Image

Pencitraan termal medis

Hippocrates menulis pada 400 SM. e.: "Di bagian tubuh mana pun yang kelebihan panas atau dingin, penyakit itu harus dideteksi di sana." Orang Yunani kuno membenamkan tubuh dalam kotoran basah, dan area yang mengering lebih cepat menunjukkan mereka pada manifestasi lokal penyakit.

Sampai abad kedelapan belas, penggunaan tangan dan termometer tetap menjadi satu-satunya cara untuk mengukur panas yang berasal dari tubuh, dan sejauh ini kita masih bergantung pada termometer kontak saat melakukan pemeriksaan medis. Sejak karya perintis Dr. Karl Wunderlich pada tahun 1868, di mana ia menguraikan prinsip-prinsip dasar registrasi suhu dan pentingnya dalam studi dan pengobatan demam, pengukuran suhu tubuh manusia telah memainkan peran penting dalam kedokteran. Pengetahuan tentang dinamika suhu tubuh pada penyakit, kata Wunderlich, sangat penting bagi para praktisi, dan dalam beberapa kasus tak tergantikan, karena:

  • suhunya tidak bisa pura-pura atau tidak dipalsukan,
  • nilai suhu spesifik menunjukkan demam,
  • tingkat melebihi batas suhu normal sering menunjukkan keparahan dan bahaya penyakit,
  • termometri paling cepat dan aman memonitor setiap penyimpangan dari perjalanan penyakit yang terkontrol, mendeteksi kambuh dan perbaikan,
  • Termometri dapat digunakan untuk mengoptimalkan taktik perawatan.

Foto pertama adalah seorang pasien yang diolesi tanah liat. Berikutnya - desain termometer lama (dari: Kamus Ensiklopedis FA Brockhaus dan IA Efrona 1890-1907).

Termometri berkembang perlahan-lahan dari termoskop awal Galileo (1592) ke skala kalibrasi yang lebih nyaman dari fisikawan Polandia-Jerman Fahrenheit (1724) dan ilmuwan Swedia Celsius (1742). Skala Fahrenheit saat ini banyak digunakan hanya di AS. Unit suhu Kelvin dinamai setelah salah satu pendiri termodinamika oleh fisikawan Inggris Thomson (Lord Kelvin), yang mengusulkan skala suhu termodinamika, di mana permulaan (0K) bertepatan dengan nol absolut (suhu di mana gerakan kacau molekul dan atom berhenti). Satu derajat Celcius dan satu Kelvin sama pentingnya, skala mereka digeser oleh 273,15, yaitu, ° C = K - 273,15.

Pada tahun-tahun berikutnya, perangkat lain menggantikan termometer klinis merkuri kaca, seperti termokopel, termistor, pirometer, dan radiometer IR untuk mengukur suhu gendang telinga atau dahi. Hanya sekitar 1880, seorang astronom dan fisikawan Amerika, Langley, menemukan bolometer, detektor radiasi termal berdasarkan perubahan resistansi listrik elemen semikonduktor yang peka terhadap suhu ketika dipanaskan karena penyerapan fluks radiasi yang diukur. Dengan perangkat ini Anda bisa merasakan kehangatan makhluk hidup seukuran sapi pada jarak lebih dari 400 meter.

Dari kiri ke kanan: Karl Wunderlich (1815-1877), Samuel Langley (1834-1906), Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), Anders Celsius (1701-1744), William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907).

Hanya setelah penemuan dan studi radiasi infra merah (IR) dimungkinkan kemajuan yang signifikan dalam visualisasi IR dari manifestasi patologi, yang tidak perlu untuk kontak langsung dari alat pengukur dengan pasien.

Dasar-dasar untuk memahami sifat bagian IR dari spektrum elektromagnetik diletakkan oleh dua anggota keluarga yang sama: seorang astronom terkemuka William Herschel, yang menemukan pada tahun 1800 efek pemanasan dari cahaya merah yang terlihat, yang disebutnya "panas radiasi", yang sekarang dikenal sebagai radiasi IR, dan putranya John Herschel, pada tahun 1840, dalam gambar termal pertama yang diterima oleh eksperimen dengan sinar matahari alami - termogram.

Kiri: William Herschel (1783-1822) dan eksperimennya. Di tengah: John Herschel (1792-1871). Di sebelah kanan adalah termogram radiasi matahari, diperoleh oleh D. Herschel pada tahun 1840.

Sejak itu, banyak ilmuwan telah berkontribusi pada pengetahuan yang mendalam tentang radiasi IR. Namun, 100 tahun lagi harus lulus dari termogram inframerah D. Herschel, sebelum menjadi mungkin untuk berhasil mewujudkan penggunaan praktis pencitraan termal. Selama masa ini, hukum radiasi Kirchhoff, Stephen, Boltzmann, Vin dan Planck ditemukan. Undang-undang ini diperhitungkan dalam pencitraan panas modern dan teknologi termometer-radio, yang memungkinkan untuk mengukur suhu mereka dengan mengukur radiasi benda. Penerima aksi jarak jauh (pencitra termal, termometer radio IR dan milimeter) merekam suhu kecerahan, yaitu suhu yang sesuai dengan kekuatan radiasi elektromagnetik tubuh manusia.

Penemu hukum radiasi. Dari kiri ke kanan: Max Planck (1858-1947), Joseph Stefan (1835-1893), Ludwig Boltzmann (1844-1906), Wilhelm Wien (1864-1928).

Pada pertengahan abad ke-20, pekerjaan intensif dan sukses dalam penggunaan militer teknologi IR berkontribusi pada penciptaan pencitra termal pertama. Diagnostik pencitraan termal modern memiliki setiap alasan untuk menjadi salah satu teknologi informasi utama dengan ruang lingkup yang luas, dan saat ini, sistem pencitraan IR memiliki dampak besar pada kedokteran, sains, dan astronomi.

Pencitraan termal adalah metode diagnostik fungsional yang telah berhasil digunakan oleh dokter di seluruh dunia selama lebih dari setengah abad. Keuntungan yang tidak dapat disangkal, seperti tidak berbahaya mutlak, kejernihan visual, kesederhanaan dan kecepatan memperoleh hasil dengan konten informasi yang tinggi, menyebabkan perluasan cepat dari ruang lingkup penerapan metode pencitraan termal dalam kedokteran.

Perkembangan pencitraan termal medis.

Sejarah penciptaan pencitra termal untuk penggunaan medis mencakup beberapa generasi perangkat. Fisikawan-spektroskopi Jerman Marian Cherni pada tahun 1925, ia mengembangkan evaporograf. Muridnya, Bowling Barnes, membangun imager termal pertama berdasarkan thermistor pada 1950-an. Salah satu alat tersebut digunakan oleh dokter kandungan-ginekologi Kanada dan peneliti medis Ray Lawson dari Universitas McGill untuk mendapatkan termogram kelenjar susu. Pada tahun 1956, ia menerbitkan sebuah makalah di mana ia melaporkan tentang deteksi menggunakan pencitraan inframerah dari peningkatan suhu kulit dalam proyeksi tumor payudara ganas yang terverifikasi pada 26 wanita. Studi perintis ini dapat dianggap sebagai awal dari metode diagnostik baru - termografi klinis, atau pencitraan termal medis.

Di sebelah kiri adalah Ray Lawson (Ray N.Lawson, 1973), di tengah dan di kanan adalah pencitra termal pertama (Piroscan, Inggris).

Penelitian biomedis

Nilai yang tak diragukan dan tak terbantahkan dalam penelitian biomedis tentang metode modern visualisasi benda hidup. Diantaranya adalah sinar-X (termasuk CT dan PET), berbagai modifikasi MRI, ultrasound, optik, spektroskopi, metode elektrofisiologi dan banyak lainnya. Namun, di samping kelebihan masing-masing metode pemetaan yang ada, semuanya dalam praktek di fisiologis dan, terutama, dalam studi klinis manusia memiliki keterbatasan tertentu.

Oleh karena itu, terlepas dari kekayaan dukungan instrumental dan kemampuan untuk beberapa metode di atas untuk mengukur suhu, pencitraan termal dalam kedokteran menempati ceruknya, yang ditentukan tidak hanya oleh panjang gelombang radiasi yang direkam oleh tubuh, tetapi juga oleh sejumlah fitur tambahan: tidak berbahaya lengkap, non-kontak, kecepatan dan kesederhanaan penelitian dengan informativnosti diagnostik tinggi.

Kami juga menambahkan bahwa kombinasi penggunaan pencitraan termal dengan metode lain penilaian klinis dan perangkat keras dari keadaan fungsional tubuh dan sistemnya sering meningkatkan efektivitasnya. Dengan metodologi penelitian yang kuat dan berdasarkan bukti, kualitas-kualitas ini dapat mengubah pencitraan termal, seperti yang diungkapkan oleh L.B. Likhterman, dalam "metode diagnostik yang ideal."

Pencitraan termal seseorang

Tubuh manusia adalah sistem termodinamika non-ekuilibrium terbuka yang berinteraksi konstan dengan lingkungan dan menerapkan sistem termoregulasi yang kompleks untuk mempertahankan suhu konstan "inti" - area pusat tubuh (tengkorak, dada dan rongga perut) karena perubahan terkontrol pada suhu daerah perifer. Menjaga stabilitas lingkungan internal dan keseimbangannya yang dinamis adalah fitur penting dari aktivitas vital tubuh.

