Гальванометрия. Электротермометрия и термография

Обновлено: 24.04.2024

Эхоэнцефалография. Разрешающая способность эхоэнцефалографии

Имеются указания о применении ультразвуковой эхолокации для изучения артериальных сосудов путем регистрации пульсовых кривых, которые при тромбозе, стенозе или других процессах претерпевают значительные изменения.

Все более широкое применение находит двухмерная эхоэнцефалография, дающая возможность получения изображения всей желудочковой системы и сечения исследуемых структур. Для диагностических целей применяются преимущественно пьезоэлектрические излучатели с небольшой мощностью ультразвуковых колебаний (не выше 2—3 мВт/см3), являющиеся безвредными для ткани мозга.

Основными техническими характеристиками ультразвукового аппарата являются глубина зондирования, разрешающая способность и «мертвая» зона. Глубина зондирования — максимальное расстояние от датчика до отражающей поверхности, зависящее от мощности излучателя и поглощающей способности тканей, увеличивающееся при высокой частоте ультразвуковых колебаний. При этом расстоянии в случае возможной потери мощности ультразвукового сигнала (например, толстые стенки черепа) можно использовать низкочастотные датчики.

Разрешающая способность — наименьшее расстояние между двумя отражающими поверхностями, от которых еще можно получить два отраженных эхо-сигнала. Она уменьшается с понижением частоты колебаний. По мнению Н. К. Боголепова с соавторами (1973), эта величина для частоты 1-Ю6 Гц равна 5—7 мм, а для частоты 2-106 Гц — 3—4 мм.

«Мертвая» зона — пространство около ультразвукового датчика, в пределах которого нельзя зарегистрировать эхо-сигнал, уменьшается с уменьшением мощности прибора. Таким образом, диагностическая возможность метода в значительной степени зависит от мощности и частотной характеристики датчиков.

При каждом исследонии следует исходить из конкретных условий выбора оптимальных соотношений между глубиной действия, разрешающей способностью и «мертвой» зоны. При обследовании взрослых людей можно рекомендовать частоту 1—2,106 Гц.

М-эхо при зондировании в передних отделах мозга формируется преимущественно прозрачной перегородкой, в среднем отделе — третьим желудочком, в заднем — шишковидным телом и т. д. Учитывая важное диагностическое значение срединного эха, необходимо определить место, на котором можно ожидать его появление. В норме срединное эхо соответствует вычисленному теоретическому (Т-эхо), которые можно узнать, разделив пополам диаметр головы, измеренный штангенциркулем.

Оглавление темы "Эхоэнцефалография и гальванометрия":
1. Изучение скорости проведения возбуждения. Исследование электровозбудимости мышц при паркинсонизме
2. Эхоэнцефалография. Разрешающая способность эхоэнцефалографии
3. Оценка срединного эха мозга. Техника эхоэнцефалографии
4. Эхоэнцефалография при сосудистой патологии мозга. Капилляроскопия
5. Активная дилатация капилляров. Ультразвуковая эхопульсография артерий мозга и магистральных артерий головы
6. Гальванометрия. Электротермометрия и термография
7. Радиоактивное исследование в неврологии. Функциональная диагностика в неврологии
8. Биохимические исследования в неврологии. Оценка свертываемости в неврологии
9. Белки плазмы крови. Оценка фракций белков в неврологии
10. Показатели воспаления в неврологии. Значимые белки реактивности крови

Гальванометрия. Электротермометрия и термография

Для регистрации гальванических биотоков применяют неполяризующиеся электроды из одного металла или биметаллические (медь, цинк и др.), которые фиксируют на ладонях, подошвах и на тыльной поверхности конечностей.
Сила тока зависит от площади электродов, места их положения, сопротивления кожи, действия разных раздражителей и состояния нейрогуморальиых механизмов.

Абсолютные цифры гальванометрических показателей не могут свидетельствовать о наличии или отсутствии патологического, в том числе и алгического процесса. У практически здоровых людей асимметрия биотоков не превышает 10% (Б. С. Агте, 1968), а при болевых раздражениях этот показатель увеличивается до 30—40% и более. При люмбоишиалгиях, по нашим данным, нередко отмечается известное соответствие выраженности боли и асимметрии биотоков, что особенно отчетливо видно при пробах провокации боли (давление на альгогенные точки, симптом Ласега и др.), что имеет значение для объективизации болевого синдрома. При органических поражениях нервной системы ряд авторов также наблюдали асимметрии биотоков, сглаживающиеся в процессе лечения.

