Термография компьютерная что это

Обновлено: 02.07.2024

Резюме. Представлены результаты применения термографа с матричным фотоприемником инфракрасного излучения для диагностики заболеваний пациентов и проведения профилактических осмотров, что открывает новые перспективы фундаментальных исследований термосемиотики и клинической эффективной диагностики заболеваний. Показана перспективность применения данного метода в условиях многопрофильной клинической больницы. Метод позволяет проводить многоразовые обследования пациентов на этапе лечения, наблюдать заживление ран на этапе морфогенеза, оценивать эффективность выбранного курса лечения. Новый термограф с матричным фотоприемником имеет высокую чувствительность, что обеспечивает принципиально новый уровень и качество детализации термотопографии кожных покровов.

ВВЕДЕНИЕ

Термография как один из методов неинвазивного обследования больных существовала в Украине в начале 1980-х годов, основанная академиками А.Ф. Возиановым и Л.Г. Розенфельдом (Розенфельд Л.Г. и соавт., 1988; Возианов А.Ф., Розенфельд Л.Г., 1991; 1993). В Украине первые термографические исследования были выполнены профессором А.И. Позмоговым в начале 70-х годов ХХ ст. в Киевском научно-исследовательском рентгенорадиологическом и онкологическом институте АМНУ.

Однако отсутствие собственного производства термографов, распространение магнитно-резонансной и компьютерной томографии, ультразвукового исследования (УЗИ) привели к постепенному спаду клинической термодиагностики. В настоящее время в связи с появлением нового класса термографов с высоким разрешением вновь возник интерес к этому неинвазивному методу обследования пациентов (Вайнер Б., 1999; Ring, E. et al., 2000; Park J.V. et al., 2003; Ammer K., 2004; Hassan M., 2004; Венгер Е.Ф. и соавт., 2006; Заболотный Д.И. и соавт., 2006; Розенфельд Л.Г. и соавт., 2006; Diakides N.A., Bronzino J.D., 2006).

В то же время разработан также несколько видоизмененный метод цифровой контактной термомаммографии (Приходченко В.В. и соавт., 2007) в диагностике рака молочной железы.

В результате начатых в Институте физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАНУ в 1999 г. работ был создан термограф с матричным фотоприемником, что позволило возродить клиническую термодиагностику. По своим техническим характеристикам камера соответствует современному уровню тепловизионных систем, которые используются в мировой медицинской практике (Венгер Е.Ф. и соавт., 2006; Diakides N.A., Bronzino J.D., 2006). В результате создания отечественного термографа выполнены работы по термодиагностике раннего выявления заболеваний человека (Венгер Е.Ф. и соавт., 2006), исследована возможность применения термографа в условиях многопрофильной клинической больницы (Розенфельд Л.Г. и соавт., 2006), изучены новые возможности дистанционной инфракрасной термографии в оториноларингологии (Заболотный Д.И. и соавт., 2006), показана возможность применения термографа в ортопедии и травматологии (Розенфельд Л.Г. и соавт., 2007).

В данной работе приведены результаты дальнейших исследований по применению дистанционной инфракрасной термографии в медицинской практике, которая позволяет быстро диагностировать целый ряд заболеваний пациента, не прибегая к сложным обследованиям, проследить в динамике восстановление состояния больного после хирургических операций или в процессе лечения медикаментозными препаратами.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Термограф (рис. 1) состоит из фотоприемной камеры (фоточувствительная матрица из 74 240 пикселей + германиевый объектив + электронный блок преобразования видеосигнала в цифровой сигнал), персонального компьютера, цветного принтера.

Диапазон спектральной чувствительности 2–5,3 мкм

Температурная чувствительность 0,07 °С

Расстояние до объекта от 5 см до бесконечности

Диапазон измеряемых температур 22–45 °С

Размеры камеры 22×15×13 см

Питание термографа 12 В, 220 В

Охлаждение матрицы жидкий азот (0,8 л на 6 ч непрерывной работы).

Подготовку больных к обследованию выполняли в соответствии с правилами в кабинете с микроклиматом (Возианов А.Ф. и соавт., 1993).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Болезнь Рейно. На рис. 2 приведены термограммы пациентки с заболеванием, связанным со спазмом мелких артерий дистальных отделов конечностей (рис. 2а, б), кончика носа (рис. 2в), (болезнь Рейно). Следует отметить, что доля больных среди обследованных пациентов с указанной патологией достигает около 30%, преимущественно этот вид заболевания характерен для женщин в возрасте 18–45 лет.