Menurut hukum fisika, dengan transformasi energi apa pun (termasuk dalam organisme hidup), sebagian darinya berubah menjadi panas. Semua proses dalam tubuh dapat dibagi menjadi dua jenis: terjadi dengan pelepasan energi dan penyerapan energi. Proses fisiologis yang paling penting yang berfungsi sebagai sumber panas dalam tubuh hewan homoiotherm (berdarah panas) adalah metabolisme basal, mempertahankan postur, tonus otot dingin, aktivitas motorik, dan menggigil dingin. Metabolisme basal adalah sumber yang paling penting dan, pada saat yang sama, konsumen panas, yang terbentuk sebagai hasil dari proses yang terus-menerus terjadi dalam tubuh: mempertahankan gradien zat dan muatan pada membran semua sel; kerja otot jantung dan pernapasan; motilitas usus; mempertahankan nada otot polos dan rangka; proses regenerasi, dll.

Dalam organisme hidup, konduktivitas termal jaringan dikaitkan terutama dengan aliran darah dan, pada tingkat lebih rendah, secara normal, dengan intensitas metabolisme. Mekanisme reflektor perpindahan panas dari struktur yang lebih dalam juga dapat berpartisipasi dalam pembentukan pola termal permukaan (distribusi bidang termal). Pelepasan panas dari struktur saraf terbuka, selain aliran darah dan metabolisme, juga ditentukan oleh elektrogenesis. Faktor eksternal yang menentukan radiasi infra merah dari kulit adalah suhu, luas dan lama paparan suhu eksternal.

Profil suhu fisiologis normal kulit menunjukkan penurunan suhu dari kepala ke kaki dan dalam arah proksimal-distal (dari pusat ke pinggiran) pada ekstremitas dengan simetri relatif di kedua sisi tubuh, yang telah berulang kali diperlihatkan menggunakan pencitraan termal. Ini dipengaruhi oleh ritme biologis (sirkadian), keadaan sistem hormonal, nada simpatik, metabolisme panas dan air, keadaan sistem vasomotor, ketebalan dan pigmentasi kulit, dan fluktuasi berkala pada tingkat hormon, seperti produksi kortisol dan progesteron, serta tingkat stres subjek, kehadiran, lokalisasi dan keparahan nyeri dan banyak lagi. Dengan demikian, suhu kulit merupakan indikator integral, yang besarnya, lebih dari itu, ditentukan tidak hanya oleh hukum fisiologi, tetapi juga oleh adanya gangguan sirkulasi lokal, fokus peradangan septik atau aseptik, tumor, dan juga tergantung pada obat, merokok, penggunaan wewangian dan sejumlah faktor lainnya.

Pertanyaan alami muncul: apakah mungkin untuk menarik kesimpulan spesifik yang dibuktikan berdasarkan survei pencitraan termal dengan begitu banyak faktor yang mempengaruhi radiasi IR tubuh manusia?

Jawabannya adalah ya! - dan dasar untuk respons semacam itu adalah bahwa seseorang termasuk dalam makhluk homoiotherm, dari mana dimungkinkan untuk menetapkan kriteria untuk distribusi temperatur normal dan mendefinisikan konsep norma suhu dan patologi. Dasar dari keberadaan makhluk homeothermic adalah termoregulasi - mempertahankan suhu tubuh yang konstan, yang dimungkinkan dengan keseimbangan yang tepat antara produksi panas dan pelepasan panas. Biasanya, pada manusia, suhu otak, darah, dan organ dalam (suhu "nukleus") berfluktuasi sekitar 37 ° C dengan kisaran fluktuasi ± 1,5 °. Dengan penyimpangan suhu yang lebih signifikan, aktivitas enzim terganggu, diikuti oleh disfungsi organ dan jaringan, sedangkan suhu tubuh manusia di atas 43 ° C dan di bawah 33 ° C praktis tidak sesuai dengan kehidupan. Semua reaksi yang memungkinkan mempertahankan suhu tubuh yang konstan dalam berbagai kondisi dikendalikan oleh pusat saraf khusus yang terletak di otak.

Saat ini, telah ditunjukkan bahwa sensasi suhu disediakan oleh aktivitas kumulatif sensor-sensor kulit yang peka terhadap panas, informasi yang ditransmisikan ke pusat-pusat yang lebih tinggi. Sistem termoregulasi meliputi daerah kortikal dan hipotalamus otak. Hipotalamus memproses informasi dari thermoreceptors eksternal dan internal dan menyediakan penyesuaian suhu aktual dan target. Telah ditetapkan bahwa wilayah anterior hipotalamus mengatur proses perpindahan panas, dan inti hipotalamus posterior dianggap sebagai pusat pembentukan panas.

Struktur yang sensitif terhadap panas selain hipotalamus juga ditemukan di batang otak (median dan medula), di sumsum tulang belakang, di dinding dorsal rongga perut, di otot dan di struktur subkutan. Ini berarti bahwa ada mekanisme lokal dan pusat untuk merespons penyimpangan dari nilai suhu, yang oleh sistem termoregulasi dianggap "normal". Mekanisme terpenting dalam sistem ini adalah pengaturan tonus pembuluh darah kulit oleh sistem saraf simpatis. Peningkatan pengisian darah pada kulit meningkatkan konduktivitas termal dan, karenanya, perpindahan panas tubuh akibat konduksi langsung (konduksi) panas melalui kulit; penurunan sirkulasi darah perifer, sebaliknya, berkontribusi pada "retensi" panas. Mekanisme ini melindungi tubuh dari panas berlebih maupun dingin.

Dispersi panas ke lingkungan, penting bagi organisme homeotermik, terjadi dalam beberapa cara: konduksi panas, radiasi panas, konveksi, penguapan cairan dari permukaan tubuh. Perubahan proporsi komponen-komponen ini dalam total perpindahan panas tubuh manusia tergantung pada suhu dan kelembaban lingkungan. Pada manusia, dalam kondisi kenyamanan suhu (suhu udara 20 ° C dan kelembaban relatif 40-60%) radiasi 54 kkal / jam, konduktivitas termal 26 kkal / jam, penguapan 23 kkal / jam. Proses perpindahan panas dalam jaringan biologis tergantung pada konduktivitas termal jaringan, konveksi, intensitas perfusi darah, pelepasan panas metabolik.

Kemampuan teknis

Nilai informasi radiasi IR sebagai sinyal adalah bahwa ia mencerminkan keadaan fungsional dan dinamika perubahannya di berbagai jaringan dan sistem tubuh. Terlepas dari kenyataan bahwa radiasi infra merah direkam dari permukaan tubuh, radiasi infra merah mungkin mengandung informasi tentang kontribusi jaringan yang terletak di bawah kulit, khususnya, dengan perkembangan lemak subkutan yang berbeda, keadaan otot yang berbeda, serta proses patologis - tumor jaringan lunak, proses inflamasi, nanah, dll. Nilai metode pencitraan termal dalam situasi klinis seperti itu disebabkan, antara lain, ketidakmampuan untuk menggunakan metode pengukuran suhu kontak atau invasif (termistor, termokopel, dll.), Dan sebelum metode pengukuran kedalaman (termometer radio), pencitraan termal memiliki keunggulan dalam resolusi spasial dan temporal.

Kemampuan teknis peralatan pencitraan termal memungkinkan Anda untuk memperbaiki bahkan perbedaan kecil dalam suhu permukaan secara andal. Memvisualisasikan proses seperti perubahan volume dan kecepatan pergerakan darah melalui pembuluh, pelepasan dan penguapan cairan dari permukaan kulit, yang mengarah pada perubahan suhu pada permukaan tubuh, pencitraan termal adalah metode teknologi tinggi untuk mendapatkan informasi fungsional tentang pasien secara real time.

Termotopografi

Termotopografi (pola stasioner distribusi suhu pada permukaan berbagai bagian tubuh) dalam totalitasnya membawa banyak data berguna. Dalam pengukuran statis, informasi yang bermakna dapat diekstraksi dari menganalisis perbedaan suhu di area simetris tubuh pasien yang sama, gradien suhu atau dengan membandingkan gambar IR objek yang sedang dipelajari dengan potret termal dari objek lain. Pengukuran dinamis memberikan para peneliti informasi tambahan, yang memungkinkan Anda untuk memantau jalannya perawatan dan mengevaluasi efektivitasnya, menjelajahi evolusi keadaan fungsional dari kedua sistem termoregulasi secara keseluruhan dan hubungan individualnya.

Dengan keinformatifan yang terbukti dari metode dalam diagnostik, mencapai 90-97% untuk penyakit seperti patologi kelenjar susu atau lesi vena pada ekstremitas bawah, metode ini memungkinkan untuk mendiagnosis penyakit pada tahap praklinis.

Alasan patologis utama untuk peningkatan suhu lokal:

  • peradangan dari setiap genesis di mana ada ekspansi lokal pembuluh mikrovaskulatur dan penguatan proses metabolisme;
  • gangguan aliran keluar vena dan kongesti vena;
  • neoplasma ganas, di mana proses metabolisme juga diaktifkan. Termodiagnosis lokal sangat efektif bila terletak di permukaan kulit dangkal neoplasma ganas (misalnya, kulit, kelenjar susu, kelenjar tiroid);
  • iritasi pada akar tulang belakang dan saraf tepi. Dalam hal ini, kenaikan suhu diamati di zona persarafan mereka;
  • peningkatan metabolisme berbagai organ.

