Теплобачення (термографія)

У 1960 році військовий інженер Р. Лоусон випробовував прилад нічного бачення, який на той час був секретним, і випадково направив приймальну лінзу приладу на жінку з відкритим декольте, яка сиділа навпроти нього. На екрані приладу з'явилася термограма молочної залози. Це явище зацікавило майора. Зрозумівши перспективи цього напрямку, він залишив службу і вже в 1961 році разом з Р. Барнсом розробив і успішно застосував на практиці першу установку для медичної термографії.

Показання до процедури

Найбільш поширеними сферами діагностичного використання тепловізійного зображення є наступні.

• Розпізнавання передракових та пухлинних уражень молочних залоз, щитовидної залози, орбіти та деяких захворювань шкіри.
• Діагностика захворювань суглобів.
• Виявлення початкових та/або запущених стадій стенотичних/оклюзійних уражень сонної, підключичної, стегнової та підколінної артерій.
• Діагностика венозної дисциркуляції в кінцівках та мошонці.

Як видно з наведеного вище переліку, «неврологічний аспект» досліджень представлений лише виявленням каротидної недостатності. Ні в якому разі не применшуючи важливості виявлення стенотичних/оклюзійних уражень сонних артерій, які, як відомо, часто протікають безсимптомно або з незначною кількістю симптомів, ми вважаємо, що маємо право значно розширити спектр термографічних досліджень у неврології.

Відомо, що класики неврології вважали обов'язковим оглядати пацієнта голим, щоб не пропустити жодної гіпотрофії, дизрафізму тощо.

Так само, як основою неврологічного обстеження є визначення різних асиметрій у черепних нервах, руховій та/або сенсорній сферах, так і ідентифікація анізотерм у різних ділянках тіла пацієнта є суттю термографії.

Якщо врахувати, що термографія є надзвичайно чутливим методом (точність вимірювання до 0,01 °C) з відносно нижчою специфічністю, то аналіз термограм стає творчим процесом, який вимагає суттєвого клінічного аналізу ситуації в кожному конкретному випадку.

Наприклад, орбітальна анізотермія може бути спричинена абсолютно різними процесами – від оклюзії сонної артерії до пухлини верхньої орбітальної щілини, від лагофтальму до кластерної мігрені. З огляду на простоту, короткочасність, безпеку, безболісність та доступність тепловізійного дослідження, діагности вважають цей метод ідеальним для масових випадкових обстежень населення з метою виявлення ранніх стадій онкологічних, судинних, запальних захворювань грудної клітки, щитовидної залози, нирок, суглобів, мошонки, кінцівок.

У цьому випадку високочутлива корпоральна термографія стала б незамінною для швидкого попереднього відбору пацієнтів: у випадку анізотермії голови це найімовірніші пацієнти невролога, нейрохірурга, офтальмолога або отоларинголога; у випадку температурної асиметрії шиї або молочних залоз пацієнтів направляють до ендокринолога або онколога; а ті, у кого анізотермія кінцівок, є ймовірними пацієнтами ангіологів.

Методологія впровадження

Термографія — це реєстрація невидимого інфрачервоного випромінювання. Максимальне випромінювання припадає на довжину хвилі 9,5 мікрон. Згідно із законом Стефана-Больцмана, кількість випромінюваної енергії пропорційна четвертому степеню абсолютної температури: W= ^T4.

Інфрачервоне випромінювання шкіри не залежить від раси, ступеня пігментації та інших індивідуальних особливостей. Температура поверхні тіла залежить від 3 основних факторів: особливостей васкуляризації, рівня метаболічних процесів та відмінностей у теплопровідності.

Наразі використовуються 3 модифікації реєстрації інфрачервоного випромінювання тіла.

• Термографія фіксує термогенез найповерхневіших шарів шкіри (0,5-1,5 мм).
• Інфрачервона радіометрія в сантиметровому та дециметровому діапазоні (довжина хвилі 17 см з частотною смугою 1,5-2,0 кГц) дозволяє отримати інформацію про глибокі структури організму.
• Плівкова термографія з використанням контактних рідкокристалічних смужок реєструє теплове випромінювання від зовнішніх шарів шкіри товщиною 0,3-0,8 мм.

Існують основні типи тепловізійних приладів.