Градиент температуры пальцы — запястья руки — в пределах 5,8–6,3 °С; пальцы ног — стопа в пределах 4,07–6,52 °С; кончик носа — щека в пределах 5,03–6,86 °С.

Травматология и ортопедия. При переломах костей многогранность и лабильность механизмов регуляции теплообмена пока не позволяет получить адекватные для повреждения костной ткани термографические изображения и рассчитывать на их использование для характеристики соответствующих этапов репаративного остеогенеза.

Исследование верхних и нижних конечностей весьма информативно в послеоперационный период для ранней диагностики гнойно- воспалительных осложнений при ношении компрессионно-дистракционных аппаратов, для контроля восстановления микроциркуляции конечности после снятия гипсовой повязки в процессе выполнения реабилитационной терапии. На рис. 3а, б, в представлены термотопографии коленного сустава в процессе реабилитации после консолидированного перелома верхней трети голени. Диапазон визуализируемых температур 24–38 °С, 23–32 °С, 23–28 °С соответственно. Термограмма больной с грыжей в пояснично-крестцовом отделе позвоночника сегментов LХ–LХІ приведена на рис. 4. Градиент температуры зона поражения — окружающие ткани +(2,13–3,07) °С.

Термограмма больной с окклюзией правой и левой бедренной артерии показана на рис. 5 (симптом дистальной гипотермии). Анализ историй болезней и термограмм показал, что симптом интегрально отображает повышенную вязкость крови, что связано с высоким содержанием фибриногена, гиперфузией тканей конечностей, преобладанием венозного русла над артериальным.

Термограмма воспаления суставной сумки в области локтевого отростка левого локтевого сустава представлена на рис. 6. Градиент температуры (область воспаления — окружающие ткани) +(2,65–3,38) °С, что свидетельствует о гнойном характере воспаления околосуставной сумки в области локтевого отростка.

Ангиоархитектоника. Венозная кровь является более горячей, чем артериальная. Хорошо визуализируются вены, лежащие на уровне сосочкового и ретикулярного слоев кожи или на границе между кожей и подкожной жировой клетчаткой. Визуализация вен в определенной степени зависит от индивидуальных особенностей больных. У пациентов с тонкой кожей вены визуализируются лучше. Чем сильнее развита подкожная жировая клетчатка, тем хуже визуализируются сосуды. При хронической венозной недостаточности нулевой степени идентифицируются вены нижних конечностей (рис. 7), не определяемые при визуальном осмотре. Эта информация может быть использована при выборе точек спиц в аппаратах вне очагового остеосинтеза и доступа при выполнении операций при проведении металлоостеосинтеза.

Остеоинтеграция эндопротеза проксисмального отдела бедренной кости. Оценивали по степени восстановления физиологической термотопографии кожных покровов бедра. Хорошая остеоинтеграция отмечалась у больных с адекватным или избыточным типом термореактивности на охлаждение и симптомом дистальной изотермии, неудовлетворительная — у больных с редуцированным или инертным типом термореактивностии, симптомом дистальной гипотермии.

На рис. 8 показаны термограммы больной с эндопротезом в левом тазобедренном суставе: а) задняя и б) боковая проекции. Градиент температуры областей область протеза — бедро составляет +1,05 °С, градиент температуры правый тазобедренный сустав — бедро перед эндопротезированием составляет +1,66 °С.

Расшатывание, нестабильность эндопротеза, наличие металлоза, гетеротопических оссификатов наблюдалось у некоторых больных и сопровождалось выраженной гетерогенной гипертермией в проекции эндопротеза с градиентом термоассиметрии +1,5 °С.

Пульмонология. Термограмма больной с пневмонией в фазе обострения представлена на рис. 9. В данном случае наблюдается выраженная гипертермия (зона верхней и нижней долей легкого) с градиентом температуры от +2,31 до +2,76 °С. Наблюдение больной в динамике позволяет оценить эффективность лечения и осуществлять его коррекцию, не используя рентгенологическое обследование. На рис. 10 приведены термограммы больной с острым бронхитом: а) до и б) после проведения курса лечения.

Маммология. Одна из отличительных особенностей молочной железы состоит в том, что ее нормальное строение характеризуется большой вариабельностью в зависимости от возраста и состояния репродуктивной системы и периода менструального цикла, что создает большие трудности в том, чтобы отличить физиологические изменения ткани от патологических, а также определить тип патологии.