Penyebab patologis utama penurunan suhu lokal:

  • pelanggaran suplai darah arteri (lesi aterosklerotik arteri, trombosis, dll.);
  • pengurangan mikrosirkulasi (mikroangiopati dari berbagai asal-usul, gangguan regulasi vegetatif tonus pembuluh darah);
  • penurunan tingkat metabolisme berbagai organ usia atau sifat patologis;
  • proses degeneratif dengan penggantian jaringan yang aktif secara fungsional oleh jaringan ikat;
  • disfungsi diucapkan dari akar tulang belakang dan saraf perifer (di dermatom yang sesuai dan zona persarafan).

Keuntungan pencitraan termal sebagai metode diagnostik

  • kesederhanaan, aksesibilitas, dan kemudahan penggunaan;
  • menerima hasil secara real time;
  • mobilitas dan kurangnya ikatan ke kantor atau area tertentu dengan properti yang ditentukan;
  • kemampuan untuk melakukan penelitian (memperoleh data primer dalam bentuk termogram) oleh setiap orang yang telah menjalani pelatihan jangka pendek yang diperlukan, termasuk mereka yang tidak memiliki pendidikan kedokteran (perawat, asisten laboratorium);
  • Karena perangkat ini merupakan elemen kompleks perangkat lunak dan perangkat keras, ada kemungkinan mentransfer gambar ke layanan, di mana spesialis dalam termografi akan mengevaluasi gambar yang diperoleh secara online untuk kehadiran tanda-tanda termografi patologi, algoritma teknologi telemedicine diimplementasikan. Dalam waktu dekat, perangkat lunak kami akan secara otomatis mendeteksi tanda-tanda zona patologis dan membentuk protokol untuk pemeriksaan pencitraan termal pasien.
  • penglihatan termal tidak berdarah, tidak berbahaya (non-invasif) untuk pasien dan staf, dapat dilakukan berulang kali dan dengan tingkat keparahan kondisi pasien.

Laporan pemeriksaan

Untuk analisis yang benar dan perbandingan termogram yang diperoleh pada waktu yang berbeda, penelitian dilakukan dalam kondisi standar, yaitu:

  • pada suhu 22-24 ° C (zona "kenyamanan termal" - dalam kisaran ini, mekanisme termoregulasi bekerja dalam mode fisiologis normal) tanpa meniup udara, dengan pengecualian sumber seperti panas (baterai, pemanas kipas, lampu pijar) dan dingin (AC, terbuka jendela di musim dingin, dll.);
  • tidak lebih awal dari 2 jam setelah makan dan melakukan aktivitas fisik;
  • dengan pengecualian, setidaknya pada siang hari, menggunakan persiapan farmakologis vasoaktif, salep, gosok atau homeopati, dan dalam waktu 5-6 jam - dengan pewangi;
  • setelah adaptasi dengan kulit terbuka di area pemeriksaan setidaknya selama 15 menit;
  • wanita dalam pemeriksaan kelenjar susu di tengah siklus menstruasi (10-14 hari).

Ruang lingkup penelitian tergantung pada tujuannya: skrining penuh primer meliputi pendaftaran sekitar 20-25 termogram, volume kontrol (untuk hasil pengobatan) atau penelitian zonal (misalnya, hanya kelenjar susu) jauh lebih kecil. Menurut kesaksian, penelitian ini dapat dilengkapi dengan tes stres yang bertujuan mengidentifikasi / mengkonfirmasi patologi: tes dingin, tes glukosa, tes olahraga dan lainnya.

Durasi studi satu zona (tanpa memperhitungkan waktu adaptasi) adalah 3-5 menit, studi multi-situs penuh memakan waktu 10-15 menit. Durasi tes stres - mulai dari 5 menit (olahraga) hingga 45 menit (tes glukosa).

Harus ditekankan bahwa terlepas dari kenyataan bahwa komunitas medis tidak selalu menganggap pencitraan termal sebagai metode berbasis bukti untuk mendiagnosis banyak penyakit, kami percaya bahwa metode ini terutama merupakan alat untuk mendukung pengambilan keputusan diagnostik.

Termografi (pencitraan termal)

Termografi adalah metode penelitian medis yang bertujuan mengidentifikasi dan melokalisasi berbagai proses patogenik disertai dengan peningkatan suhu lokal (lebih jarang - penurunan). Dengan metode ini, Anda dapat menentukan berbagai bentuk proses inflamasi, pertumbuhan aktif tumor, varises, cedera, memar, patah tulang. Ini adalah studi yang akurat, dengan dasar di mana Anda dapat membuat diagnosis yang benar dan menentukan lokalisasi proses.

Deskripsi prosedur

Ada dua jenis termografi: kontak dan kontak, tetapi esensi dari kedua metode adalah penentuan suhu tubuh di area tertentu.

Termografi non-kontak dilakukan dengan menggunakan perangkat tertentu, yang meliputi termograf dan pencitra termal. Perangkat ini mendaftarkan gelombang inframerah dan menampilkannya sebagai gambar. Metode ini memungkinkan Anda untuk segera menutupi seluruh tubuh pasien.

Termografi kontak menggunakan kristal cair yang dapat mengubah warnanya tergantung pada suhu tubuh manusia. Kontak dibuat menggunakan lapisan atau film khusus dengan konektor yang sesuai. Metode ini bersifat lokal dan lebih akurat daripada termografi non-kontak.

Mempersiapkan termografi

Meskipun relatif sederhana, prosedur ini memiliki beberapa fitur dalam persiapan.

10 hari sebelum penelitian, perlu untuk berhenti minum semua obat yang termasuk hormon atau mempengaruhi sistem kardiovaskular. Hapus salep yang dapat mempengaruhi area yang sedang diselidiki. Saat memeriksa organ perut pasien tidak boleh makan (berada di perut kosong).

Untuk pemeriksaan payudara, Anda harus menunggu 8-10 (beberapa sumber mengatakan 6-8, jadi sebaiknya periksa dengan spesialis) pada hari siklus menstruasi. Di ruangan tempat termografi dilakukan, harus ada suhu konstan 22-23 derajat Celcius. Agar pasien dapat beradaptasi dengannya, perlu melepaskan pakaiannya di kantor dan memungkinkannya untuk terbiasa dalam waktu 15-20 menit. Pasien harus dalam keadaan istirahat dan santai, karena ini dapat secara signifikan mempengaruhi hasilnya.

Melakukan penelitian

Prosedur ini dapat dilakukan oleh seorang spesialis dalam diagnostik fungsional, namun, seorang dokter yang sangat spesialis akan menguraikan hasil dan menetapkan diagnosis.

Tidak setiap rumah sakit memiliki peralatan untuk termografi, karena penelitian ini tidak biasa.

Karena itu, jenis pemeriksaan ini dilakukan di klinik swasta atau beberapa jenis apotik dan membutuhkan biaya yang layak. Seringkali, tidak mungkin untuk melakukan penelitian segera setelah resep dokter, karena fakta bahwa perlu untuk memenuhi persyaratan tertentu selama periode yang agak lama sebelum prosedur.

Termografi non-kontak dilakukan kebanyakan berdiri atau berbaring. Pada saat yang sama, prosesnya sendiri mirip dengan prosedur memotret atau merekam video dari sudut yang berbeda. Termografi kontak dilakukan terutama dengan duduk, dengan menghubungi film atau lapisan yang ditentukan sebelumnya dengan area yang diteliti. Gambar ditransmisikan ke layar komputer dan / atau direkam pada media digital untuk tindakan lebih lanjut oleh spesialis.

Hasil termografi dievaluasi dan diproses secara elektronik. Patologi terlihat karena perubahan pola termal di tempat-tempat dengan hipotermia (suhu di bawah normal untuk situs) atau hipertermia (suhu tinggi).

Keuntungan dan kerugian

Di antara kelebihannya adalah menyediakan penelitian keamanan absolut untuk dokter dan pasien, penelitian tanpa rasa sakit, yang tidak memiliki kontraindikasi dan batasan usia. Selain itu, perangkat ini tidak mencemari lingkungan, memiliki tampilan pelokalan yang sangat akurat (kesalahannya kurang dari satu milimeter), dan juga secara akurat menampilkan perubahan suhu (hingga 0,008 derajat Celcius) dan memungkinkan Anda memeriksa seluruh tubuh dalam satu sesi.

Kerugiannya termasuk fakta bahwa pasien dapat secara tidak adil memenuhi persyaratan pada tahap persiapan, sebagai akibatnya - hasilnya mungkin salah.

Persiapan panjang dianggap sebagai minus, karena konsekuensinya kadang-kadang tidak dapat diubah pada saat survei, biaya tinggi dibandingkan dengan metode alternatif, misalnya, biopsi, sejumlah kecil lembaga penelitian medis dan medis yang melakukan penelitian ini.

