21. Современные аспекты тепловидения в медицине. В. А. Попов

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ТЕПЛОВИДЕНИЯ В МЕДИЦИНЕ
В. А. Попов, Н.В. Попова
Северный государственный медицинский университет, г. Архангельск
На основании клинических исследований обоснована целесообразность
широкого применения в медицине тепловидения – дополнительного неинвазивного
способа ранней диагностики ишемической болезни сердца (ИБС), патологии
кровеносных сосудов, нарушений функции щитовидной железы, активности
воспалительного процесса при заболеваниях суставов и с целью контроля за
заживлением послеоперационных ран.
В клинике общей хирургии Архангельского государственного медицинского
института под руководством Г. А. Орлова с 1971 года начаты и развиваются в
настоящее время исследования, свидетельствующие, что при любой патологии
формирование тепловой картины осуществляется за счет конвекционного
(сосудистого) и кондуктивного (контактного) механизма передачи тепла. Оба эти
механизма взаимосвязаны друг с другом, но доля их участия в формировании зон
гипер- и гипотермии при различных видах патологии неравнозначна.
Изучение естественного инфракрасного излучения кожных покровов человека
проводили с помощью тепловизора «Бофорс», который позволяет определить
радиационную температуру на поверхности тела с точностью 0,1°С и отечественного
быстродействующего многофункционального тепловизионного комплекса «БТВ-3
ЭВМ» с чувствительностью 0,15°С.
Функциональной зависимостью циркуляторных процессов периферии тела от
сердечной деятельности объясняется отчетливая термоасимметрия, определяемая в
виде снижения интенсивности инфракрасного излучения в области пальцев кисти,
дистальных участков предплечья левой руки, что является патогномоничным
признаком ишемии миокарда, так как доказывается более тесная анатомическая связь
симпатической иннервации сердца и левой кисти. Это определяет с одной стороны,
высокую информативность тепловидения, а с другой – неспецифичность получаемой
информации, трактовать которую можно только с учетом данных клиники и
симпатической иннервации сердца. Так, регистрация электробиопотенциалов кожи
верхних конечностей с помощью ВУЦ В7-23 у больных ИБС достоверно выявляет в
дистальных отделах левого предплечья усиление электрического напряжения кожи
(таблица 1), что повышает специфичность и объективность получаемой
тепловизионной информации – термоасимметрии
рук, а именно, снижение
температуры кожи в дистальных отделах левой руки (Патент на изобретение РФ
№2345708, 2009г.).
Таблица 1
Результаты статистического анализа между показателями вольтметрии и
тепловизионными данными кожной температуры верхних конечностей у больных ИБС
Топография измерений
Методы
Количество
исследования обследованных Нижняя треть предплечий
Пальцы кисти
Справа
Слева
Справа
Слева
Вольтметрия
31
1,3±0,2
2,0±0,2
1,3±0,2
2,1±0,2
(мкВ)
p
<0,02
<0,01
78
Температура
кожи (°С)
p
Коэффициент
корреляции
(r)
31
36,0±0,2
<0,01
0,77
34,9±0,2
35,9±0,2
34,8±0,2
0,79
<0,01
0,79
0,88
Изменения в щитовидной железе имеют свои отличительные морфологические и
функциональные особенности, влияющие на состояние кровотока в органе.
Тепловидение позволяет выявить следующие признаки гиперфункции щитовидной
железы при одновременном исследовании передней поверхности шеи и верхних
конечностей: повышение температуры кожи над зоной щитовидной железы на 0,5°С и
более по сравнению с областью грудино-ключично-сосцевидных мышц, что
обусловлено увеличением функциональной активности щитовидной железы в связи с
патоморфологическими
изменениями её, связанными с характером поражения.
Понижение температуры пальцев на 0,5°С и более по сравнению с предплечьями
обусловлено преобладанием симпатического отдела вегетативной нервной системы при
гипертиреозе, что подтверждается математическим анализом сердечного ритма с
помощью аппаратно-программного комплекса «Варикард», модели «ВК-1,4» у 40%
больных с повышенной функцией щитовидной железы (Патент на изобретение РФ
№2106109, 1998г.).
Тепловизионная оценка функциональной активности щитовидной железы не
совпадала с результатами других приемов её определения только в отдельных
наблюдениях. Это позволило использовать тепловидение в дифференциальной
диагностике тиреотоксикоза и схожих с ним состояний (таблица 2).