• Термографи, що використовують рідкий азот для охолодження температурочутливого датчика. Ці прилади дозволяють отримати віддалене зображення інфрачервоного світіння досліджуваної частини тіла людини. Вони добре підходять для обстеження планових пацієнтів у лікарні та/або амбулаторній клініці, але мало корисні в невідкладній медицині, особливо біля ліжка пацієнта. Істотним обмеженням є необхідність постійної наявності досить дефіцитного, легко випаровуваного рідкого азоту.
• Термографи, що не потребують використання рідкого азоту. Такі прилади забезпечують безконтактне відображення карти інфрачервоної активності досліджуваного спектру. Особливо зручні портативні термографи – універсальні прилади для невідкладної медицини: обстеження вдома, в кареті швидкої допомоги, приймальному відділенні, лікарні, клініці, реанімації, операційній. Зазначені прилади є портативними, високочутливими та досить простими в обслуговуванні. Чутливість цих систем досить висока і сягає сотих часток градуса.
• Контактна термографія на основі рідкокристалічних плівок. Існують вітчизняні та зарубіжні аналоги. Переваги – нижча вартість дослідження, відсутність необхідності використання рідкого азоту. Недоліки – трудомісткість, можливість використання лише на плоскій поверхні, необхідність щільного рівномірного контакту із сухою поверхнею шкіри, складність використання в невідкладній медицині. Ця модифікація тепловізійного зображення має нижчу чутливість – близько 0,5 °C.
• Інфрачервона радіометрія, або термотомографія. Цей тип термографа має спеціальну антену, яка реєструє діапазони надвисоких частот, що дозволяє вимірювати температуру структур тіла на глибині до 17 см з точністю 0,1 °C. На жаль, цей прилад дуже чутливий до перешкод, тому результати стають достовірними лише за умови роботи в спеціальній екранованій камері.

Оцінювання результатів

У нормі розподіл температурної активності однакових ділянок тіла людини є суворо рівномірним. Тому суть медичної термографії в основному зводиться до виявлення, локалізації та визначення ступеня теплових асиметрій та їх клінічної оцінки. У здорових людей відзначаються особливості симетричного розподілу тепла. Так, орбітальна область, шкіра обличчя, губи, шия зазвичай тепліші (виявляються як світлі ділянки), ніж ніс, верхня частина чола, зовнішні сегменти обличчя (темні ділянки).

Паралельно враховуються найбільш типові та постійні градієнти температури термограм голови та кінцівок.

• Горизонтальний орбітальний градієнт. У нормі, при рівномірному інфрачервоному світінні орбіт, температура внутрішнього кута ока на 0,3-0,7° вища за зовнішній.
• Поздовжній градієнт верхніх кінцівок. Плече зазвичай на 0,5-0,7° «гарячіше», ніж тильна сторона долоні.
• Поздовжній тепловий градієнт нижніх кінцівок. У більшості здорових людей температура стегна на 0,6-1,1° вища за температуру стопи.

Вищезазначені градієнти є відносними. Якщо орбітальний є найбільш постійним, то «кінцева» анізотермія є змінною. Це особливо стосується рук – головного «теплообмінника» тіла. Термогенез рук найбільш схильний до коливань, зумовлених іннервацією, психоемоційним, лікарським та холодовим впливом.

Ряд патологічних станів, що викликають зміни інфрачервоної активності різних частин тіла пацієнта.

Оклюзія внутрішньої сонної артерії або стеноз понад 70% зазвичай супроводжується гіпотермією орбіти на стороні оклюзії з тепловим градієнтом 1,5-2,7°. Під час каротидної ендартеректомії існує прямий зв'язок між «світлістю» орбіти та надбрівної області (зонами васкуляризації кутової та надблокової артерій) та ступенем звуження просвіту сонної артерії. При звуженні просвіту внутрішньої сонної артерії понад 60% відзначається зниження інфрачервоного випромінювання орбітальної області, гомолатеральної до стенозу.

Е. Вуд, використовуючи комбінацію термографії та ангіографії, показав, що у випадках, коли гомолатеральна зовнішня сонна артерія служить колатералем для закупореної внутрішньої сонної артерії, її короткочасне стиснення ще більше посилює «охолодження» орбіти на боці ураженої артерії.

При обстеженні під час загострення кластерні головні болі показують виражене збільшення люмінесценції до 1,5-2,0° на боці «больових кластерів».

Навпаки, рідкісна, але надзвичайно цікава патогенетично холодова мігрень (головний біль, спричинений кремом від туза), що виникає внаслідок доведеного спазму сифона внутрішньої сонної артерії, дає виражену транзиторну гіпотермію орбіти на боці болю.

Скроневий артеріїт зазвичай супроводжується виявленням «важкої» гіпертермії в проекції поверхневої скроневої артерії.

Стійка, важка гіпотермія за типом маски Арлекіна характерна для синдрому Барракера-Саймонса.

Характерні зміни термограми голови спостерігаються при венозній дисциркуляції головного мозку - пульсуючий екзофтальм, синдром Толози-Ханта та синдром Мелькерссона-Розенталя. В останньому випадку гіперемія губ і язика під час загострення набрякового синдрому дає чітку гіпертермію, яка нівелюється патогенетичною терапією.