Indikasi untuk

Dengan meningkatnya jumlah kanker payudara, metode penelitian baru diperlukan, dan sebagai hasilnya, termografi menjadi salah satu metode utama untuk memeriksa kelenjar karena kelebihannya, meskipun memiliki persyaratan yang harus dilakukan pada hari-hari tertentu dari siklus menstruasi.

Karena kenyataan bahwa proses inflamasi disertai dengan peningkatan suhu, terutama di tempat lokalisasi, termografi memungkinkan Anda untuk membatasi pusat peradangan. Ini terutama terlihat ketika proses inflamasi telah mengenai organ rongga internal atau rongga tubuh lainnya, karena hipertermia memiliki batas yang jelas pada area ini.

Setiap pelanggaran sistem pembuluh darah juga terlihat jelas dalam penelitian ini. Jadi, dengan varises, ketebalan dinding mereka berkurang, dan sebagai akibatnya, perpindahan panas meningkat. Dengan iskemia, trombosis dan nekrosis karena kekurangan atau kekurangan suplai darah, suhu daerah tubuh dan pembuluh turun.

Ini memungkinkan Anda mengidentifikasi flebitis pada tahap awal, dan angiografi bukan metode yang paling berguna untuk mempelajari patologi, karena mempengaruhi pembuluh darah dan efek negatif radiasi sinar-x.

Perubahan dalam sistem endokrin, khususnya kelenjar tiroid, pankreas dan saliva. Memungkinkan Anda untuk menentukan perkembangan proses onkologis di dalamnya, dan untuk pankreas - kerusakannya, yang mungkin menjadi penyebab diabetes tipe 1. Pelanggaran kelenjar tiroid - dapat bermanifestasi sebagai hipotermia dari beberapa bagian tubuh.

Gangguan pertukaran panas kulit berhubungan dengan spasme atau relaksasi kapiler superfisial kulit. Mungkin akibat kelainan pada sistem saraf, atau kelainan bawaan. Selain metode ini, tidak mungkin untuk menegakkan diagnosis yang pasti dengan cara lain, sehingga termografi dalam kasus ini adalah satu-satunya cara untuk menetapkan diagnosis yang akurat.

Termografi secara aktif digunakan dalam traumatologi, karena memungkinkan untuk menentukan lokalisasi cedera dan jenisnya.

Peregangan dan memar ditandai dengan peningkatan suhu pada area, otot, atau kelompok otot tertentu. Dengan fraktur tertutup, seseorang dapat dengan jelas melihat batas fraktur, fragmen tulang, yang terlihat jauh lebih baik daripada pada sinar-X, dan lebih aman, karena tidak ada efek eksternal negatif.

Pencitraan termal

Departemen Medbiofisika, Informatika dan Ekonomi

Pencitraan termal dalam kedokteran

Siswa tahun pertama

Gushchin N.V., Danilov I.A.

2. Bagian utama

- Informasi historis tentang pencitraan termal;

- Aspek biofisik pencitraan termal;

- Inti dari pencitraan medis;

- Area aplikasi pencitraan termal dalam diagnostik medis;

- Metode penelitian pencitraan termal;

- Cara menginterpretasikan gambar termografis;

- Perangkat pencitraan termal medis;

- Cara dan prospek untuk meningkatkan diagnosa pencitraan termal dalam kedokteran;

Pencitraan termal, sebagai area penerapan hukum radiasi termal

Pencitraan termal dapat disebut cara universal untuk memperoleh berbagai informasi tentang dunia di sekitar kita. Seperti diketahui, radiasi panas memiliki tubuh apa pun yang suhunya berbeda dari nol absolut. Selain itu, sebagian besar proses konversi energi (dan ini termasuk semua proses yang diketahui) terjadi dengan pelepasan atau penyerapan panas. Karena suhu rata-rata di Bumi tidak tinggi, sebagian besar proses berlangsung dengan generasi panas spesifik yang rendah dan pada suhu rendah. Karenanya, energi radiasi maksimum dari proses-proses tersebut jatuh ke dalam jangkauan gelombang inframerah inframerah.

Pencitraan panas adalah bidang ilmiah dan teknis yang mempelajari dasar-dasar fisik, metode, dan perangkat (pencitra termal) yang menyediakan kemungkinan mengamati objek yang dipanaskan secara ringan.

Aplikasi medis

Dalam kedokteran modern, pencitraan termal adalah metode diagnostik yang kuat yang memungkinkan untuk mengidentifikasi patologi yang sulit dikendalikan dengan cara lain. Pencitraan termal digunakan untuk mendiagnosis penyakit berikut (sebelum manifestasi radiografi, dan dalam beberapa kasus jauh sebelum keluhan pasien muncul) dari penyakit berikut: peradangan dan tumor kelenjar susu, organ ginekologi, kulit, kelenjar getah bening, penyakit THT, lesi saraf dan pembuluh darah ekstremitas, varises; penyakit radang saluran pencernaan, hati, ginjal; osteochondrosis dan tumor tulang belakang.

1. Informasi historis tentang pencitraan termal

Untuk pertama kalinya, diagnosa pencitraan termal dalam praktek klinis diterapkan oleh ahli bedah Kanada Dr. Lawson pada tahun 1956. Dia menggunakan alat penglihatan malam yang digunakan untuk keperluan militer, untuk diagnosis awal kanker kelenjar susu pada wanita. Penggunaan metode pencitraan termal menunjukkan hasil yang menggembirakan. Keandalan penentuan kanker payudara adalah, terutama pada tahap awal, sekitar 60-70%. Identifikasi kelompok risiko selama skrining massal besar membenarkan efisiensi pencitraan termal. Di masa depan, pencitraan termal telah menjadi lebih banyak digunakan dalam kedokteran. Dengan perkembangan teknologi pencitraan termal, menjadi mungkin untuk menggunakan pencitra termal dalam bedah saraf, terapi, bedah vaskular, refleksodiagnostik dan refleksoterapi. Ketertarikan pada pencitraan medis berkembang di semua negara maju, seperti Jerman, Norwegia, Swedia, Denmark, Prancis, Italia, Amerika Serikat, Kanada, Jepang, Cina, Korea Selatan, Spanyol, Rusia. Para pemimpin dalam produksi peralatan pencitraan termal adalah Amerika Serikat, Jepang, Swedia dan Rusia.

2. Aspek biofisik pencitraan termal.

Dalam tubuh manusia biokimia eksotermik

proses dalam sel dan jaringan, serta karena pelepasan energi,

terkait dengan sintesis DNA dan RNA, menghasilkan sejumlah besar panas-50-100 kkal / gram. Panas ini didistribusikan di dalam tubuh melalui sirkulasi darah dan getah bening. Tingkat sirkulasi darah, gradien suhu. Darah, karena konduktivitas termal yang tinggi, yang tidak berbeda dengan sifat gerakannya, mampu melakukan pertukaran panas intensif antara area pusat dan area tubuh. Yang paling hangat adalah darah vena campuran. Ini sedikit dingin di paru-paru dan, menyebar melalui lingkaran besar sirkulasi darah, mempertahankan suhu optimal jaringan, organ, dan sistem. Suhu darah yang melewati pembuluh kulit berkurang 2-3 °. Dalam patologi, sistem peredaran darah terganggu. Perubahan terjadi hanya karena peningkatan metabolisme, misalnya, dalam fokus peradangan meningkatkan perfusi darah dan, akibatnya, konduktivitas termal, yang tercermin dalam termogram oleh penampilan fokus hipertermia. Suhu kulit memiliki topografinya sendiri yang terdefinisi dengan baik.

Benar, pada bayi baru lahir, seperti yang diperlihatkan IAArkhangelskaya, termomotopografi kulit tidak ada. Ekstremitas distal, ujung hidung, dan daun telinga memiliki suhu terendah (23-30 °). Suhu tertinggi dari daerah aksila, di perineum, leher, epigastrium, bibir, pipi. Daerah yang tersisa memiliki suhu 31-33,5 ° C. Variasi harian dalam suhu kulit rata-rata 0,3-0,1 ° C dan tergantung pada tekanan fisik dan mental, serta faktor lainnya.

Hal-hal lain dianggap sama, perubahan minimal pada suhu kulit

diamati di leher dan dahi, maksimum - di distal

anggota badan, yang dijelaskan oleh pengaruh bagian yang lebih tinggi dari sistem saraf. Wanita sering memiliki suhu kulit lebih rendah daripada pria. Dengan bertambahnya usia, suhu ini menurun dan variabilitasnya menurun di bawah pengaruh suhu lingkungan. Dengan perubahan konstanta rasio suhu dari area internal tubuh, proses termoregulasi diaktifkan, yang membentuk tingkat keseimbangan baru antara suhu tubuh dan lingkungan.

Pada orang yang sehat, distribusi suhu simetris

relatif terhadap garis tengah tubuh. Memecah simetri ini juga berfungsi

kriteria utama untuk diagnosis pencitraan termal penyakit. Ekspresi kuantitatif asimetri termal adalah besarnya perbedaan suhu.

Kami daftar penyebab utama asimetri suhu:

1) Patologi pembuluh darah bawaan, termasuk tumor pembuluh darah.

2) Gangguan otonom, menyebabkan disregulasi nada vaskular.

3) Gangguan peredaran darah karena trauma, trombosis, emboli,

4) Kemacetan vena, aliran darah retrograde dengan insufisiensi katup vena.