В настоящее время гальванометрия применяется редко в связи с недостаточной информативностью метода, отсутствием стандартной аппаратуры и общепринятых подходов к трактовке данных исследования.

Электротермометрия и термография

Для диагностики ряда поражений нервной системы, особенно с регионарными нарушениями кровотока, исследуют температуру кожи, которая меняется под влиянием ряда физиологических и особенно патологических процессов.

Сосудисто-вегетативные нарушения вследствие дисфункции механизмов большого и особенно промежуточного мозга, заболевания симпато-ганглионариого аппарата, реактивно-вегетативные ирритативные синдромы, заболевания периферической нервной системы сопровождаются изменением термотопографип кожи. Данные о «нормальной» температуре, по разным авторам, неоднозначны, что зависит от контингента обследованных и от применяемой методики термометрии.

Наибольшее диагностическое значение придается наличию термоасимметрии. Некоторые авторы относят к патологической разницу в 1°С. По нашим данным, о нарушении терморегуляции говорит разница температуры в симметричных участках кожи более чем на 0,5° С.

Термометрия чаще проводится контактным методом с помощью кожно-ртутного и электрического термометров с полупроводниковыми датчиками. Для клинических целей рекомендуют применять, в частности, самопишущий потенциаметр типа ЭПП 0,9, с помощью которого можно регистрировать температуру тела в ряде точек (12—24).
Более точным является бесконтактный метод термометрии, при котором на показания температуры не оказывает влияния контакт прибора с кожей человека.

В настоящее время создан ряд инфракрасных радиометров для термометрии ограниченных участков кожи. Для получения видимых изображений термотопографии пользуются тепловизорами. Применяют так называемые сканирующие радиометры, в которых тепловые излучения преобразуются в электрические сигналы, а затем в видимые изображения на экране электроннолучевой трубки (термоскопия) или на специальной бумаге (термография). Современные тепловизоры могут регистрировать перепады температуры до сотых долей градуса.

Тепловизионные изображения представляют собой силуэты с непрерывным переходом от черного цвета к белому, в норме с симметричным расположением температурных полей. Применяют и количественную оценку термограмм путем сравнения их со шкалой полутонов или с помощью измеряющих приборов. Разрабатываются диагностические критерии термовидения и термографии при поражениях периферических сосудов, опорно-двигательного аппарата, хирургических, гинекологических и других заболеваниях.

Реже применяется тепловидение в терапевтических клиниках вследствие вариабельности температурной «нормы», отсутствия общепринятой трактовки термограмм, неодинаковой разрешающей способности тепловизионной аппаратуры (В. В. Зарецкий, А. Г. Выховская, 1976).

В литературе приводятся данные термографии при диагностике заболеваний пояснично-крестцового отдела позвоночного столба, травме и заболеваниях нервных стволов. Метод термографии в дальнейшем может явиться одним из ценных вспомогательных методов диагностики неврологических заболеваний.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Термография позволяет определить недуг на самой ранней его стадии

Данный термин используется сразу в нескольких областях. Если говорить именно о медицине, то термография позволяет регистрировать инфракрасные импульсы, которые излучают тепловые поля тела человека. На экране они отображаются в виде теплового образа.

Если кровообращение в разных тканях отличается, то получается разница температур. Если температура оказывается низкой, то это может свидетельствовать о проблемах с кровообращением, если высокой, то о воспалении или развитии какого-либо заболевания.

Процедура термографии

Чтобы зарегистрировать тепловое излучение человеческого тела, специалист применяет два медицинских способа.

Первый – жидкокристаллическая термография. Доктор использует специальную пластину, наполненную жидкими кристаллами, которую для измерения прижимают к кожному покрову человека.

Данный способ построен на том, что кристаллы “умеют” изменять цвет при колебаниях температуры. Излучение тела оказывается сфотографированным сразу, как только подействует на пластину.

Далее доктор сравнивает полученный результат со специальной цветовой шкалой, по которой он может легко и быстро определить, какую температуру имеет изучаемая часть тела.

Второй – телетермография. В основе способа лежит преобразование инфракрасного излучения человеческого тела в особый электросигнал, который в дальнейшем передается на монитор. Полученная картинка может оказаться или цветной, или черно-белой.