Таблица 2
Результаты применения методов исследования гипертиреоза
Клинический Всего
диагноз
больных
Диффузный
токсический
зоб
Узловой
токсический
зоб
103
34
Диагноз
подтвержден
методом
термографии
Абс.
%
95
92,2
31
91,1
Оперировано Совпадение
гистологического и
термографического
диагнозов
Абс.
%
87
80
91,9
31
28
90,3
Инфракрасная неконтактная термография позволила выявить следующие
признаки гипофункции щитовидной железы при одновременном исследовании
передней поверхности шеи и верхних конечностей: понижение температуры кожи над
зоной щитовидной железы на 0,5°С и более по сравнению с областью грудиноключично-сосцевидных мышц, что обусловлено снижением функциональной
активности щитовидной железы и в связи с патоморфологическими изменениями,
связанными с характером её поражения. Повышение температуры пальцев рук на 0,5°С
и более по сравнению с предплечьями обусловлено преобладанием парасимпатической
нервной системы при гипотиреозе. Математический анализ вариабельности сердечного
79
ритма с помощью комплекса «Варикард» у 62,5% больных с гипофункцией
щитовидной железы достоверно подтверждает преобладание парасимпатической
нервной системы у этих пациентов, что коррелирует с данными инфракрасной
термографии - гипотермией щитовидной железы и повышением температуры пальцев
рук (Патент на изобретение РФ №2077258, 1997г.).
Тепловизионная оценка функции щитовидной железы использовалась нами в
ранней диагностике послеоперационного гипотиреоза и рецидива зоба, в оценке
сохранности функциональной активности железы при аутоиммунном тиреоидите, когда
отдельные участки ткани железы теряют способность захвата радионуклидных
препаратов (таблица 3).
Таблица 3
Результаты применения методов исследования гипотиреоза
Формы
гипотиреоза
Всего
больных
Идиопатическая
Послеоперационная
27
33
Диагноз подтвержден
методом
термографии
Абс.
%
26
96,2
32
96,9
Диагноз подтвержден
радиоиммунологическим
методом
Абс.
%
25
92,5
30
90,9
Исследования больных с облитерирующими заболеваниями сосудов нижних
конечностей показали, что тепловизионная картина зависит от степени окклюзии
сосуда, состояния магистрального и коллатерального кровотока нижних конечностей.
Так, при окклюзии бедренной артерии в гунтеровом канале тепловидение позволило
достоверно выявить повышение температуры кожи соответственно топографии этого
сегмента и снижение температуры кожи в дистальном направлении, начиная с верхней
трети голени пораженной конечности. Этот тепловизионный признак ангиографически
обусловлен включением коллатеральных путей притока артериальной крови через
концевые ветви глубокой артерии бедра, хорошо развитые мышечные ветви бедренной
артерии и коленной суставной артериальной сети (Патент на изобретение РФ
№2085110, 1997г.).
Тепловидение в сочетании с нитроглицериновой пробой позволяет правильно
поставить не только показания к поясничной симпатэктомии и наглядно оценить
полноту десимпатизации на операционном столе (Авторское свидетельство на
изобретение СССР №1754072, 1992г.).
Исследования больных с ревматоидным артритом и остеоартрозом показали, что
интенсивность термального ответа пораженных суставов (высокий, умеренный,
слабый) обусловлена соответственно влиянием или симпатического, или
парасимпатического звена, или равновесием отделов вегетативной нервной системы
(таблица 4).
Таблица 4
Результаты тепловизионного исследования у больных с заболеваниями суставов с
учетом влияния вегетативной нервной системы
Вегетативная
нервная регуляция
Количество
обследованных
Статистические
показатели
80
Перепад температур
между
симметричными
суставами
Симпатическая
(ИН; LF%)
17
Парасимпатическая
(HF%)
11
Равновесие
(ИН; HF%)
5
M±m
p
r
M±m
p
r
M±m
p
r
1,93±0,12°С
<0,001; <0,01
0,98
1,2±0,15°С
<0,05; <0,01
0,73
0,85±0,06°С
<0,001; <0,05
0,70
Использование тепловидения особенно актуально для дифференциальной
диагностики ревматоидного артрита и остеоартроза с целью своевременного
установления признаков минимальной активности основного процесса и для оценки
эффективности проводимого лечения.
Нарушение
кровотока
в подключичной
артерии
с уменьшением
кровенаполнения позвоночной артерии из-за сдавления передней лестничной мышцей в
случаях, когда позвоночная артерия отходит от задне-нижней поверхности
подключичной артерии, стенозирование ее в костном канале при развитии шейного
остеохондроза обуславливает больший приток крови в сторону меньшего
сопротивления, то есть к руке, что и регистрируется инфракрасным термографом –
повышение температуры кожи плеча и предплечья на стороне поражения. Данные
рентгенконтрастного исследования подключичной артерии коррелируют с
результатами инфракрасной термографии в плане направления коллатерального
кровотока.