5) Proses inflamasi, tumor yang menyebabkan peningkatan lokal dalam proses metabolisme.

6) Perubahan konduktivitas termal jaringan karena pembengkakan, peningkatan atau

penurunan lapisan lemak subkutan.

Ada yang disebut fisio-asimetri fisiologis,

yang berbeda dari besarnya diferensial patologis

suhu untuk setiap bagian tubuh individu. Untuk dada, perut, dan punggung

perbedaan suhu tidak melebihi 1,0 ° C.

Reaksi termoregulasi dalam tubuh manusia dikendalikan

Selain sentral, ada mekanisme lokal termoregulasi.

Kulit berkat jaringan kapiler padat yang terkendali

sistem saraf otonom dan mampu berkembang secara signifikan atau

untuk benar-benar menutup lumen pembuluh, untuk mengubah kaliber Anda dalam rentang yang luas, - organ penukar panas yang indah dan pengontrol suhu tubuh.

Termografi - metode diagnostik fungsional,

berdasarkan pada pendaftaran radiasi infra merah dari tubuh manusia,

sebanding dengan suhunya. Distribusi dan intensitas radiasi termal dalam kondisi normal ditentukan oleh kekhasan proses fisiologis yang terjadi dalam tubuh, khususnya, baik di permukaan dan di bagian dalam dan organ. Kondisi patologis yang berbeda ditandai oleh asimetri termal dan adanya gradien suhu antara zona radiasi tinggi atau rendah dan wilayah tubuh simetris, yang tercermin dalam gambar termografi. Fakta ini memiliki nilai diagnostik dan prognostik yang penting, sebagaimana dibuktikan oleh banyak studi klinis.

3. Esensi dari pencitraan termal medis.

Pencitraan panas medis (thermography) adalah satu-satunya metode diagnostik yang memungkinkan untuk mengevaluasi proses termal dalam tubuh manusia. Keandalan diagnosis banyak penyakit tergantung pada efektivitas penilaian ini.

Informasi spasial tentang distribusi suhu di atas permukaan tubuh manusia dalam berbagai jenis patologi adalah kepentingan independen, karena secara langsung atau tidak langsung terkait dengan gangguan produksi panas, pertukaran panas, dan termoregulasi. Perubahan suhu mencerminkan gangguan sirkulasi darah dan metabolisme, dan karena itu pencitraan termal sebagai metode yang sangat informatif memainkan peran independen di antara metode instrumental lainnya untuk mendiagnosis gangguan ini.

Keadaan termal jaringan, suhunya ditandai oleh intensitas radiasi inframerah. Manusia sebagai objek biologis, yang memiliki suhu 31 ° C hingga 42 ° C, adalah sumber radiasi inframerah yang dominan. Kerapatan spektral maksimum dari radiasi ini adalah di wilayah sekitar 10 mikron.

Pencitra termal yang beroperasi dalam kisaran 8-12 mikron, dapat merekam radiasi infra merah dari permukaan tubuh manusia dengan sangat akurat. Selain itu, mereka menerapkan fungsi pengukuran nilai absolut suhu pada setiap titik fokus patologis. Keadaan ini memiliki nilai prediktif yang penting dan memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian di tingkat teknologi tinggi baru dengan perluasan aplikasi. Area yang paling menjanjikan termasuk studi mendalam dan terperinci dari berbagai patologi, diagnostik pencitraan termal selama berbagai intervensi bedah.

Dengan demikian, menggunakan pencitra termal, dimungkinkan, dengan tingkat keandalan yang diperlukan, untuk merekam bidang termal dan mengevaluasi informasi yang diperoleh, memberikan karakteristik kualitatif dan kuantitatif. Jadi, ketika mendaftarkan radiasi infra merah, lokasi, ukuran, bentuk, dan karakter perbatasan, struktur fokus patologis divisualisasikan. Ini adalah analisis kualitatif informasi pencitraan termal. Ketika mengukur suhu absolut, tingkat keparahan proses patologis, aktivitasnya dievaluasi, sifat gangguan (fungsional, organik) dibedakan. Ini adalah analisis kuantitatif informasi pencitraan termal.

Kemampuan diagnostik pencitraan termal medis didasarkan pada penilaian distribusi zona radiasi inframerah pada permukaan tubuh. Metode ini memberikan informasi tentang perubahan anatomi dan topografi dan fungsional di bidang patologi. Pencitraan termal medis memungkinkan Anda untuk menangkap bahkan tahap awal proses inflamasi, vaskular, dan neoplastik. Tergantung pada kenaikan atau penurunan suhu lokal terhadap latar belakang standar tubuh (normal fisiologis), radiasi infra merah jaringan di area patologi meningkat atau berkurang.

4. Bidang penerapan pencitraan termal dalam kedokteran.

Termografi memungkinkan Anda mengidentifikasi dan mengklarifikasi gangguan patologis dan fungsional tahap awal praklinis organ internal. Aplikasi dalam diagnosa medis:

Penyakit internal - angiopati diabetik, aterosklerosis, endarteritis vaskular, penyakit Raynaud, hepatitis, gangguan regulasi otonom, miokarditis, bronkitis, dll. Urologi - penyakit radang ginjal, kandung kemih, dll. saraf, penyakit radang sendi besar berbagai etiologi, osteomielitis, dll.

Onkologi - berbagai jenis tumor, operasi plastik, mengunyah kulit yang ditransplantasikan. Kebidanan dan ginekologi - tumor jinak dan ganas, kista kelenjar susu, mastitis, diagnosis dini kehamilan, dll. Otorhinolaryngology - lumpuh dan paresis dari saraf wajah, rinitis alergi, radang sinus paranasal, dll.

Farmakologi - memperoleh data objektif tentang efek obat antiinflamasi dan vasodilator, dll.

Pengukuran suhu adalah gejala pertama yang mengindikasikan suatu penyakit. Reaksi suhu, karena universalitasnya, terjadi pada semua jenis penyakit: bakteri, virus, alergi, neuropsikiatri.

5. Metode penelitian pencitraan termal.

Metode pencitraan termal sangat informatif dan tidak spesifik untuk informasi yang diterima, karena reaksi vaskular dan metabolisme yang serupa terbentuk dalam berbagai patologi. Namun, pilihan yang memadai dari metode penelitian pencitraan termal dalam setiap kasus memungkinkan untuk memperoleh informasi spesifik tentang keadaan organ dan sistem tubuh.

Teknik-teknik ini dapat meningkatkan keinformatifan pencitraan panas dalam penilaian berbagai patologi, termasuk pada tahap manifestasi subklinis. Dalam aplikasi mereka, dimungkinkan untuk mengobjektifikasi sindrom klinis penyakit, menentukan nosologi patologi, memantau efektivitas berbagai jenis perawatan, dan memprediksi periode rehabilitasi.

Metode penelitian pencitraan termal:

Teknik proyeksi lokal, yang merekam fitur radiasi infra merah kulit pada proyeksi organ atau segmen yang terkena. Intensitas radiasi yang berubah menunjukkan fokus patologi di mana terjadi perubahan suplai darah, tingkat metabolisme dan zona kulit yang stabil dengan perubahan sensitivitas, trofisme, reaksi pembuluh darah dan sekretori yang terbentuk. Keandalan pendaftaran didasarkan pada pelanggaran mekanisme termoregulasi sebagai akibat dari proses patologis.

Teknik proyeksi-jauh, yang merekam fitur radiasi inframerah di luar proyeksi organ yang terkena atau fokus patologis. Keandalan pendaftaran didasarkan pada fakta bahwa mekanisme neuro-refleks memainkan peran utama dalam pembentukan informasi termal tentang patologi. Perubahan intensitas radiasi inframerah divisualisasikan di zona refleks Zakharyin-Ged, di zona otonom persarafan, di titik-titik aktif biologis tubuh.

Metode dinamis dengan mana perubahan dalam radiasi inframerah direkam selama periode waktu tertentu. Pada saat yang sama, gangguan patologis aliran darah dan proses metabolisme dalam dinamika divisualisasikan. Keandalan didasarkan pada fakta bahwa dinamika perubahan intensitas radiasi inframerah yang terdeteksi mencerminkan respons tubuh terhadap evolusi patologi dan menunjukkan aktivitas proses patologis.

Metode dinamis menggunakan tes provokatif: fisiologis, fisik, dan farmakologis. Dengan metode ini, perubahan cepat dalam radiasi infra merah dicatat sebagai tanggapan terhadap tes pemicu, yang meningkatkan beban pada mekanisme pengaturan-termal dan mengintensifkan manifestasi dari sindrom spesifik.

Pencitraan panas medis adalah metode penelitian jarak jauh, non-invasif, benar-benar tidak berbahaya, yang tidak memiliki kontraindikasi dan cocok untuk penggunaan berulang. Ini berhasil digunakan untuk mendiagnosis kardiovaskular, neurologis, bedah saraf, traumatologis, ortopedi, angiologis, kombiologis, onkologi dan patologi lainnya.

Membangun diagnosis bukan satu-satunya tujuan untuk pencitraan panas medis. Metode fungsional yang unik ini membantu memilih terapi yang tepat dan selalu memberikan penilaian objektif tentang efektivitas pengobatan.