Разнообразные цветовые оттенки при данном способе также соответствуют определенной температуре тела. Холодные области имеют синюю окраску, а более теплые – различную, начиная от зеленого и заканчивая белым. После зеленого следует красный и желтый цвет.

Как уже было сказано выше, телетермограмма может получиться и черно-белой. В этом случае определить температуру сложнее. Специалист обращает внимание на оттенок картинки – чем он светлее, тем температура выше.

Зачем нужна термография?

Чаще всего доктор назначает обсуждаемую процедуру в том случае, если у пациента подозревают недостаточность артериального кровообращение. Это опасное нарушение необходимо диагностировать вовремя. Если оно подтверждается, то тело человека излучает тепло в меньшем количестве.

Также при помощи таких измерений опытный грамотный специалист может обнаружить у пациента опухоль или воспалительный процесс. Чаще всего именно таким способом диагностируется рак молочных желез. На ранней стадии даже более показано использовать обсуждаемый метод, а не маммограмму.

Раковые опухоли всегда изучаю тепло в большом количестве, поэтому благодаря термографии можно обнаружить даже самые миниатюрные опасные новообразования.

Конечно, результатов термографии, которые, например, показали, что на поверхности тела человека существует разница температур, недостаточно, чтобы поставить точный верный диагноз. Поэтому всегда необходимо провести дополнительные исследования.

Важная особенность способа заключается в его абсолютной безопасности и отсутствии противопоказаний. Его применяют даже для профилактики раковых заболеваний и для наблюдения за ходом болезни и контролем правильности выбранного лечения.

Гальванометрия. Электротермометрия и термография

Инфракрасная термография быстропротекающих процессов

При поддержке программы развития МГУ на кафедре молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества получило развитие новое научное направление — инфракрасная (ИК) термография быстропротекающих процессов. Новое не только для нашей страны, но в значительной степени и для мировой науки. Традиционно объектом ИК термографии за последние 50 лет становилось распознавание дефектов в твердых средах, утечки газов и жидкостей, энергосбережение; исследовались тепловые свойства материалов, биологические объекты. Сегодня масса медицинских фирм рекламирует тепловизионную диагностику заболеваний, строительных и ремонтных фирм — диагностику неполадок в системах электроснабжения, отопления и вентиляции. Важнейшее применение термография нашла в технологиях двойного назначения: к примеру, для выявления на местности объектов, имеющих отличные от фона излучательные и отражательные свойства в ИК диапазоне (неслучайно не все подобные приборы доступны для свободной продажи).

Между тем, за последние годы появились качественно новые классы цифровых термографических приборов, позволяющих перевести термографию в мощный инструмент научных исследований широкого спектра. Раздвинулся на порядок (до 15 мкм) доступный для высокоскоростной визуализации диапазон шкалы электромагнитных колебаний. Сегодня борьба идет за терагерцовый диапазон, но смежный с ним инфракрасный — не менее интересен с точки зрения фундаментальной и прикладной науки. Именно в этом диапазоне лежат основные тепловые потоки, излучаемые человеком и животными, конденсированными и газовыми средами. В то время, как инженеры традиционно продолжают эксплуатировать лишь пространственную и температурную чувствительность тепловизоров, задача физиков — открыть новые эффекты (и отнюдь не только тепловые) на основе возможностей новой высокоскоростной термографии. На стыке физики и механики, физики и психологии, физики и медицины, физики и технологий, при экстремальных воздействиях на вещество.

На кафедре традиционно развивались самые передовые методы визуализации быстропротекающих процессов: теневые и интерферометрические (Шугаев Ф.В, Сысоев Н.Н., Знаменская И.А.), голография (Штеменко Л.С.), интерферометрическая спектроскопия (Рязин А.П., Соколов А.), жидкие кристаллы (Петрова Г.П., Сысоев Н.Н.). Один из первых собранных на физфаке лазеров был использован для диагностики ударных волн. В эпоху цифровой визуализации регистрация ударно-волновых и плазменных процессов в оптическом диапазоне осуществляется высокоскоростной камерой со скоростью регистрации до полумиллиона кадров в секунду. Динамика тепловых процессов предполагает, конечно, несколько меньшие скорости. Но круг таких процессов — значительно шире.

