзите да определят възможността за хирургично лечение и да провеждат неинвазивен мониторинг на състоянието на пациента в следоперативния период.
Етиопатогенетични фактори, които определят появата на проблеми в краниовертебралния регион, в допълнение към генетичните, разглеждат наранявания на горната част на шийните прешлени. Изследвани са хемодинамични нарушения при черепно-мозъчната патология при юноши [19]. Работата се основава на резултатите от цялостно проучване на 300 юноши на възраст от 14 до 18 години с вертебрални главоболия. Използвани са следните методи: клинична неврологична, радиологична, ултразвукова доплерова сонография (UZDG), реоенцефалография (РЕГ), електроенцефалография (ЕЕГ), дистанционна инфрачервена термография на главата и шията. Инфрачервената термография е проведена при 79 (43,9%) юноши с нарушения на кръвообращението във вертебробазиларния басейн (VBB) и дегенеративно-дистрофични промени в шийните прешлени. В резултат на проучването са открити признаци на термографска асиметрия в 34 (43%) юноши, а при 94.4% те съответстват на данните от UZDG и REG.
Термографски признаци на едностранния синдром на вертебралната артерия (СПА) са открити в 53,2% от пациентите и това в 100% от случаите съответства на данни, получени от други методи за изследване на мозъчния кръвоток. Термографски признаци на вертебробазиларна недостатъчност (VBN) са открити в 19%, съответствието е 86,7%; Термографските признаци на венозна стагнация са открити в 64,6% от юношите и в 100% съответстват на данните от USDG и REG. Термографските признаци на нестабилност на шийните прешлени и дегенеративно-дистрофични промени в него са открити съответно в 58 и 56% от юношите и почти винаги се потвърждават от рентгенови данни. Проучванията показват висока ефективност и достатъчна точност на комплекс от налични и неинвазивни методи за изследване на областта на главата и шията при патология на цервикалния гръбначен стълб при юноши като комплексен обективизиращ болезен синдром и идентифициране на патология и компенсаторни възможности на мозъчния кръвоток в мозъчната система.
Проучвания за използването на ИКТ диагностика се провеждат и в други области на неврологията. По този начин, при лечение на пациенти с коцикодиния (синдром на анокопчиковата болка), ефективността на терапевтичните мерки в комбинация със сеансите за мануална терапия се оценява чрез използване на ИКТ [53]. Показано е значимо съвпадение на резултатите от термографията (намаляване на повърхностната температура в изследваната област) с намаляване на нивото на болка в хода на лечението, което е по-информативно от класическия подход към субективната оценка на болката чрез въпросници и скали. Авторите също така подчертават безопасността на ИКТ мониторинга в сравнение с динамичната рентгенова дифракция [53].
Положителни резултати са получени в ревматологията. За диагностициране на микроваскуларни нарушения при системна склероза и синдром на Рейно са използвани капиляроскопия, термично изобразяване и лазерна доплерова дебитометрия [43]. Ефективността на диагностиката в прилаганите методи е съответно 89, 74 и 72%, което показва, че всеки подход, независимо един от друг, може да се използва за диагностика на тези заболявания, но точността на диагнозата се подобрява чрез прилагане на трите метода едновременно. Данните за динамичните промени в микроциркулацията, получени при използване на лазерна доплерова флоуметрия и термично изображение, са близки, но ефективността на тези методи е значително по-ниска от метода на капилярите.
Редица изследвания оценяват ефективността на ИКТ изображенията в областта на травматологията и ортопедията, получените данни са двусмислени. Проведено е проспективно проучване на 100 пациенти със съмнение за синдром на импийчмънт (контролна група - 30 здрави) [47]. И в двете групи се извършва ИКТ на раменния пояс, 73% от пациентите имат аномалии: хипотермия се наблюдава при 51% от пациентите, а хипертермията се наблюдава при 22%. В групата с хипотермия - ограничаването на движението на рамото е по-изразено, отколкото в групата с хипертермия и групата, която не е анормална (р.