Термограмма больной раком левой молочной железы приведена на рис. 11. Наличие злокачественного образования (рак соска и околососкового поля) в последствии было подтверждено цитологическими исследованиями в онкологическом центре. Больная прошла курс химио- и лучевой терапии. Термограммы молочных желез после химиотерапии и лучевой терапии приведены на рис. 12 и 13 соответственно. Зона гипертермии левой молочной железы характеризуется градиентом температуры от +2,69 до +3,24 °С (левая грудь — градиент температуры от +(0,5–0,7) °С). После химиотерапии зона гипертермии уменьшилась (градиент температуры левой молочной железы составлял +(2,17–3,0) °C; правой молочной железы от +0,6 до +1,05 °С). После лучевой терапии зона гипертермии и градиенты температур левой и правой молочных желез практически не изменились. Термограмма больной с фиброзно- кистозным фиброаденоматозом левой молочной железы приведена на рис. 14. Зона гипотермии имеет градиент температуры –0,94 °С.

Проведение массового обследования женщин с применением метода термографии позволяет на ранних стадиях выявлять изменения в молочных железах, определять характер этих изменений и вести наблюдение за такими больными, не используя рентгенографическое обследование.

Отоларингология. На рис. 15 приведена термограмма больного с левосторонним экссудативным гайморитом. Градиент температуры в зоне левой носовой пазухи лежит в диапазоне температур +(1,17–2,86) °С. После проведения радикальной операции на верхнечелюстной пазухе градиент температуры снизился до +(0,6–1,1) °С.

Эндокринология. При отсутствии поражения щитовидной железы определяется нормальная термотопография в области проекции щитовидной железы на переднюю поверхность шеи. Термоасимметрия находится в пределах физиологической нормы. При наличии патологии в щитовидной железе наблюдается усиление обмена и кровотока, а также увеличение объема органа, что можно выявить при термографическом обследовании пациентов. Термограмма больной с выявленными изменениями в левой и правой долей щитовидной железы приведена на рис. 16а. Градиент температуры правая доля — соседние области составляет +(2,25–2,83) °С, левая доля +(1,55–2,13) °С. Результаты УЗИ свидетельствуют, что у больной правая доля 12 см3, левая — 8 см3, перешеек — 0,5 см3.

У больной на рис. 16б градиент температуры в области образования — соседние ткани составляет +(0,45–0,79) °С. При УЗИ выявлено в левой доле три мелких (до 5×3 мм2) жидкостных образований, содержащих незначительные включения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение в медицинской практике термографов нового поколения расширяет возможности диагностики заболеваний пациентов и проведение профилактических осмотров.

Метод позволяет наблюдать в динамике и контролировать эффективность лечения и осуществлять его коррекцию, наблюдать заживление ран на разных стадиях морфогенеза, что разрешает предупредить возможное развитие осложнений.

Использование термографа является высокоэффективным методом обследования пациентов при выявлении проявлений воспалительного процесса, особенно на этапе отсутствия специфических клинико- лабораторных данных; как экспресс- диагностика при определении жизнеспособности мягких тканей, которое разрешает использовать метод для определения объема операции первичной хирургической обработки раны. Применение термографии в маммологии позволяет на ранней доклинической стадии выявлять патологические изменения в молочных железах.

ЛИТЕРАТУРА

Вайнер Б. (1999) Матричные тепловизионные системы в медицине. Врач, 10: 30–31.
Венгер Є.Ф., Дунаєвський В.І., Коллюх О.Г. та ін. (2006) Тепловізійна діагностика раннього виявлення захворювань людини. Электроника и связь, 2: 79–83.
Возианов А.Ф., Розенфельд Л.Г.(ред.) (1991) Клиническая термодиагностика. Атлас термограмм. Здоров’я, Киев, 64 с.
Возианов А.Ф., Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н. и др. (1993) Компьютерная термодиагностика. Киев, 152 с.
Заболотный Д.И., Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н. и др. (2006) Новые возможности дистанционной инфракрасной термографии в оториноларингологии. Журн. вушних, носових і горлових хвороб, 5: 2–5.
Приходченко В.В., Седаков И.Е., Приходченко О.В. и др. (2007) Применение цифровой контактной термомаммографии в диагностике рака молочной железы. Онкология, 9(2): 115–119.
Розенфельд Л.Г. (ред.) (1988) Основы клинической дистанционной термодиагностики. Здоров’я, Киев, 224c.
Розенфельд Л.Г., Венгер Є.Ф., Лобода Т.В. та ін. (2006) Дистанційний інфрачервоний термограф з матричним фотоприймачем та досвід його використання у клінічній лікарні. Укр. радіолог. журн., 4: 450–456.
Розенфельд Л.Г., Самохін А.В., Венгер Є.Ф. та ін. (2007). Дистанційна інфрачервона термографія в ортопедії та травматології. Променева діагностика, променева терапія, 1: 5–8.
Ammer K. (2004) Thermology 2003 — A computer-assisted literature survey with a focus on nonmedical applications of thermal imaging. Thermology International, 14(1): 5–36.
Diakides N.A., Bronzino J.D. (2006) Medical Infrared imaging. CRC Press Taylor Group LLC, London, New York, 451 p.
Hassan M., Little R.F., Vogel A. et al. (2004) Quantitative assessment of tumor vasculature and response to therapy in Kaposi’s sarcoma using functional noninvasive imaging. Technol. Cancer Res. Treat., 3(5): 451–457.
Park J.V., Kim S.H., Lim D.J. et al. (2003) The role of thermography in clinical practice: review of the literature. Thermology International, 13: 77–78.
Ring E., Ammer K. (2000) The technique of infrared imaging in medicine. Thermology International, 10(1): 7–14.