На базе современного тепловизора FLIR SC7000, приобретенного в рамках программы развития МГУ в 2011 году, на кафедре уже сегодня исследуются следующие быстропротекающие тепловые процессы:

• турбулентные пульсации пограничного слоя воды при неизотермическом перемешивании (совместно с АО «ОКБМ Африкантов»)

• динамика нагрева сверхзвуковой гидроабразивной струи (совместно с МГТУ)

• бесконтактный мониторинг психофизических реакций (совместно с факультетом психологии МГУ)

• термопластический эффект (совместно с ИРЭ РАН)

• импульсное высокоэнергетическое воздействие на материалы.

На основе получаемых экспериментальных данных отрабатываются численные модели нестационарных процессов в сплошных и молекулярных средах на собственных и готовых вычислительных пакетах.

Некоторые из разработок описаны ниже.

Бесконтактный мониторинг психофизических реакций

В последние годы резко возрос интерес к развитию новых методов и технологий надежного бесконтактного мониторинга основных биофизических показателей организма. Методы, основанные на использовании ИК термографии, с этой точки зрения представляются весьма перспективным. Собственное излучение кожи человека приходится, в основном, на диапазон волн 4–50 мкм, с максимумом спектральной плотности на длине волны порядка 10 мкм. Благодаря высокому (до 0.98) коэффициенту излучения, изменения температуры кожи приводят к значительному изменению мощности регистрируемого тепловизором ИК излучения, на которое практически не влияет отраженное излучение от окружающих объектов. Изменение поверхностного распределения температуры происходит в процессе терморегуляции организма вследствие изменения внешних условий, физической или эмоциональной нагрузки, различных внешних воздействий. Такие биофизические параметры, как сердечный пульс, потоотделение, частота дыхания, являются наиболее важными показателями физического и психоэмоционального состояния человека.

На кафедре предложена технология комплексной регистрации и анализа активности центральной и периферической нервной системы с использованием тепловизора на основе трех типов динамических тепловых полей в области лица: выдыхаемые газы, пульсации кровеносной системы, динамика потовыделения. Получено, что в случае равномерного, спокойного дыхания регистрации полей ИК излучения течение 20 с при частоте съемки от 5 Гц достаточно, чтобы исследовать эволюцию и частотные характеристики дыхания с высокой точностью. Разработанная методика позволяет обнаруживать нерегулярные паттерны в дыхании, которые можно рассматривать в качестве маркеров для анализа психологического или физиологического стресса. В частности, показаны изменения несущей частоты дыхания при испуге и физических нагрузках. На Рис. 1 правый спектр, полученный в условиях стресса, демонстрирует отсутствие базовой частоты дыхания.

Рис. 1. Динамика температуры и спектральная характеристика дыхательного сигнала: 1. в отсутствие стресса; 2. в условиях стресса.

Проведены эксперименты по регистрации нестационарных тепловых процессов в области лица, соизмеримых со временем протекания эмоциональных реакций (1–4 с). При тепловизионной визуализации существенная пространственная неоднородность термограмм возникает за весьма короткие промежутки времени в процессе терморегуляции за счет потоотделения. Активность потовых желез связана с уровнем физической или эмоциональной нагрузки. В результате испарения капель пота происходит охлаждение кожи вблизи каналов потовых желез, что приводит к появлению темных (более холодных) точек на термограмме. На кафедре исследована возможность тепловизионной регистрации процесса потоотделения при моделировании стрессовых ситуаций синхронно с контактным измерением кожно-гальванической реакции (КГР). Обнаружено, что пики КГР соответствуют увеличению количества открытых потовых пор на термограмме, а также последующему понижению среднего значения температуры в областях интереса (зоны лба и носа). При этом характер расположения и активность потовых желез являются индивидуальными для каждого человека. Пример динамики температуры областей интереса и КГР сигнала представлен на Рис. 2.

Рис. 2. Динамика средней температуры в выделенных областях и КГР сигнала в ходе эксперимента: а — глубокий вдох; б — резкий звук; в — начало прохождения теста Струпа.

Динамика сверхзвуковой гидроабразивной струи

С помощью высокоскоростной регистрации изучен быстропротекающий процесс выхо да водной струи из фокусирующей трубки рабочей головки установки гидроабразивной резки. Получены количественные динамические характеристики образования и развития головной части струи на основе тепловизионной съемки с частотой до 415 Гц и теневой съемки камерой Photron FASTCAM с частотой до 1 МГц. Показано, что скорость ускоренно движущегося лидера струи меняется от 30 до 270 м/c. Тепловизором зафиксировано однократное колебание температуры при запуске струи с амплитудой порядка 2–3°С в интервале времени 0.1 с от начала включения, за которым следует выход на стационарный режим.

