Медицинская тепловизионная диагностика
Видео: 85 1 Тепловизионная диагностика энергетического оборудования
Видео: testo 870. Тепловизионное обследование электрооборудования
Появление и развитие тепловидения позволило реализовать идею использования инфракрасного излучения человеческого тела для медицинской диагностики. Одно из первых сообщений о возможности радиометрического обнаружения опухоли молочной железы было сделано Р. Лоусоном, который показал, что температура над опухолью может отличаться от температуры тела в среднем на 1°. При клинических исследованиях была получена определенная корреляция между ростом температуры и степенью развития злокачественной опухоли. В результате исследований с применением эвапорографа оказалось, что этот прибор может быть использован для проведения профилактических обследований подобно тому, как флюорография применяется при обнаружении ранней стадии туберкулеза. Применение тепловизоров для исследования собственного теплового излучения тела человека позволило установить ряд показателей физиологического состояния его организма, связанных с распределением температуры по поверхности кожного покрова.
Тепловидение значительно расширяет обычные области применения инфракрасной техники в медицине, так как позволяет не только фотографировать освещенную ИК лучами поверхность тела человека и расположенные вблизи от нее сосуды, но и наблюдать изображения, создаваемые собственным тепловым излучением тела. Особенность наблюдения в этой области ИК спектра состоит в том, что различные предметы, окружающие наблюдаемую поверхность, имеют близкую к ней температуру. Вследствие этого радиационные контрасты оказываются недостаточными для непосредственного наблюдения: даже разность температур 1 °С создает при длине волны 10 мкм контраст, примерно равный 1 %, что вдвое меньше минимального контраста, еще различимого глазом.
Причины возникновения температурных перепадов на поверхности тела человека продолжают широко обсуждаться, однако не вызывает сомнений прямая связь поверхностных температурных эффектов с процессами, происходящими в организме. Наряду с чисто физической природой возникновения температурных перепадов, существует еще зависимость их от работы вегетативной нервной системы, вызывающей при любых изменениях тепловой энергии внутренних органов эффект изменения кровенаполнения в сопряженной с ними подкожной сосудистой сети в рефлексогенной зоне, соответствующей данному органу, и, как следствие, изменения температуры. Свойства человеческой кожи в ИК диапазоне по излучательной способности близки к абсолютно черному телу. Среднее значение коэффициента излучения кожи принимают равным 0,97 и по различным данным он может иметь значение в пределах 0,84... 1,00, что приводит к ошибкам определения истинной температуры. Так, различия коэффициентов излучения кожи в 1 % эквивалентно перепаду температур в 1 Спектральный максимум излучения кожи = = 10 мкм. Изменение температуры фона также влияет на точность измерений,, например, при ее изменении от 25 до 15 °С ошибка составляет 0,3 °С при е = 0,95, а при в = 0,83 — 1,2 °С, т. е. погрешность измерения температуры растет при уменьшении е. Температуру фона следует поддерживать с точностью ±1 °С, что при е = 0,97 обеспечит погрешность, не превышающую 0,05 °С.
Инфракрасное излучение в диапазоне 0,7...0,9 мкм проникает сквозь кожу на глубину около 3 мм, что позволяет регистрировать сосуды при освещении пациента ИК источником. Регистрация изображения в ближней инфракрасной области возможна как с использованием соответствующих фотоматериалов, так и аппаратуры на базе электронно-лучевых трубок типа видикон, электронно-оптических преобразователей.
Важное значение в медицинской тепловизионной диагностике имеют аппаратура, методики ее использования, помещение, где она установлена. В ГОИ имени С. И. Вавилова имеется «Планировочно-технологическое решение кабинета» для оснащения вновь строящихся лечебных учреждений термографическими кабинетами, предназначенными для диагностики различных заболеваний и проведения массового профилактического осмотра населения.
Тепловидение является хотя и эффективным, но дополнительным методом при диагностике различных заболеваний- полезно сочетание тепловизионного метода исследования с другими, например, рентгенологическим, ультразвуковым, радиоизотопным, лазерным, охватывающими более широкий спектр электромагнитных волн.
Применяя иглотерапию или электроакупунктуру, также наблюдают с помощью тепловизора изменение порядка на 1°С теплового поля кожи, позволяющее судить о ходе лечения, например, такого заболевания, каш неврит лицевого нерва. Биологически активные точки (БАТ), как правило, располагаются в областях с повышенной радиационной температурой. Отдельные БАТ могут наблюдаться тепловизором, особенно если в нем предусмотрено подавление низкочастотных составляющих спектра видеосигнала. Созданная в древности координатная привязка БАТ к поверхности тела человека - достаточно универсальна. Поэтому предпринимаются попытки использовать существующую координатную привязку БАТ для систематизации тепловых полей человека и установления их связи с местоположением биологически активных точек в частности с целью создания алгоритмов машинной диагностики заболеваний.
Для координатной привязки термограммы и поверхности тела разработана система обозначений, упрощающая описание термограмм, статистическую обработку экспериментальных результатов.
Решение задач медицинской диагностики облегчается при наличии эталона так называемой нормальной термограммы. Выявление разницы между нормой и патологией зависит от квалификации врача термолога. Наиболее полезным является периодическое, в течение жизни человека, его термографирование для сравнения настоящей и предыдущих термограмм. Для обнаружения патологии необходимо знать ориентировочные значения перепаде» и абсолютных значений температур различных участков тела.
Для геометрического нормирования термографического изображения разработаны алгоритмы анатомических реперов с целью ввода в ЭВМ унифицированной термограммы и последующей ее обработки едиными алгоритмами. После отработки алгоритмов на ЭВМ, набора статистических данных функции обработки термограмм возлагают на процессор, встроенный в тепловизор.
Видео: тепловизионное обследование зданий и сооружений
Разработаны многочисленные методические рекомендации по применению тепловидения, например, при травмах опорно-двигательного аппарата, в диагностике повреждений нервных стволов верхних конечностей, урологии, органов дыхания, пищеварения, мочеполовых, эндокринных и др. Имеются и методические рекомендации по контролю параметров тепловизоров, их практическому использованию и эксплуатации.