Найпоширенішими формами ураження обличчя є прозопопарез та невралгія трійчастого нерва. Вони мають нечіткі термографічні ознаки – від вираженої локальної гіпертермії в надбрівній ділянці під час загострення невралгії першої гілки трійчастого нерва до відносної гіпотермії на боці болю другої та третьої його гілок. Прозопопарез здебільшого не призводить до значної анізотермії обличчя.

У пацієнтів із загостренням синдрому хребетної артерії ділянки гіпертермії найчастіше відзначаються в паравертебральній зоні С4 С5 _на боці больового синдрому.

Під час вивчення термограм кінцівок у пацієнтів з гострим порушенням мозкового кровообігу ми вперше помітили виражену ранню гіпотермію в лівих кінцівках у пацієнтів з правосторонніми півкульними крововиливами. З одного боку, це явище дозволяє припустити ймовірну локалізацію гематоми у разі глибокої коми, з іншого боку, підтверджує відому тезу про функціональну асиметрію півкуль з переважанням центрів вегетативної регуляції в правій півкулі.

У деяких спостереженнях за пацієнтами із задньорогівковою формою сирингомієлії ми вперше зареєстрували анізотермію тулуба у вигляді напівсорочки, що підтверджує сегментарно-дисоційоване порушення чутливості при цьому захворюванні.

Найбільш яскраві зміни термограм відзначалися при метастатичних ураженнях.

Синдром Рейно призводить до виражених асиметричних змін термограм кистей рук, особливо після охолоджувальної проби, коли замість швидкого зігрівання рук після 10-хвилинного занурення в холодну воду, пальці не зігріваються як зазвичай (через швидке відкриття артеріовенозних шунтів), а залишаються гіпотермічними протягом тривалого часу.

Для більшості пацієнтів з вібраційною хворобою, на відміну від синдрому Рейно, більш характерна симетрична гіпотермія кистей рук, аж до «термічної ампутації» під час загострення.

Як уже згадувалося, термогенез рук є динамічним. У зв'язку з цим найважливішим аспектом тепловізії рук є можливість використання динамічної термографії та ультразвуку в антинікотиновій пропаганді.

Гарячі ноги типові для пацієнтів з еритромелалгією. Термографія дуже інформативна при динамічному спостереженні за пацієнтами з ангіопатіями дистальних відділів нижніх кінцівок різного генезу, вона демонструє ефективність або неефективність медикаментозного та/або медикаментозного лікування.

Наступні два аспекти застосування тепловізійного дослідження є важливими не лише для невідкладної неврології, а й для невідкладної медицини загалом. По-перше, йдеться про можливість неінвазивної діагностики субклінічних стадій ятрогенного тромбофлебіту. Динамічне тепловізійне дослідження та ультразвуковий дуплексний моніторинг катетеризованої вени показали, що постін'єкційний флебіт виникає у 50% пацієнтів на 2-й день безперервної катетеризації. Ділянки гіпертермії вздовж катетеризованої вени, зафіксовані на термограмі, разом із порушенням венозного відтоку за даними ультразвукового дуплексного дослідження відображають розвиток ятрогенного флебіту. Своєчасне лікування допомагає запобігти подальшому розвитку флеботромбозу, а повторний тепловізійний контроль допомагає оцінити ефективність профілактичного лікування.

Не менш важливим є динамічна тепловізія та ультразвуковий моніторинг венозного кровообігу в нижніх кінцівках пацієнтів з геміплегією. Дослідження, доповнені ультразвуковою доплерографією, дуплексним дослідженням та коагуляційними тестами, показали, що у 60% пацієнтів з геміплегією вже на 2-3 день інсульту розвивається претромботичний стан, а в паралізованій нижній кінцівці – в 6 разів частіше. Це зрозуміло, оскільки у неврологічних пацієнтів клінічне розпізнавання флебопатії утруднене через сенсорні та рухові порушення. Більше того, це часто поєднується з порушенням мовлення. В результаті, на відміну від пацієнтів терапевтичних та хірургічних відділень, неврологічні пацієнти, як правило, не пред'являють тривожних скарг на набряк, біль та подібні відчуття. Тому, якщо динамічна термографія та ультразвукові методи виявляють навіть початкові ознаки порушення венозного відтоку, необхідне термінове профілактичне лікування, щоб запобігти розвитку такого грізного ускладнення невідкладної медицини, як тромбоемболія легеневої артерії.

Дослідження останніх років переконливо показали, що якщо смерть людини як окремої особистості, але не як організму, нерозривно пов'язана зі смертю мозку, то смерть головного мозку повністю пов'язана з припиненням внутрішньомозкового кровотоку та реєстрацією так званого феномену зупинки, який досі встановлювався лише за допомогою контрастної церебральної ангіографії. Очевидно, що така небезпечна та складна у виконанні процедура є неприйнятною для тяжкохворих пацієнтів.

Неінвазивні методи ультразвукового дослідження та термографія, очевидно, є більш етичними, доступними та інформативними.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]