Время интеграции (экспозиции) тепловизора много больше времени экспозиции высокоскоростной камеры, таким образом, термографическое изображение можно представить как интегральное для некоторого количества изображений, полученных с помощью высокоскоростной камеры (Рис. 3). Исходя из оценки времени прохождения струей пути, попадающего в объектив высокоскоростной камеры, на отдельном кадре, полученном на тепловизоре, изображено усреднение по 100–300 кадров стартового процесса и 700–900 кадров стационарного процесса, полученных на высокоскоростной камере.

Рис. 3. Выход струи из сопла гидроабразивной резки: термограмма (слева) и теневое изображение, полученное наложением нескольких кадров высокоскоростной съемки (справа).

Турбулентные пульсации пограничного слоя воды

На основе высокоскоростной термографии, совместно с АО «ОКБМ Африкантов» предложен и запатентован новый метод измерения и анализа неизотермических турбулентных пульсаций жидкости в пограничном слое. Согласно методу, количественные энергетические характеристики пограничного слоя жидкости могут быть исследованы в широком спектральном диапазоне через стенку, прозрачную для ИК излучения, и идентифицированы на предмет анализа спектров турбулентности при использовании тепловизора с частотой кадров от 100 Гц. На основе метода проведены исследования неизотермических течений и нестационарных турбулентных пульсаций температур в пограничном слое жидкости на ряде моделей: выявлено наличие четко выделенных инерционных интервалов энергетических спектров, удовлетворяющих закону Колмогорова -5/3 в диапазонах частот от 1 до 40 Гц, обнаружен ряд интересных закономерностей, эффектов, недоступных для анализа другими методами.

На примере модели тройникового соединения показано, что в ряде неизотермических течений жидкости, сопровождающихся нестационарными турбулентными пульсациями температур, тепловые неоднородности играют роль пассивной примеси. Для таких случаях термографический метод эффективно использован для анализа пространственно-временных, частотных, спектральных характеристик турбулентного пограничного слоя жидкости (Рис. 4).

Рис. 4. Пример энергетического спектра пульсаций при неизотермическом смешении струй жидкости в тройниковом устройстве. Материал стенки — CaF2.

Работа по количественной термографии быстропротекающих процессов удостоена первого приза на международной конференции Quantitative Infrared Thermography в Польше в 2016 г (Grinzato Award-2016).

1. High speed imaging of a supersonic waterjet flowI. A. Znamenskaya, E. Y. Koroteeva, Y. N. Shirshov, A. M. Novinskaya, N. N. Sysoev // Quantitative InfraRed Thermography Journal. 2017. — Online First.

2. Особенности спектров турбулентных пульсаций струйных затопленных течений воды / И.А. Знаменская, Е.Ю. Коротеева, А.М. Новинская, Н.Н. Сысоев // Письма в «Журнал технической физики». — 2016. — №13. — С. 51–57.

3. Термографическая визуализация и дистанционный анализ динамических процессов в области лица / И.А. Знаменская, Е.Ю. Коротеева, А.В. Хахалин, В.В. Шишаков // Научная визуализация. — 2016. — Т. 8, №5. — С. 1–8.

4. Psychophysiological diagnostics of human functional states: New approaches and perspectives / A.M. Chernorizov, S.A. Isaychev, I.A. Znamenskaya et al. // Psychology in Russia: State of the Art. — 2016. — Vol. 9, no. 4. — P. 23–36.

5. Dynamic characteristics of high-speed water jets in waterjet cutting machines / Я.Н. Ширшов, И.А. Знаменская, Н.Н. Сысоев et al. // Journal of Flow Visualization and Image Processing. — 2015. — Vol. 22, no. 4. — P. 165–173.

6. Большухин М.А., Знаменская И.А., Фомичев В.И. Метод количественного анализа быстропротекающих тепловых процессов через стенки сосудов при неизотермическом течении жидкости // Доклады Академии наук. — 2015. — Т. 465, №1. — С. 38–42.