Тепловидение позволяет неинвазивно диагностировать нарушения спинального
кровообращения поясничного утолщения, измеряя температуру кожи паравертебрально
слева на уровне Th9-L2 и левой ноги. При понижении температуры кожи левого бедра
или голени и стопы и повышение температуры исследуемого паравертебрального
сегмента определяют нарушения кровотока поясничного утолщения (Патент на
изобретение РФ №2110209, 1998г.).
Наиболее частыми и тяжелыми осложнениями сахарного диабета являются
сосудистые поражения. Тепловидение и проба с инсулином рекомендуются для
выявления ранних доклинических проявлений микроангиопатий у больных,
страдающих сахарным диабетом I типа (инсулинзависимым) (Авторское свидетельство
на изобретение СССР №1268150, 1986г.). Прямая корреляционная связь
тепловизионных исследований и морфологических изменений сосудов подтверждается
изучением биоптатов кожи, что позволяет выявить диабетическую микроангиопатию в
различных сосудистых областях уже на ранней стадии, тогда как клиниколабораторные методы выявляют ангиопатию только у трети больных, причем в поздней
стадии заболевания.
Инфракрасная неконтактная термография позволяет выявить следующие
признаки сосудистых нарушений врожденной ангиодисплазии конечностей:
повышение температуры кожи на 1°С и более в дисплазированной зоне по сравнению с
неизмененными окружающими тканями пораженной конечности и симметричными
участками здоровой конечности характеризует врожденные артериовенозные свищи.
Снижение температуры кожи дисплазированной зоны по сравнению с неизмененными
окружающими тканями пораженной конечности и симметричными участками здоровой
конечности определяет венозную форму врожденной ангиодисплазии.
Больший сброс крови через артериовенозные свищи в дисплазированных зонах
пораженной конечности соответственно усиливает калоригенные процессы над этой
81
областью, которые регистрируются дистанционным тепловизионным датчиком.
Усиление потоотделения над дисплазированными участками при венозной форме
врожденной ангиодисплазии обуславливает подавление калоригенных процессов,
улавливаемых неконтактными инфракрасными приборами (Патент на изобретение РФ
№2077257, 1997г.).
Желчнокаменная болезнь является одним из наиболее распространенных
заболеваний в мире. Невозможна оценка заболевания без специальных методов
исследования в любом разделе хирургии, а при лечении ран чуть ли не нормальной
считается оценка на «глазок», рана заживает хорошо или плохо. Поэтому в
повседневной хирургической практике для контроля заживления послеоперационной
раны у больных желчнокаменной болезнью при холецистэктомиях, в том числе из
мини-доступа предлагается тепловидение. Итак, при повышении температуры кожи в
области послеоперационной раны не более 2,3°С по сравнению с симметричными
участками, не более 1,4°С с окружающими тканями, при площади зоны
теплопродукции не более 6,5 кв.см/см со вторых суток послеоперационного периода
определяем неосложненное течение раневого процесса. Компьютерный анализ
динамики совокупности термографических критериев, отражающих инфракрасный
спектр теплового излучения регенерирующей раны является, по существу, одним из
наиболее эффективных методов динамического контроля раневого процесса у
хирургических больных (Патент на изобретение РФ №2262884, 2005г.).
Изменения температурных полей, которые регистрируются при тепловидении в
норме и патологии, в основном, связаны с динамикой величины конвекционного
теплового потока, переданного поверхности кожи через кровеносную систему,
регулируемую вегетативной нервной системой. Тепловизионный ответ различных
областей тела человека может быть усилен медикаментозными средствами,
функциональными пробами с учетом анатомических и физиологических особенностей
человеческого организма. Понимая, что тепловидение – метод высокочувствительный,
но неспецифичный. Поэтому, для исключения ошибок, исследование необходимо
начинать с обзорной термографии, чтобы не пропустить термоасимметрию любых
областей тела. Наиболее тщательному изучению следует подвергать термограммы
головы, шеи, грудной клетки, позвоночника, суставов, верхних и нижних конечностей.
Пациенты с выявленными термоасимметриями отбираются для тщательного
комплексного клинико-инструментального обследования, принятого при коронарной,
тиреоидной патологии, заболеваниях суставов и позвоночника.
82