Розенфельд Леонід Георгійович, Самохин А В, Венгер Є Ф, Лобода Т В, Колотілов М М, Коллюх Олексій Галактіонович, Дунаєвський В І

Резюме. Наведено результати застосування термографа з матричним фотоприймачем інфрачервоного випромінювання для діагностики захворювань пацієнтів та проведення профілактичних оглядів, що відкриває нові перспективи фундаментальних досліджень термосеміотики та клінічної ефективної діагностики захворювань. Показана перспективність застосування даного методу в умовах багатопрофільної клінічної лікарні. Метод дозволяє проводити багаторазові обстеження пацієнтів на етапі лікування, спостерігати загоєння ран на етапі морфогенезу, оцінювати ефективність вибраного курсу лікування. Новий термограф з матричним фотоприймачем має високу чутливість, що забезпечує принципово новий рівень і якість деталізації термотопографії шкірних покривів.

Ключові слова:термограф, інфрачервоний матричний фотоприймач, градієнт температури

Rozenfeld Leonid G, Samohin A V, Venger E F, Loboda T V, Kolotilov N N, Kolluch Alexey G, Dunaevsku V I

Summary. That is the presentation of the results of using of the thermograph with matrix infra-red rays photodetector for the patients’ diseases diagnostics and the preventive examination that opens a new perspectives for the fundamental researches of the thermo semiotics and effective clinical diagnostics of the diseases. The availability of this method using in the conditions of the multiple-discipline clinical hospital is shown here. The method allows fulfilling non-expendable patients’ examinations during the medical treatment, controlling the wound repair at the morphogenesis stage, appreciating the effectiveness of the selected treatment course. New thermograph with the matrix photodetector has high sensibility that provides absolutely new level and quality of the cutaneous covering thermotopography detailing.

Key words: thermograph, infra-red matrix photodetector,
temperature gradient

Адрес для переписки:
Коллюх Алексей Галактионович
03028, Киев, просп. Науки, 41
Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАНУ

Что такое термография? Это современный метод обнаружения рака с помощью теплового изображения. Технология, используемая для создания термограмм, считается одной из самых надежных (в отличие от маммографии), когда дело касается оценки рисков и диагностики рака молочной железы.

Процедуру термографии называют «одной из наиболее важных вспомогательных процедур визуализации молочной железы, доступной на данный момент».

Ключевой инструмент в оценке рисков

Ранняя диагностика рака значительно повышает вероятность успешного лечения. На самом деле, 95% случаев заболевания раком молочной железы поддаются лечению, если заболевание было обнаружены в начальной стадии.

Каждый год более 70 000 взрослых мужчин и женщин в возрасте от 15 до 39 лет в Америке ставят диагноз «рак». При этом среди женщин данной возрастной группы рак молочной железы является наиболее распространенным и наиболее опасным. Сейчас врачи, как правило, не назначают маммографию женщинам до 50 лет, поэтому у 75% женщин, которые не имеют в семейном анамнезе этого заболевания, рак обнаруживают слишком поздно.

За последние 20 лет инфракрасная термография доказала свою надежность; врачи используют ультрачувствительные цифровые инфракрасные камеры высокого разрешения для обнаружения тепловых участков в теле пациентов. Доктор Александр Мостовой из компании Thermography Clinic Inc. объясняет, что процедура представляет собой 15-минутное неинвазивное обследование без какого-либо давления, радиации или контакта.

Врачи также могут провести полное сканирование тела с помощью термографии для обнаружения признаков воспаления или патологии. Если термограмма показывает патологию, врач будет осведомлен о начавшихся изменениях в организме, которые в последствии могут привести к развитию онкологии. Если был обнаружен, и затем и подтвержден рак молочной железы, то доктор может продолжить более тщательное наблюдение за ходом лечения и подобрать наиболее эффективную терапию для борьбы с заболеванием.

Как термография работает

Термографические камеры улавливают тепло, исходящее от тела. Результат процедуры называется термограмма. Инфракрасная термография — это технология преобразования инфракрасной энергии (излучаемого тепла) в изображение. Любое вещество во Вселенной так или иначе отдает тепло в виде излучения, количество этого излучения увеличивается с увеличением температуры.

Другими словами, инфракрасная энергия, исходящая от объекта, прямо пропорциональна его температуре. Термография анализирует изменения температуры поверхности тела пациента. Однако стоит понимать, что тепловое излучение, сходящее от тела, никак не связано с излучением при лучевой терапии.

Возможности термографии применимы не только при диагностике рака молочной железы, но и при обследовании всего организма. Помимо рака тепловое изображение помогает следить за изменениями у женщин с фиброзно-кистозной болезнью, инфекциями, аллергией и даже за сердечно-сосудистыми заболеваниями, влияющими на состояние артерий. Термографические камеры используются в аэропортах для обнаружения болеющих или людей, имеющих при себе оружие, пожарными для обнаружения дыма или гражданских лиц, попавших в беду, а также военными для наблюдения.

Одними из главных преимуществ термографии является его надежность (по сравнению с другими методами), а также возможность ранней диагностики аномальной клеточной активности и развития новообразований.

Термографические изображения точные и чувствительные, они улавливают даже слабые изменения в организме, за которыми может скрываться болезнь. Эта не дорогостоящая процедура, она не требует хирургического вмешательства или воздействия радиации, которые имеют целый ряд противопоказаний.

Вот несколько интересных фактов о термографии:

Тепловое изображение способно распознать быстрорастущие активные опухоли. Аппарат демонстрирует тепловые участки, которые могут указывать на аномалии, в том числе и на рак молочной железы. Процедура также может быть применима для оценки раздражения сенсорных нервов, значительных повреждений мягких тканей и обнаружения источника боли.
Термографическое изображение фиксирует изменения температуры тела, зависящие от движения крови, и отклонения от нормы, вызванные развитием опухоли. В ходе диагностики становятся видны как более теплые, так и более холодные области, которые могут изменяться со временем. Так как раковые клетки растут и размножаются очень быстро, движение крови и метаболизм, а значит и температура тела, в этих областях, выше.
Термография — это неинвазивный и недорогой метод диагностики, который не предполагает облучения.
Термография может быть особенно эффективна в качестве дополнительной диагностики вместе с другими методами скрининга, например маммографией (которая, как правило, не назначается женщинам моложе 50 лет). Около 15% случаев заболевания раком молочной железы наблюдается у женщин младше 45, а значит оценка риска заболевания в этот период очень важна. Рак груди у молодых женщин может иметь очень агрессивную форму.
Результат термограммы у всех пациентов разный, поэтому «основное» изображение сохраняется и используется для сравнения с другими результатами процедуры. Некоторые специалисты сравнивают термограмму с «тепловым отпечатком пальца», так как она уникальна для каждого человека и меняется только в случае возникновения патологии.
Врачи сравнивают результаты термограммы, чтобы убедиться, что изображение остается неизменным в течение нескольких лет, а значит в организме пациента не происходит никаких воспалительных процессов.

Изучение и эффективность

Американское онкологическое общество утверждает, что в США ежегодно диагностируется 230 480 новых случаев инвазивного рака молочной железы, а 1 200 женщин моложе 40 лет умирают от этого заболевания.

Термография не лечит рак, но она способна оценить риски его развития. Она рекомендована женщинам моложе 50, когда маммография может не дать точных результатов. Это дает женщинам возможность уберечь себя от рака молочной железы. Термография фиксирует высокий риск развития онкологии и делает процедуру маммографии более эффективной.

Проводя процедуру термографии в возрасте, когда другие методы диагностики не рекомендованы, специалисты могут выявить пациентов, находящихся в группе риска, и назначить им более детальное обследование.
Если термография обнаружила потенциальную проблему в области груди, то назначаются дополнительные тесты, такие как маммография и ультразвук, чтобы подтвердить наличие поражения, роста или образования опухоли. Комплексное обследование повышает шансы на выздоровление и эффективность лечения, поэтому термография является «дополнительным методом диагностики, а не конкурентом».
На сегодняшний день Американское онкологическое общество не считает, что термография способна заменить маммографию. Организация отмечает, что это дополнительный способ собрать больше информации для идентификации онкологии.