Pencitraan panas medis juga merupakan metode diagnosis intraoperatif non-invasif. Pencitraan panas medis adalah metode yang sangat diperlukan untuk pengamatan dinamis dan diagnostik fungsional selama operasi bedah, menjadikannya lebih aman, lebih dapat diprediksi, dan produktif. Pada periode pasca operasi, pencitraan termal memungkinkan Anda untuk mengontrol pemulihan suplai darah, konduksi saraf pada organ dan jaringan di sekitarnya serta mencegah komplikasi inflamasi dan destruktif.

Ada dua jenis utama termografi:

1. Hubungi termografi kolesterik.

Telethermography didasarkan pada konversi radiasi infra merah dari tubuh manusia menjadi sinyal listrik, yang divisualisasikan pada layar imager termal.

Termografi kolesterik kontak bergantung pada sifat optik kristal cair kolesterik, yang dimanifestasikan oleh perubahan warna menjadi warna pelangi bila diterapkan pada permukaan yang terpancar secara termal. Daerah terdingin berwarna merah, terpanas adalah biru.

Diendapkan pada komposisi kulit kristal cair, memiliki

termosensitivitas dalam 0,001 С, bereaksi terhadap fluks panas dengan merestrukturisasi struktur molekul.

7. Cara untuk menginterpretasikan gambar termografi.

Setelah mempertimbangkan berbagai metode pencitraan termal, pertanyaan tentang

cara untuk menginterpretasikan gambar-gambar termografis. Ada cara visual dan kuantitatif untuk mengevaluasi gambar pencitraan termal.

Penilaian visual (kualitatif) tentang termografi memungkinkan Anda menentukan lokasi, ukuran, bentuk, dan struktur fokus emisi tinggi, serta secara kasar memperkirakan jumlah radiasi infra merah. Namun, dengan penilaian visual tidak mungkin untuk mengukur suhu secara akurat. Selain itu, kenaikan suhu yang terlihat pada termograf ternyata bergantung pada

kecepatan menyapu dan ukuran bidang. Kesulitan untuk evaluasi klinis dari hasil termografi adalah bahwa kenaikan suhu di daerah kecil di daerah itu hampir tidak terlihat. Akibatnya, fokus patologis yang kecil mungkin tidak terdeteksi.

Pendekatan radiometrik (kuantitatif) sangat menjanjikan. Ini melibatkan penggunaan teknologi paling modern dan dapat digunakan untuk melakukan pemeriksaan pencegahan massal, untuk mendapatkan informasi kuantitatif tentang proses patologis di daerah yang diteliti, serta untuk menilai efektivitas termografi.

^ 8. Perangkat pencitraan medis.

Pencitra termal saat ini digunakan dalam diagnostik pencitraan termal,

Mereka adalah perangkat pemindaian yang terdiri dari sistem cermin yang memfokuskan radiasi inframerah dari permukaan tubuh ke penerima yang sensitif. Penerima seperti itu membutuhkan pendinginan, yang memberikan sensitivitas tinggi. Dalam perangkat, radiasi termal diubah secara berurutan menjadi sinyal listrik, diperkuat dan direkam sebagai gambar setengah-nada.

Saat ini digunakan pencitra termal dengan mekanik optik

pemindaian, di mana karena pemindaian spasial gambar dilakukan konversi berurutan radiasi inframerah menjadi terlihat.

Kerugian umum dari pencitra termal yang ada adalah kebutuhan untuk mendinginkan mereka pada suhu nitrogen cair, yang membuatnya terbatas dalam penggunaan. Pada tahun 1982, para ilmuwan mengusulkan jenis baru radiometer inframerah. Ini didasarkan pada film thermoelement yang beroperasi pada suhu kamar.

suhu dan memiliki sensitivitas konstan dalam berbagai panjang gelombang. Kerugian dari thermoelement adalah sensitivitas rendah dan inersia tinggi.

9.Puti dan prospek untuk meningkatkan pencitraan termal dalam kedokteran.

Sebagai kesimpulan, Anda perlu menunjukkan cara dan prospek utama.

peningkatan teknologi pencitraan termal. Ini adalah, pertama, peningkatan tingkat kejelasan dan rasio kontras gambar pencitraan termal, penciptaan perangkat pemantauan video, memberikan peningkatan reproduksi gambar termal, serta otomatisasi penelitian dan aplikasi lebih lanjut.

KOMPUTER. Kedua, peningkatan metode penelitian pencitraan termal untuk berbagai jenis penyakit. Imager harus memberikan informasi tentang area area kulit dengan suhu yang berubah dan koordinat bidang termal yang tetap. Seharusnya membuat perangkat di mana Anda dapat secara acak mengubah perbesaran gambar, memperbaiki distribusi suhu amplitudo sepanjang sumbu horizontal dan vertikal. Selain itu, perlu dirancang perangkat yang dapat diintensifkan

pengembangan penelitian tentang mekanisme perpindahan panas dan korelasi medan termal yang diamati dengan sumber panas di dalam tubuh manusia. Ini akan memungkinkan pengembangan metode terpadu diagnosa thermovision. Ketiga, perlu untuk melanjutkan pencarian prinsip-prinsip baru operasi pencitra panas yang beroperasi dalam panjang gelombang spektrum yang lebih panjang untuk mendaftarkan radiasi termal maksimum dari tubuh. Di masa depan, dimungkinkan juga untuk meningkatkan peralatan untuk penerimaan ultra-sensitif dari osilasi elektromagnetik dari rentang desimeter, sentimeter dan milimeter.

Dalam kedokteran, metode penelitian yang relatif baru, pencitraan termal, telah berhasil diterapkan. Ini didasarkan pada visualisasi jauh radiasi inframerah (IR) dari jaringan, dilakukan dengan bantuan perangkat optik-elektronik khusus - pencitra termal. Intensitas radiasi IR yang direkam oleh imager termal mencirikan kondisi termal jaringan, suhunya. Metode ini memungkinkan bahkan tahap awal inflamasi, vaskular, dan beberapa proses neoplastik terperangkap secara halus.

Tergantung pada kenaikan atau penurunan suhu lokal terhadap latar belakang garis yang biasa dari organ atau anggota tubuh, luminesensi jaringan di bidang patologi meningkat atau, sebaliknya, berkurang. Menurut banyak pengamatan, setiap orang ditandai oleh distribusi temperatur simetris tertentu pada permukaan tubuh.

Kemampuan diagnostik pencitraan termal didasarkan pada identifikasi, terutama, dari asimetri radiasi panas. Metode pencitraan termal ditandai dengan keamanan mutlak, kesederhanaan dan kecepatan penelitian, tidak adanya kontraindikasi. Pencitraan termal memberikan pandangan simultan perubahan anatomofotografi dan fungsional di daerah yang terkena.

Referensi:

1. J. Leconte. "Radiasi Infra Merah" M., 1958;

2. Gossorg J. “Termografi inframerah. Dasar-dasar, teknik, aplikasi ”M. Mir 1988;

4. "Pencitraan termal klinis" ed. Melnikova V.P., Miroshnikova M.M. St. Petersburg 1999;

Pencitraan termal dalam kedokteran

Banyak proses patologis mengubah distribusi suhu normal pada permukaan tubuh, dan dalam banyak kasus, perubahan suhu mendahului manifestasi klinis lainnya, yang sangat penting untuk diagnosis dini dan perawatan tepat waktu. Itulah sebabnya TIK, sebagai metode diagnostik fungsional, baru-baru ini memperoleh pengakuan yang semakin meningkat di berbagai bidang kedokteran, sains, dan praktik klinis [14; 15; 21; 24; 27; 29; 44]. Nilai dan keunggulannya sebanding dengan radiografi, ultrasonografi, CT dan MRI, yang hanya digunakan untuk menilai karakteristik morfologis organ [10]. TIK secara visual dan kuantitatif (untuk perangkat generasi terbaru dengan akurasi tinggi 0,01 ° C) mengevaluasi radiasi inframerah dari permukaan tubuh, yang mencerminkan keadaan struktur internal tubuh. Jenis diagnosis ini memungkinkan Anda untuk mengevaluasi perubahan fungsional dalam dinamika, yaitu untuk memantau perubahan selama pemeriksaan awal dan langsung selama perawatan. Termografi memungkinkan Anda menentukan lokalisasi perubahan fungsional, aktivitas proses dan prevalensinya, sifat perubahan - peradangan, stagnasi atau keganasan.

Tidak seperti kebanyakan metode pemeriksaan yang digunakan dalam pengobatan modern, pencitraan panas inframerah memenuhi kriteria metode diagnostik yang dapat digunakan untuk keperluan pemeriksaan profilaksis [22]. Dalam hal ini, keselamatan untuk kesehatan pasien dan dokter diperhitungkan, karena perangkat hanya mendaftarkan radiasi termal dari permukaan tubuh pasien, tanpa memancarkan; pemeriksaan benar-benar tidak berbahaya, jarak jauh, non-invasif. Tak satu pun dari metode diagnostik yang ada saat ini memiliki jangkauan diagnostik yang begitu luas, kemampuan untuk mendeteksi banyak kelompok penyakit sekaligus. Konten informasi tinggi - keandalan pencitraan termal pada beberapa penyakit mendekati 100%, dan secara umum jumlahnya sekitar 80% untuk pemeriksaan primer [5; 14]. Penting juga untuk mencatat biaya survei yang rendah, kecepatan dan kemudahan implementasi, kemungkinan menggunakan thermal imager untuk tujuan diagnostik cepat dari kelompok besar populasi. Mempersiapkan pasien untuk pemeriksaan pencitraan termal tidak memerlukan peristiwa khusus dan membutuhkan waktu singkat: yang diperlukan hanyalah melepaskan kulit yang sesuai dari pakaian 5-7 menit sebelum pemeriksaan. Hasil survei ditampilkan secara real time pada monitor komputer, mewakili gambar dinamis dari relief termal kulit dengan registrasi indikator suhu kulit digital yang akurat, direkam dan diarsipkan tanpa gagal.