Медицинская термография: возможности и перспективы

Медицинская термография - современный диагностический метод, в настоящее время приобретающий всё большую популярность в связи с достаточной информативностью и неинвазивностью. Цель работы - рассмотрение возможностей и перспектив медицинской термографии в современной медицине. Произведён анализ отечественной и зарубежной литературы на тему применения методов исследования медицинской термографии за период 2012-2017 гг. В статье рассмотрены возможности тепловидения в различных сферах медицины, выполнена оценка перспектив дальнейшего развития данной методики, выявлены достоинства и недостатки термографии. Кроме того, приведён обзорный материал по применению медицинской инфракрасной термографии в клинической медицине. Исследован опыт применения термографии в различных медицинских сферах: ангиологии, оториноларингологии, хирургии, неврологии, акушерстве и гинекологии и т.д. Помимо медицинских аспектов данной темы, в статье затронуты вопросы истории медицинской термографии, а также рассмотрены физические принципы работы данной методики. В настоящее время тепловидение может решать широкий спектр задач: определение наличия изменений в организме человека и, как следствие, вероятности возникновения патологии, контроль эффективности лечения и реабилитации. С каждым годом проводят всё больше исследований, подтверждающих эффективность, достоверность и безопасность термографии, высказывают предложения о проведении термографических скринингов, что можно считать авансом популярности метода.

Ключевые слова

Полный текст

Медицинская термография (тепловидение) — метод регистрации естественного теплового излучения тела человека в невидимой инфракрасной области электромагнитного спектра. В настоящее время данный метод становится всё более востребованным и популярным.

Медицинская термография берет своё начало с 1956 г., когда канадский учёный Роберт Лаусон впервые опубликовал данные об опыте применения инфракрасных приборов «Бэрд» и «Рекси» для диагностики заболеваний. Автор впервые зарегистрировал локальное повышение интенсивности инфракрасного излучения участка кожи в области проекции злокачественного образования молочной железы [1].

Затем в 1960 г. данная методика была применена в Англии, в 1961 г. — во Франции, а в 1965 г. — в США. В те годы тепловидение применяли исключительно для диагностики опухолей молочной железы [2]. В России с этой же целью впервые использовал термографию Б.В. Петровский в 1966 г.

70-е годы XX века оказались периодом бурного развития медицинской термографии. Во многих странах начали активно строить тепловизоры, в 1971 г. была организована Европейская ассоциация термографистов, в 1972 г. была проведена первая Всероссийская конференция по термографии, а в 1974 г. прошёл первый Европейский конгресс [2].

Однако в 80-е годы прошлого века в связи с активным развитием рентгенологических и ультразвуковых методов исследования тепловидение ушло на второй план. Термография, не составляя конкуренции другим методам визуализации, могла бы занять свою нишу среди методов диагностики. Однако она оказалась незаслуженно забытой в связи с недостаточным качеством оптической техники [1].

В современной медицине термография восстанавливает утраченные позиции. Создают новые приборы, всё чаще применяют тепловидение для диагностики самых разных заболеваний.

Цель работы — рассмотрение возможностей и перспектив медицинской термографии в современной медицине.

Проведён анализ отечественной и зарубежной литературы на тему применения методов исследования медицинской термографии за период 2012–2017 гг.

Температура — один из важнейших показателей состояния здоровья человека. Любое патологическое состояние локально или генерализованно затрагивает процессы теплопродукции и теплообмена в организме. Так, например, при воспалении скорость протекания биохимических процессов снижается, но усиливается процесс разобщения дыхания и фосфорилирования. Вследствие этого температура воспалённого участка будет выше, чем температура окружающих тканей [3].

При термографии определяется характерная тепловая картина всех областей тела. У здорового человека она относительно постоянна, но при возникновении заболеваний возможны изменения. В норме более
высокая температура определяется над крупными кровеносными сосудами (проекция сонной артерии, подключичной артерии), в области глазниц, в околоротовой области. Температура поверхности щёк, ушной раковины, надбровной области и волосистой части головы, напротив, значительно ниже температуры окружающих тканей. Изменение в нормальном распределении температур — признак патологического процесса [4].

Физически метод термографии основан на том, что каждое нагретое тело становится источником теплового излучения. Тепловое излучение — особый вид электромагнитного излучения, возникающий в результате теплового возбуждения частиц, содержащих электрические заряды. Любое тело, нагретое до температуры выше абсолютного нуля (в том числе и человеческий организм), излучает электромагнитные волны в широком спектре частот. Человеческое тело излучает преимущественно в инфракрасном диапазоне. Инфракрасные лучи невидимы, но их можно зарегистрировать при помощи специальных датчиков. На основании полученных данных можно выделить зоны гипер- и гипотермии, сравнить их с нормой и сделать вывод о наличии или отсутствии патологических очагов в организме [5].