Термография улавливает даже слабые изменения температуры в области груди, что может говорить о присутствии других неонкологических заболеваний. Это может быть фиброзно-кистозный синдром или болезнь Педжета. Увидев подобные отклонения, врач может назначить дальнейшее исследование, чтобы поставить более точный диагноз.

Всегда ли термография безопасна и эффективна?

Прежде, чем пройти процедуру термографии Вам следует знать следующее:

Перед проведением термографии мы советуем учесть следующие рекомендации:

в день процедуры воздержитесь от физиотерапии, массажа и электромиографии
не носите узкую, стягивающую одежду
избегайте физических нагрузок менее, чем за 4 часа до процедуры, так как это может повлиять на температуру тела
не пейте холодные или горячие напитки за два часа до термографии
не курите за два часа до процедуры
перед процедурой не наносите на тело лосьоны, дезодоранты, духи, пудру и другие средства
откажитесь от проведения процедуры, если Вы получили солнечный ожог, за сутки до термографии воздержитесь от солнечных ванн

Что же делать, если Ваша термограмма показала отклонения от нормы? В этом случае врачи назначат Вам более тщательное исследование и варианты лечения. В любом случае, удостоверьтесь, что Ваша термограмма была прочитана верно квалифицированным специалистом. Независимо от того, какой метод лечения Вы выберете, имейте в виду, что существуют и другие дополнительные способы помочь своему здоровью, чтобы замедлить и остановить развитие заболевания:

Термография – метод регистрации видимого изображения собственного инфракрасного излучения поверхности тела человека с помощью специальных приборов, используемый в целях диагностики различных заболеваний и патологических состояний.