Keuntungan yang tidak diragukan lagi dari pencitraan termal modern termasuk kemampuannya untuk menentukan penyakit jauh sebelum manifestasi klinisnya dan bahkan dengan penyakit tanpa gejala. Selain itu, dimungkinkan untuk memeriksa seluruh tubuh dengan segera dan dalam satu kali perawatan untuk mendapatkan informasi yang dapat dipercaya tentang keadaan kesehatan pasien.

Penggunaan medis termografi dimulai pada tahun 60-an abad lalu, dan sekarang pemahaman yang lebih besar tentang radiasi termal dalam fisiologi manusia dan hubungan antara suhu kulit dan aliran darah telah tercapai. Untuk mengkonfirmasi hal di atas, tinjauan akan menyajikan hasil yang diperoleh terutama dalam dekade terakhir oleh dokter domestik dan asing dari berbagai spesialisasi. Data ini menunjukkan bahwa kemungkinan metode ini sangat beragam sehingga lebih mudah untuk mengatakan di bidang kedokteran mana penggunaan TIK tidak mungkin atau terbatas. Metode yang digunakan dalam menyelesaikan berbagai masalah, pertama-tama, itu adalah diagnosis penyakit dan memantau efektivitas pengobatan. Rentang penyakit di mana pencitraan panas jauh modern mulai digunakan untuk mendiagnosis dan memantau pengobatan baru-baru ini telah berkembang; dokter menggunakan berbagai merek pencitraan termal, baik domestik maupun asing.

Dalam sejumlah metode diagnostik tanpa kontak yang berbeda, merekam respons tubuh dalam spektrum emisi inframerah, ultraviolet, frekuensi sangat tinggi, dan sinar-X, sebuah tempat khusus untuk TIK dicatat [1]. Metode ini membantu mengidentifikasi hubungan antara keparahan manifestasi klinis penyakit dan suhu permukaan, dan dalam hal ini, radiasi IR tergantung pada keadaan sirkulasi darah di jaringan dan tidak selalu berkorelasi dengan keluhan pasien, yang memungkinkan Anda untuk mendiagnosis penyakit pada tahap praklinis. Keuntungan dari kamera inframerah modern [16] adalah mereka memberikan sensitivitas suhu yang sangat tinggi dan akurasi pengukuran suhu. Penggunaan perangkat portabel generasi baru di kantor dokter, di bangsal di tempat tidur pasien, di ruang operasi dan bahkan dalam kondisi lapangan memungkinkan pemetaan termal inframerah dinamis dan analisis termogram yang diperoleh dalam bentuk film thermal imaging dinamis.

Kemungkinan menggunakan TIK untuk diagnosis banding penyakit pembuluh darah dan kemungkinan menggunakan metode untuk mengevaluasi efek dari perawatan yang dilakukan telah dipertimbangkan dalam banyak publikasi domestik dan asing. Data diperoleh pada efektivitas pengobatan penyakit vaskular pada ekstremitas bawah menggunakan perftoran [31]. Sebagai hasil dari pemeriksaan pasien untuk mengevaluasi efektivitas pengobatan aterosklerosis yang melenyapkan ekstremitas bawah dengan perftoran, penurunan perbedaan suhu antara jari dan kaki ditemukan dalam kasus perawatan terapi yang berhasil. Pada 54 pasien, sebagai hasil pengobatan, peningkatan kondisi pembuluh perifer dengan transisi penyakit dari stadium III-B ke stadium II-B diamati, sedangkan perbedaan suhu yang sesuai antara jari dan kaki menurun dari 4-5 ° C menjadi 2-3 ° C.

Tingkat kepekaan TIK yang tinggi dikonfirmasi oleh pendaftaran perubahan dalam kondisi norma fisiologis, ini memastikan identifikasi gejala pra-patologis dan varian dari norma fisiologis bersyarat. Pengalaman asing dalam penggunaan TIK dalam mengevaluasi pasien dengan risiko tinggi penyakit arteri perifer dari ekstremitas bawah, termasuk tingkat keparahan, fungsi dan kualitas hidup, sudah diketahui [38]. Penelitian ini melibatkan 51 pasien (termasuk 23 pria berusia 70 ± 9,8 tahun). Sejalan dengan TIK, pasien menjalani tes diagnostik standar (penentuan indeks pergelangan kaki-brakialis (ABI) dan penentuan ABI dengan olahraga, pengukuran tekanan segmental di ekstremitas). Dua puluh delapan pasien TIK memiliki kelainan peredaran darah di arteri perifer tungkai bawah, sementara hanya 20 pasien yang memiliki kelainan pada tes standar.

Spesialis kami juga berhasil melakukan penelitian serupa. Profil termografi permukaan kaki dipelajari pada pasien dengan penyakit vena ekstremitas bawah (VBHK) menggunakan TIK dan RT (termografi radio) untuk menentukan nilai diagnostik berbagai metode termografi dalam diagnosis VBK [13]. Sebagai metode referensi yang mengkonfirmasi ada atau tidaknya patologi vena, kami menggunakan ultrasound angioscanning (USAS) dengan kode warna aliran darah pada perangkat ahli Vivid-3 (General Electric, USA). Kelompok 1 termasuk 30 pasien dengan kelas XB C1-C2 (45 tungkai bawah) dan 29 orang sehat (58 tungkai bawah), kelompok 2 termasuk 25 pasien dengan kelas XB C3-C6 (38 tungkai bawah) dan 29 individu sehat (58 tungkai bawah). Persentase kebetulan diagnosis ditentukan dengan menggunakan berbagai jenis termografi dan kombinasi mereka dengan AECS ditentukan. Perhitungan karakteristik operasional pada kelompok 1 (pada pasien dengan XB kelas C1-C2) menunjukkan bahwa metode TIK dan RT sama-sama tidak efektif dalam mendiagnosis tahap awal XB. Sensitivitas tertinggi (proporsi pasien yang termogram patologisnya terdeteksi) adalah pada kombinasi termometri (63,6%). Spesifisitas (frekuensi tidak adanya termogram patologis pada orang sehat) paling tinggi dengan metode gabungan (76,4%), serta frekuensi kebetulan dari diagnosis dengan metode referensi (71,5%). Pada kelompok ke-2, sensitivitas tertinggi (89%) dan spesifisitas (91,5%) didaftarkan dengan metode gabungan, seperti juga frekuensi kebetulan diagnosis dengan metode rujukan (91%). Untuk mengklarifikasi kemampuan diagnostik sebenarnya dari metode ini dalam jenis patologi vena lainnya, dilakukan perbandingan dua kali lipat dari termogram pada kelompok ke-3 (57 pasien, 114 tungkai) dilakukan. Pada kelompok ke-3, campuran, spesifisitas dan sensitivitas termografi gabungan masing-masing adalah 86,7 dan 87,9%. WB terdeteksi di UZAS dalam 35 kasus, penyakit pasca-trombotik pada tahap rekanalisasi - pada 32, trombosis vena akut - pada 16, patologi vena tidak terdeteksi pada 31 kasus. Menurut penulis, perubahan suhu dangkal dan dalam pada pasien dengan VB dari ekstremitas bawah memiliki nilai diagnostik yang pasti, tetapi mereka tidak mencapai kemampuan ASA. Khususnya efisiensi termografi yang tidak mencukupi ditunjukkan pada tahap awal VB ketika praktis tidak ada tanda-tanda stagnasi vena, oleh karena itu metode termografi akan memiliki signifikansi klinis yang lebih besar dalam memantau efektivitas pengobatan penyakit.

Efektivitas TIK juga dievaluasi dalam bentuk lain dari insufisiensi vena kronis (CVI) [2]. Dalam penelitian ini, pasien didistribusikan sebagai berikut: varises (VD) - 1.690 (83,2%) orang; penyakit postthrombotic (PTFB) - 238 (11,7%); angiodysplasia bawaan dari ekstremitas (VADK) - 103 (5,1%) dari pasien. Dalam pengakuan VADK, selain UZDAS, mereka menggunakan pencitraan termal, komputerisasi (CT) dan / atau tomografi resonansi magnetik (MRI), dan voltmetri. Atas dasar bahan klinis yang besar, penulis menentukan sensitivitas, spesifisitas dan akurasi diagnostik UZDAS, CT dan MRI, termografi inframerah dalam memverifikasi berbagai bentuk CVI. Sensitivitas metode adalah 94-98%; spesifisitas - 90-95%; akurasi diagnostik - 92-96%. Kesimpulan dari penulis adalah sebagai berikut: UZDAS adalah "standar emas" diagnosis non-invasif dari kelainan bawaan dan didapat dari sirkulasi perifer. Selain duplex angioscanning, CT, MRI, dan pencitraan termal dapat dimasukkan dalam algoritma pengenalan VADK.

Deteksi dini orang yang berisiko terkena penyakit arteri koroner tetap menjadi tugas penting kedokteran. Standar studi instrumental sistem kardiovaskular adalah elektrokardiografi, rheografi, dan dopplerografi. Dengan bantuan mereka, parameter yang mencirikan keadaan fungsional dan organik jantung, pembuluh darah, serta kekhasan regulasi aktivitas mereka diperkirakan. Pentingnya studi tersebut juga karena fakta bahwa dengan gangguan otonom pengaturan tonus pembuluh darah, pasokan darah ke otak dapat berkurang, yang meningkatkan kemungkinan perkembangan keadaan sinkop kolaptoid dan neurotransmitter, mulai dari 61 hingga 91% dalam struktur umum keadaan sinkop [23]. Pemantauan TIK reaktivitas vaskular adalah tes non-invasif baru berdasarkan perubahan pola suhu selama dan setelah oklusi. Dalam vena ini, respon suhu phalanx distal jari-jari terhadap oklusi arteri brakialis dipelajari untuk menilai reaktivitas vegetatif dan kemampuan adaptasi keseluruhan pasien dalam kondisi stres [30; 33; 52]. Pengamatan tanpa kontak dari perubahan suhu pada permukaan tangan dilakukan dengan menggunakan kamera pencitraan termal ThermaCAM SC3000 dari FLIR Systems [30] dalam kelompok kontrol 10 orang dan kelompok 15 pasien dengan regulasi otonom vaskular terganggu dikombinasikan dengan displasia jaringan ikat yang tidak berbeda (NDST). Para penulis [30] mencatat bahwa metode Doppler, sphygmo, dan reografi bekerja dengan adanya aliran darah yang berdenyut di pembuluh darah. Di bawah kondisi oklusi buatan, tidak ada riak di tungkai, dan pengamatan reaksi terhadap oklusi menjadi tidak mungkin. Keuntungan dalam kasus TIK ini adalah bahwa mengukur parameter seperti suhu selama oklusi memungkinkan studi non-invasif dari respon terhadap tes stres, yang dapat berfungsi sebagai kriteria diagnostik untuk menilai keadaan fungsional pembuluh darah.

Ulasan dan artikel tentang penelitian di bidang diabetologi [34; 41; 45; 46; 50] menunjukkan pentingnya TIK dan relevansi menggunakan metode untuk evaluasi klinis perfusi perifer dan viabilitas jaringan, terutama untuk pengukuran serial yang digunakan untuk menilai hasil perawatan. Diabetes dianggap sebagai penyakit di seluruh dunia, yang mengarah ke jumlah terbesar operasi amputasi ekstremitas yang terjadi setiap 30 detik, lebih dari 2500 anggota tubuh per hari [35]. Makalah ini menjelaskan keberhasilan penggunaan teknik TIK untuk mendiagnosis dan memantau pengobatan ulkus kaki diabetik pada pasien berusia 63 tahun (diabetes mellitus selama 13 tahun). Data diperoleh pada awal dan pada hari ke 7, 14, 21, 35 dan 48. Ulkus pada telapak kaki disembuhkan pada hari ke-48, yang berkorelasi dengan gambaran termografi. Termografi inframerah direkomendasikan oleh penulis tidak hanya untuk menilai penyembuhan luka pada pasien dengan kaki diabetik, tetapi juga sebagai metode untuk memantau pengobatan borok dan luka dari etiologi yang berbeda.

Ada pengalaman dalam menilai kemampuan termografi kristal-cair warna inframerah dan TIK dalam perawatan kompleks pasien dengan sirosis hati, diperumit oleh hipertensi portal [32]. Metode ini memungkinkan untuk secara obyektif menilai tingkat keparahan dari aliran darah yang bersirkulasi di sepanjang jaminan pembuluh darah dinding perut anterior, sementara korelasi indeks termografi dengan data ultrasonografi dan endoskopi ditemukan. Pekerjaan ini didasarkan pada hasil pemeriksaan klinis, laboratorium, ultrasonografi, endoskopi dan termografi komprehensif dari 30 pasien dengan sirosis hati, diperumit oleh portal hipertensi (PG). Hasil penelitian menunjukkan bahwa TIK menggunakan imager termal ThermaCAM P65 memberikan informasi obyektif tentang tingkat pasokan darah ke dinding perut anterior pada pasien dengan CP rumit oleh PG, yang memungkinkan ahli bedah untuk menentukan kelayakan perawatan bedah dan melakukan pemantauan non-invasif kondisi pasien pada periode pasca operasi.

Faktor-faktor etiopatogenetik yang menentukan terjadinya masalah di daerah kraniovertebral, selain genetik, mempertimbangkan cedera tulang belakang leher rahim atas. Gangguan hemodinamik pada patologi kraniovertebral pada remaja dipelajari [19]. Pekerjaan ini didasarkan pada hasil survei komprehensif terhadap 300 remaja berusia 14 hingga 18 tahun dengan sakit kepala vertebra. Metode berikut digunakan: neurografi klinis, radiologis, USG doppler sonografi (UZDG), rheoencephalography (REG), electroencephalography (EEG), termografi inframerah jarak jauh kepala dan leher. Termografi inframerah dilakukan pada 79 (43,9%) remaja dengan kelainan peredaran darah di cekungan vertebrobasilar (VBB) dan perubahan degeneratif-distrofi pada tulang belakang leher. Sebagai hasil dari penelitian, tanda-tanda asimetri termografi terdeteksi pada 34 (43%) remaja, dan pada 94,4% mereka berhubungan dengan data dari UZDG dan REG.

Tanda-tanda termografi sindrom arteri vertebralis unilateral (SPA) terdeteksi pada 53,2% subjek, dan ini pada 100% kasus terkait dengan data yang diperoleh dengan metode lain mempelajari aliran darah otak. Tanda-tanda termografi insufisiensi vertebrobasilar (VBN) terdeteksi pada 19%, kepatuhan 86,7%; Tanda-tanda termografi stagnasi vena terdeteksi pada 64,6% remaja dan 100% berhubungan dengan data dari USDG dan REG. Tanda-tanda termografi dari ketidakstabilan tulang belakang leher dan perubahan degeneratif-distrofik di dalamnya ditemukan di 58 dan 56% remaja, masing-masing, dan hampir selalu dikonfirmasi oleh data sinar-X. Penelitian telah menunjukkan efisiensi tinggi dan akurasi yang cukup dari metode kompleks yang tersedia dan non-invasif untuk mempelajari area kepala dan leher dalam patologi tulang belakang leher pada remaja sebagai sindrom nyeri objektif yang mengidentifikasikan dan mengidentifikasi patologi dan kemampuan kompensasi aliran darah otak dalam sirkulasi otak dalam sistem otak vertebrobasilar.

Studi tentang penggunaan diagnostik TIK juga sedang dilakukan di bidang neurologi lainnya. Dengan demikian, dalam pengobatan pasien dengan coccygodynia (anokopchikovy pain syndrome), efektivitas langkah-langkah terapi dalam kombinasi dengan sesi terapi manual dinilai menggunakan TIK [53]. Sebuah kebetulan signifikan hasil termografi (penurunan suhu permukaan di daerah yang diteliti) dengan penurunan tingkat rasa sakit selama pengobatan ditunjukkan, yang lebih informatif daripada pendekatan klasik untuk penilaian subjektif nyeri dengan kuesioner dan skala. Para penulis juga menekankan keamanan pemantauan TIK dibandingkan dengan difraksi sinar-X dinamis [53].

Hasil positif diperoleh dalam reumatologi. Untuk diagnosis gangguan mikrovaskuler pada sklerosis sistemik dan sindrom Raynaud, kapillaroskopi, pencitraan termal dan laser Doppler flowmetry digunakan [43]. Efisiensi diagnostik dalam metode yang diterapkan adalah 89, 74, dan 72%, masing-masing, yang menunjukkan bahwa setiap pendekatan, secara independen satu sama lain, dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit ini, tetapi keakuratan diagnosis ditingkatkan dengan menerapkan ketiga metode pada saat yang sama. Data tentang perubahan dinamis dalam mikrosirkulasi yang diperoleh menggunakan laser Doppler flowmetry dan pencitraan termal sangat dekat, tetapi efektivitas metode ini secara signifikan lebih rendah daripada metode kapiler.

Sejumlah penelitian menilai keefektifan pencitraan TIK di bidang traumatologi dan ortopedi, data yang diperoleh tidak jelas. Sebuah studi prospektif dilakukan terhadap 100 pasien dengan dugaan sindrom impeachment (kelompok kontrol - 30 sehat) [47]. Pada kedua kelompok, TIK korset bahu dilakukan, 73% pasien memiliki kelainan: hipotermia diamati pada 51% pasien, dan hipertermia diamati pada 22%. Pada kelompok hipotermia - pembatasan gerakan bahu lebih jelas daripada pada kelompok hipertermia dan kelompok non-abnormal (p