В настоящее время можно выделить две методики проведения тепловизионного исследования: оценка статической (нативной) и динамической тепловой картины [6].

При проведении нативного тепловидения осуществляют тепловизионную скрининг-диагностику. Динамическое тепловидение — оценка эволюции тепловой картины за определённый период.

Возможны два варианта динамического тепловидения, которые различаются как методикой проведения обследования, так и временем, в течение которого оценивают изменения в тепловой картине.

Первый вариант — проведение повторных тепловизионных обследований через определённые отрезки времени. Временной интервал между такими обследованиями может составлять часы, сутки, месяцы и даже годы.

При втором варианте динамической термографии регистрируются быстрые изменения инфракрасного излучения в ответ на провоцирующую пробу, которая усиливает нагрузку на местные или общие механизмы терморегуляции. После провокации возникает комплекс вегетативно-сосудистых реакций, различных по степени их выраженности и скорости возвращения к исходному уровню после прекращения воздействия.

Инфракрасная термография обладает рядом преимуществ перед рентгеновскими и инвазивными методами диагностики. Во-первых, это абсолютно неинвазивный метод, не причиняющий никакого дискомфорта пациенту [7–11]. Во-вторых, методика полностью безопасна и достаточно проста в исполнении [12–14].

Следует отметить, что медицинское тепловидение безопасно не только при однократном и кратковременном применении, но и при более частом использовании. Безопасность термографии позволяет применять её даже во время беременности и у маленьких детей [3, 11, 14, 15]. Кроме того, медицинская термография, хоть и относится к методам лучевой диагностики, в отличие от рентгенографии и компьютерной томографии не несёт лучевой нагрузки. В сравнении с магнитно-резонансной томографией рассматриваемая методика гораздо выгоднее экономически.

Помимо этого, можно выделить такие свойства, как возможность длительного непрерывного наблюдения за одним пациентом или за несколькими пациентами сразу. Чисто технически термографию отличают высокая скорость получения информации и удобство хранения информации. Термография также служит бесконтактным методом, что позволяет считывать информацию на расстоянии и, как следствие, предотвращает распространение инфекций, передающихся контактным путём [6].

Безвредность термографии обусловлена тем, что данный метод основан на регистрации электромагнитного излучения человека без лучевой нагрузки на организм [3].

Возможность обследовать весь организм сразу и в рамках одного обращения пациента также является существенным плюсом в методе термографии [4].

Однако, помимо положительных качеств, тепловидение имеет ряд недостатков, к которым относятся относительная дороговизна метода и малая избирательность (неспецифичность).

1. Дороговизна метода. Многие врачи недоверчиво относятся к инфракрасной термографии в связи с низкой чувствительность и недостаточным разрешением тепловизоров, использовавшихся до недавнего времени. Современные тепловизоры лишены подобных недостатков, но весьма дороги. Экономический вопрос также является сдерживающим фактором. Однако по сравнению с магнитно-резонансными томографами тепловизоры имеют меньшую стоимость [3].

2. Малая избирательность (неспецифичность) метода. Температура — неспецифический показатель, и этот момент мешает в использовании термографии как референтного диагностического метода. Данные термографического исследования не могут указывать на развитие того или иного заболевания со стопроцентной вероятностью, необходим анализ клинической картины и данных других методов исследования.

Помимо этого, среди врачей сложилось мнение о том, что термография очень часто становится причиной гипердиагностики. Зачастую бывает достаточно сложно отличить истинное развитие патологического процесса от индивидуальных физиологических особенностей организма [16].

Несмотря на некоторые минусы, потенциал применения инфракрасной термографии огромен. При помощи тепловидения можно диагностировать различную патологию во многих областях медицины.

Широкое распространение получила термография в онкологии. Для злокачественных опухолей характерна зона гипертермии, соответствующая области инфильтрации с разницей в температуре с окружающими тканями [10]. Тепловидение позволяет обнаружить опухоль молочной железы гораздо раньше, чем это возможно при маммографии [11]. Возможно обнаружение опухолей щитовидной железы. Исследования регионарных лимфатических узлов позволяют выявлять раннее метастазирование лимфогенным путём [12, 17]. Термография даёт возможность осуществлять контроль эффективности модифицирующей терапии опухолей (лучевой терапии, химиоте-
рапии) [18].