Впервые тепловидение было с успехом применено в промышленности в 1925 г. в Германии. В 1956 г. канадский хирург R. Lawson использовал термографию для диагностики заболеваний молочных желез. Это открытие положило начало медицинской термографии. Применение термографии в офтальмологии связывают с публикацией в 1964 г. Gross et al., применивших термографию для обследования больных с односторонним экзофтальмом и обнаруживших гипертермию при воспалительных и опухолевых процессах орбиты. Им же принадлежит и одно из наиболее обширных исследований нормального термопортрета человека. Первые термографические исследования у нас в стране выполнили М.М. Мирошников и М.А. Собакин в 1962 г. на отечественном аппарате. В.П. Лохманов (1988 г.) определил возможности метода в офтальмоонкологии.
Теплопотери с поверхности кожи человека в состоянии покоя при температуре комфорта (18°–20°С) происходят за счет инфракрасного излучения – на 45%, путем испарения – на 25%, за счет конвекции – на 30%. Тело человека излучает поток тепловой энергии в области инфракрасной части спектра с диапазоном длины волны от 3 до 20 мкм. Максимум излучения наблюдается при длине волны около 9 мкм [2]. Величина излучаемого потока достаточна для того, чтобы его можно было обнаружить с помощью бесконтактных приемников инфракрасного излучения.
Физиологической основой термографии является увеличение интенсивности инфракрасного излучения над патологическими очагами (в связи с усилением в них кровоснабжения и метаболических процессов) или уменьшение его интенсивности в областях с уменьшенным региональным кровотоком и сопутствующими изменениями в тканях и органах. Преобладание в клетках опухоли процесса анаэробного гликолиза, сопровождающегося большим выделением тепловой энергии, чем при аэробном пути расщепления глюкозы, также ведет к повышению температуры в опухоли.
Помимо бесконтактной термографии, выполняемой с помощью термографов, существует контактная (жидкокристаллическая) термография, которую проводят с помощью жидких кристаллов, обладающих оптической анизотропией и изменяющих цвет в зависимости от температуры, а изменение их окраски сопоставляют с таблицами–индикаторами.
Термография, являясь физиологичным, безвредным, неинвазивным методом диагностики, находит свое применение в онкологии для дифференциальной диагностики злокачественных опухолей, а также является одним из способов выявления очаговых доброкачественных процессов.
Тепловизоры позволяют визуально наблюдать за распределением тепла на поверхности тела человека. Приемником ИК–излучения в тепловизорах является специальный фотогальванический элемент (фотодиод), работающий при охлаждении его до –196°С. Сигнал с фотодиода усиливается, преобразуется в видеосигнал и передается на экран. При различной степени интенсивности излучения объекта наблюдаются изображения разного цвета (каждому уровню температуры соответствует свой цвет). Разрешающая способность современных термографов составляет до 0,01°С, на площади около 0,25 мм2.
Термографическое исследование должно проводиться при определенных условиях:
• за 24–48 часов до исследования необходимо отменить все вазотропные препараты, глазные капли;
• за 20 минут до исследования воздержаться от курения;
• адаптация пациента к условиям исследования продолжается 5–10 минут.
При использовании термографов старых образцов существовала необходимость длительной адаптации исследуемого к температуре помещения, где проводилась термография.
Термографическую съемку производят в положении больного сидя в проекции “фас”. При необходимости в дополнительных проекциях – левый и правый полупрофиль и с поднятым подбородком для исследования региональных лимфоузлов.
Для повышения эффективности термографического исследования используют тест с углеводной нагрузкой. Известно, что злокачественная опухоль способна поглощать огромное количество введенной в организм глюкозы, расщепляя ее до молочной кислоты. Нагрузка глюкозой при термографии в случае злокачественной опухоли вызывает дополнительный подъем температуры. Динамическая термография занимает важное место в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей глаза и орбиты. Чувствительность такого теста составляет до 70–90%.
Интерпретацию термографического исследования осуществляют с помощью:
• термоскопии (визуальное изучение термографического изображения лица на экране цветного монитора);
• дистанционной термометрии;
• термографии.
Качественная оценка термотопографии исследуемой области позволяет определить распределение “горячих” и “холодных” участков, в сопоставлении их локализации с расположением опухоли, характера контуров очага, его структуры и области распространения. Количественная оценка производится для определения показателей разности температур (градиентов) исследуемого участка по сравнению с симметричной зоной. Заканчивают анализ термограмм математической обработкой изображения. Ориентирами при анализе изображения служат естественные анатомические образования: бровь, ресничный край век, контур носа, роговица.
Наличие патологического процесса характеризуется одним из трех качественных термографических признаков: появлением аномальных зон гипер– или гипотермии, изменением нормальной термотопографии сосудистого рисунка, а также изменением градиента температуры в исследуемой зоне.
Важными термографическими критериями отсутствия патологических изменений являются: сходство и симметричность теплового рисунка лица, характер распределения температуры, отсутствие участков аномальной гипертермии. В норме термографическая картина лица характеризуется симметричным рисунком относительно средней линии.
Интерпретация термографической картины вызывает определенные трудности. На характер термограммы оказывают влияние конституционные особенности, количество подкожно–жировой клетчатки, возраст, особенности кровоснабжения [5]. Специфических отличий термограмм у мужчин и женщин не отмечено. Выделить какую–либо норму в количественной оценке термограмм невозможно, и оценка должна проводиться индивидуально, но с учетом единых качественных признаков для отдельных областей тела человека.
Разница между симметричными сторонами в норме не превышает 0,2°–0,4°С, а температура орбитальной области при этом варьирует от 19° до 33°С. У каждого человека распределение температуры индивидуально. Усредненной нормы при количественной оценке термограмм не может быть. Наибольшая разница между симметричными областями составляет 0,2°С [4].
Качественный анализ свидетельствует, что на поверхности лица имеются стабильные зоны повышенной или пониженной температуры, связанные с анатомическим рельефом.
“Холодные” зоны – брови, ресничные края век, передняя поверхность глаза, проминирующие части лица – нос, подбородок, щеки.
“Теплые” зоны – кожа век, наружная спайка век (за счет выхода конечной ветви слезной артерии); верхневнутренний угол орбиты всегда теплый, что обусловлено поверхностным расположением сосудистого пучка. Кроме того, эта зона наиболее глубокая на рельефе лица и слабо обдувается воздухом.
При обработке термограмм в современных компьютерных термографах имеется возможность построения гистограмм симметрично расположенных областей, что расширяет диагностические возможности метода и повышает его информативность.
Температура роговицы ниже, чем склеры за счет васкуляризации эписклеры и сосудов конъюнктивы [3]. Наблюдаемая картина симметрична, допускаемая термоасимметрия у здоровых лиц – до 0,2°С.
Меланома придаточного аппарата глаза гипертермична. При меланоме кожи век иногда наблюдается феномен “пламени”, когда имеется венец гипертермии с одной из сторон опухоли, указывающий на поражение путей оттока. Доказано, что меланомы, имеющие такую термографическую картину, имеют плохой прогноз, т.к. быстро диссеминируют. Гипотермия при меланоме кожи наблюдается при ее некрозах, после предшествующей лучевой терапии, а также у очень пожилых людей в связи со снижением тканевого метаболизма. Отмечена корреляция между степенью повышения температуры и глубиной инвазии опухоли. Так, при размерах опухоли Т2 и Т3 (по международной классификации ТNM) во всех случаях отмечена гипертермия более 3–4°С. При эпибульбарных меланомах увеличивается температура, измеряемая в центре роговицы.
Изотермия или невыраженная гипотермия имеет место при доброкачественных или псевдоопухолевых образованиях [6]. Исключение составляют увеиты, при которых наблюдается равномерная выраженная гипертермия до +3,5°С.
При меланоме цилиохориоидальной локализации можно наблюдать локальное повышение температуры в секторе ее расположения до +2,5°С. При меланоме, расположенной к корням радужки, гипертермия прилежащего участка склеры достигает +2,0°С по сравнению с симметричным участком контралатерального глаза.
Формирование термографической картины при злокачественных опухолях происходит за счет следующих факторов:
• преобладание процессов анаэробного гликолиза в опухоли с повышенным выделением тепловой энергии
• сдавление сосудистых стволов в орбите за относительно короткий срок, недостаточный для развития коллатерального кровообращения, что вызывает застойные изменения в венозной сети орбиты
• инфильтративный рост опухоли, приводящий к развитию перифокального воспаления в окружающих опухоль тканях и появлению собственных новообразованных сосудов.
Перечисленные выше факторы приводят к появлению выраженной разлитой гипертермии, максимально проявляющейся в квадранте расположения опухоли и захватывающей непораженные области орбиты и пути венозного оттока (рис. 1).
Показательны термографические исследования при озлокачествлении плеоморфной аденомы: соответственно локализации опухоли в четко отграниченной зоне гипотермии удается выявить небольшие участки стойкой гипертермии, что создает пеструю картину (рис. 2).
Термографическая картина вторичных злокачественных опухолей орбиты характеризуется зоной выраженной разлитой гипертермии, захватывающей и внешне непораженные области орбиты и параорбитальной зоны, что обусловлено застойными явлениями в венах кожи лба и щеки. При прорастании опухоли из придаточных пазух носа к описанной картине присоединялись гипертермия соответствующей пазухи носа или пораженной области (рис. 3).
Таким образом, для первичных и вторичных злокачественных опухолей орбиты характерна идентичная термографическая картина.
При метастатических опухолях зона гипертермии на термограммах имеет интенсивное свечение, округлую или неправильную форму, резкие контуры, однородную структуру.
Термография может быть использована для оценки эффективности проводимого лечения. Критерием эффективного лечения при злокачественных опухолях является снижение температуры и уменьшение площади гипертермии [1].
После проведенной лучевой терапии на термограммах сохраняется умеренно выраженная разлитая гипертермия во всех отделах орбиты в пределах от +0,5 до +0,7°С, которая сохраняется до 4 месяцев после окончания лучевой терапии. Подобные изменения можно объяснить постлучевыми изменениями кожи и воспалительной реакцией в регрессирующей опухоли и окружающих тканях в ответ на облучение.
При длительном наблюдении за больными, получавшими лечение по поводу злокачественных опухолей, было отмечено два варианта термографической картины:
• стабильная картина гипотермии, когда область пониженной температуры сохраняла свои контуры и показатели разницы температур;
• появление на фоне участков гипотермии зон гипертермии или появление таких зон в других областях свидетельствует о вероятности появления рецидивов опухоли.
Термография – практически единственный способ эффективной оценки продукции тепла в тканях. Анализ распределения тепла на поверхности кожи лица позволяет определять наличие патологического очага и оценивать его динамику в ходе лечения.
В настоящее время при термографии могут быть получены как ложноположительные, так и ложноотрицательные результат, что следует учитывать при формулировке заключения.

Литература
1. Бровкина А.Ф. Болезни орбиты. // М.–”Медицина”.– 1993 –239 с.
2. Зеновко Г.И. Термография в хирургии.// М.–”Медицина”.–1998, с.129–139.
3. Fujishima H., Toda I., Yamada M., Sato N., Tsubota K. Corneal temperature in patients with dry eye evaluated by infrared radiation thermometry// Br. J. Ophthalmol.– 1996 – V.80 – N 1 – P. 29–32.
4. Morgan P.B., Soh M.P., Efron N., Tullo A.B. Potential applications of ocular thermography // Optom. Vis. Sci. – 1993 – V 70 – N 7– P. 568–76.
5. Pinter L. Uber die Bewertung des thermographischen Bildes der okulo–orbitalen Region. // Klin. Monatsbl. Augenheilkd.–1990 – V196 – N 5 – P. 402–404.
6. Wittig I., Kohlmann H., Lommatzsch P.K., Kruger L., Herold H. Statische und dynamische Infrarotthermometrie und –thermographie beim malignen Melanom der Uvea und Konjunktiva. // Klin. Monatsbl. Augenheilkd – 1992 –V. 201– N 5 – S. 317–321.

Читайте также: