Medycyna

Opracowali: Arkadiusz Florczak i Marcin Tyrański na podstawie:

Janusz Żuber i Anna Jung "Metody termograficzne w diagnostyce medycznej", Warszawa 1997

Techniki termograficzne w aplikacjach medycznych są cennym uzupełnieniem stosowanych rutynowo metod diagnostycznych. Podstawową zaletą termografii jest całkowicie nieinwazyjny charakter badań, brak ograniczeń w zależności od płci i wieku, całkowita nieszkodliwoć nawet dla kobiet w ciąży i płodów. Termografia umożliwia wielokrotne powtarzanie badań, bez szkody dla pacjenta.

Zadaniem badań termograficznych jest przede wszystkim ocena gradientu temperatur pomiędzy tkanką zdrową a tkanką zmienioną chorobowo. O rozkładzie temperatury na powierzchni ciała ludzkiego decyduje temperatura tkanek narządów wewnętrznych, przewodnictwo cieplne tkanki mięśniowej i tłuszczowej oraz emisyjność cieplna skóry. Dlatego też temperatura mierzona na powierzchni skóry jest funkcją temperatury narządu wewnętrznego i własności cieplnych tkanek oddzielających ten narząd od powierzchni ciała. Istotną rolę odgrywają również procesy utraty ciepła przez skórę, w tym także wymiana gazowa pomiędzy skóra a otoczeniem.

Ciepło może być przekazywane w wyniku trzech podstawowych procesów:

przewodzenia, gdy stykają się ze sobą ciała o różnej temperaturze
promieniowania, gdy ciepło jest przekazywane za pośrednictwem fal elektromagnetycznych, szczególnie promieniowania podczerwonego oraz mikrofalowego
konwekcji.

Poniżej przedstawiony jest schemat wymienionych procesów:

Temperatura danego organu zależy także od natężenia własnych przemian metabolicznych oraz transportu ciepła za pośrednictwem płynów ustrojowych - głównie krwi. Temperatura ciała zmienia się w czasie, a także zależy od anatomii. Temperatura normalna występuje tylko wewnątrz ciała i to z uwzględnieniem działania skutków wielu czynników. Na powierzchni skóry temperatura może być niższa nawet o 10 stopni Celsjusza. Występuje zależność pomiaru temperatury od różnych cech osobniczych, przede wszystkim od grubości tkanki mięśniowej i tłuszczowej, mających wpływ na transport ciepła z głębiej położonych organów. Tkanka mięśniowa i tłuszczowa działa w tym przypadku jak opór cieplny, a jednocześnie powoduje rozproszenie strumienia cieplnego, a co za tym idzie następuje zmniejszenie rozdzielczości obrazu termograficznego na powierzchni ciała. Schemat wymiany ciepła z otoczeniem przedstawiony jest poniżej:

Niemal wszystkie procesy chorobowe np. stany zapalne czy nowotwory powodują zmianę strumienia ciepła wytwarzanego przez daną tkankę, co wpływa na temperaturę zarówno jej samej jak i tkanek otaczających - w tym powierzchni skóry. Metody termograficzne umożliwiają określenie tych zmian co do wartości i rozkładu przestrzennego. Na ogół jako odniesienie przyjmuje się temperaturę tkanek otaczających badany obszar lub symetrycznego obszaru ciała. Powyższa definicja narzuca margines błędu dokładności pomiaru termograficznego który na podstawie doświadczeń ustalono na 0,5 stopnia Celsjusza. Inaczej mówiąc, temperatura wyższa niż 0,5 stopnia Celsjusza może oznaczać występowanie stanu zapalnego lub patologicznego. Należy podkreślić, że precyzja pomiaru jest zazwyczaj wyższa i wynosi 0,01 - 0,1 stopnia Celsjusza zależnie od stosowanej aparatury, warunków pomiaru oraz przygotowania pacjenta do pomiaru.

Należy podkreślić, że zmiany temperatury stanowią jeden z najwcześniejszych objawów zmian patologicznych w organiźmie.

Poniżej zamieszczono zastosowanie termografii w podczerwieni w wybranych dziedzinach medycyny:

termografia w diagnostyce alergii - polega na badaniu reakcji skóry na odczynniki mogące powodować alergie (alergeny). Wprowadzenie alergenu powoduje zwiększenie gradientu temperatury w obszarze wprowadzenia. Zmiany te w wielu przypadkach są niewielkie i jedynie zastosowanie metody termograficznej może prowadzić do ich stwierdzenia. Dzięki dużej czułości pomiaru termowizyjnego oraz łatwości archiwizacji danych możliwa jest ocena dynamiki reakcji skóry oraz rejestracja i porównawcza analiza odczynów.
termografia w ocenie ognisk zapalnych układu oddechowego - w pracach oceniającej wartość diagnostyczną badań termograficznych w zapaleniach płuc i oskrzeli stworzono normy obrazów termograficznych osób zdrowych. Stwierdzono, że obrazy cechują się symetrią. Porównywanie badań termograficznych oraz radiologicznych w zapaleniach płuc i oskrzeli pozawala uznać, że w przypadku stwierdzenia zgodności obszaru można zrezygnować z badania radiologicznego, które nie jest badaniem obojętnym dla zdrowia pacjenta. Dopiero przy rozbieżności badań termograficznych z normami dla osób zdrowych konieczne jest zastosowanie radiologii.
termografia w monitorowaniu układu krążenia - w tym przypadku termografia znalazła zastosowanie w rozpoznawaniu zakrzepicy żył oraz przewlekłego zapalenia żył. Innym zastosowanie może być optymalne określenie poziomu amputacji kończyn, ponieważ skuteczność zabiegu zależy m.in. od tego, czy jest przeprowadzony w granicach zdrowych i dobrze unaczynionych tkanek.
termografia w diagnostyce neurologicznej - tutaj termografię wykorzystuję się w badaniu czynnościowych zaburzeń ruchomości kręgosłupa przebiegających z bólem, wzmożonym napięciem mięśniowym. Ustępowanie objawów wiąże się ze zmianami temperatury, tak więc termografia może być sposobem na udokumentowanie przebiegu choroby.
termografia w onkologii - stosuje się tutaj termografię w zakresie oceny i badań nowotworów skóry, nowotworów kości oraz raka gruczołu sutkowego.