Термография нашла применение в акушерстве и гинекологии. При беременности характер распределения температур меняется, и это также можно увидеть на термограмме. Термографическими признаками беременности бывают гипертермия молочных желёз, изменение картины температур брюшной полости, постепенное распространение гипертермии в верхние и нижние отделы живота, а гипотермии — в средние, характерна светящаяся гипертермия в параумбиликальной области [3].

Разработаны термографические критерии, характерные для острых и хронических воспалительных заболеваний придатков матки, миомы матки, рака шейки матки, злокачественных и доброкачественных опухолей яичников.

Кроме того, возможно применение термографического метода в неонатологии и даже в пренатальной диагностике [11, 14].

В оториноларингологии термографию используют при воспалительных процессах и новообразованиях в верхнечелюстных и лобных пазухах. В этих случаях определяют зоны гипертермии. При злокачественных новообразования гортани на термограммах передней поверхности шеи визуализируются характерные очаги патологической гипертермии, обладающие склонностью к распространению на соседние участки тела. Кроме того, термография позволяет диагностировать параличи и парезы при поражении лицевых нервов и даже аллергический ринит [17].

В травматологии и ортопедии термографию применяют для диагностики патологии плечевых, локтевых, коленных, пястно-фаланговых, голеностопных, плюснефаланговых суставов, а также для выявления заболеваний позвоночника и костей (таких, как остеохондроз, сколиоз, невропатия периферических нервов, остеомиелит, остеопороз) [7].

В стоматологии термографию применяют для диагностики заболеваний челюстно-лицевой области, дёсен и языка [19].

Термографию активно используют для диагностики патологии сосудов (рис. 1). При нарушении артериального кровообращения (ангиоспазм, сужение или полный стеноз сосуда) определяется зона гипотермии, которая по положению, форме и размерам соответствует области снижения кровотока. При патологии венозных сосудов, напротив, обычно выявляют зону гипертермии [9].

Рис. 1. Термографическая диагностика заболеваний сосудов: а — облитерирующий атеросклероз сосудов нижних конечностей; б — варикозное расширение вен нижних конечностей

Локальное повышение температуры в области поверхностных вен нижних конечностей указывает на вероятность тромбофлебита. Атеросклеротические изменения сосудов также ведут к нарушению кровотока и изменению температуры, что позволяет зафиксировать наличие атеросклеротических бляшек методом термографии [16, 20]. Возможно применение методики в эндоваскулярной хирургии [21].

Тепловизионный метод используют в комбустиологии для диагностики глубины ожога, оценки адекватности инфузионной терапии, степени зрелости рубцовой ткани, жизнеспособности и динамики приживления трансплантатов, эффективности терапии [15].

В трансплантологии одной из наиболее сложных задач бывает определение готовности филатовского стебля к транспозиции. Термография позволяет оценить изменение кровотока в стебле на этапах его развития и определить момент, наиболее подходящий для транспозиции [18].

Возможна также диагностика различных заболеваний брюшной полости, особенно грыж [22]. Диагноз острого аппендицита ставят в основном по клиническим симптомам. Термография как объективный метод клинической визуализации может служить дополнением к диагностическому процессу, особенно в неясных клинических случаях, избавляя больного от инвазивных методов диагностики (рис. 2) [23].

Рис. 2. Термографическая диагностика острого аппендицита: a — норма; б — острый аппендицит

Кроме того, термография — весьма распространённый метод оценки качества реабилитации [24]. В неврологии тепловидение применяют для диагностики различных повреждений периферических нервов [25].

Помимо клинической медицины, термография нашла своё применение в фундаментальной фармакологии. Данная методика позволяет получить данные о воздействии различных лекарственных средств на организм человека, а также проводить испытания новых препаратов на лабораторных животных [15].

В настоящее время тепловидение может решать широкий спектр задач: определение наличия изменений в организме человека и, как следствие, вероятности наличия патологии, контроль эффективности лечения и реабилитации. С каждым годом проводят всё больше исследований, подтверждающих достаточно высокую эффективность, достоверность и безопасность термографии, высказывают предложения о проведении термографических скринингов [26]. Всё это даёт основания предполагать, что в скором времени термодиагностика станет так же популярна, как и рентгенологический метод обследования.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

Читайте также: