Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

TEMPERATURE CONTRASTING OF BODY TISSUE IMPROVES THEIR INFRARED VISUALIZATION

Urakov A.L. 1, 2 Fisher E.L. 2
1 Institute of Mechanic Ural branch of RAS
2 Dental Clinic «ReSto»
1466 KB
The change in local temperature of the organs and tissues of the human body changes their radiation properties non-uniformly. So check the beam dynamics properties in selected parts of the body in the process of cooling or heating allows you to change the quality of identification of tissue structure, clarity and contrast of their images on the screens of the devices of radiological diagnosis. In particular, proposed an original solution to the problem of near infrared imaging of tissue structure, which are located under the skin of the human body. To visualize the structure of the cheeks, and breast, bruising and soft tissue injuries when striking with hard blunt objects, and to detect foreign bodies in the hand asked to register the dynamics of the local surface temperature in selected body area in different temperature regimes. Is the essence of a number of inventions devoted to increasing the clarity and contrast of the tissue structure of the human body and in their neoplasms and foreign bodies.
local temperature
infrared thermography
radiation diagnostics
thermal imaging camera

Официальные стандарты диагностики и лечения болезней до сих пор не содержат рекомендаций по локальному нагреванию или охлаждению «больных» частей тела с целью повышения эффективности лучевой диагностики их структуры и выявления подкожных объектов, «невидимых» общепринятыми методами лучевой визуализации. Тем не менее, изменение температуры тканей неравномерно изменяет их метаболизм и физико-химические характеристики [16], а разная степень изменения физико-химических свойств тканей тела человека при изменении их температуры позволяет дифференцировано изменять агрегатное состояние тканей с помощью локальной гипо- и гипертермии [1, 2] и улучшать инфракрасную диагностику [8, 11].

Иными словами, искусственная локальная гипо- и гипертермия выбранного участка тела человека изменяет физико-химические параметры его жидких, мягких и твердых тканей в разной степени [8, 14, 15]. Это лежит в основе неравномерного изменения лучевых свойств разных тканей при изменении их температуры [7, 12]. В свою очередь, неравномерность изменения лучевых свойств тканей при изменении их температуры позволяет использовать локальное нагревание и охлаждение для более четкого изображения внутренних структурных объектов на экране тепловизора подобно различной проницаемости тканей при введении в них контрастных средств в рентгенологии [8].

Впервые о грандиозных перспективах применения локальной гипо- и гипертермии в медицине было заявлено в России еще в 1984 – 1989 годах [3, 4, 5, 6]. Именно в этот период времени локальная гипотермия была впервые предложена как альтернатива медикаментозного сохранения жизни тканям при их ишемии и гипоксии, а локальная гипертермия была впервые предложена как альтернатива медикаментозного гемостаза при паренхиматозных кровотечения. Термин «термоконстрастирование» тканей был впервые предложен в 2009 году также в России [8]. Тем не менее, стандарты инфракрасной диагностики в медицине до сих пор не включают использование искусственной локальной гипотермии и локальной гипертермии для температурного контрастирования тканей и повышения четкости изображения структуры тканей на экране тепловизора. Более того, в стандартах медицинской инфракрасной термографии отсутствует и сам термин «температурное контрастирование» тканей.

В связи с этим для исторической справедливости приводим сущность нескольких изобретений, посвященных выявлению невидимых структур тканей и улучшению четкости их изображения на экране тепловизора с помощью локальной гипо- и/или гипертермии.

1. Сущность «Способа инфракрасной визуализации подкожных вен конечности по А.А. Касаткину» заключается в том, что предварительно на выбранный участок конечности оказывают механическое воздействие в виде циркулярного сдавливания вплоть до прекращения оттока крови от исследуемого участка, затем опускают дистальную часть конечности в воду, подогретую до + 42 °С вплоть до развития стойкой локальной тепловой гиперемии, оголяют исследуемую поверхность, прикладывают к ней пузырь со льдом вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии, вынимают конечность из воды, убирают пузырь со льдом, укладывают и фиксируют конечность в положении, обеспечивающем визуальное наблюдение за всей исследуемой поверхностью, в качестве аппарата используют тепловизор, регистрацию усиления кровотока осуществляют в инфракрасном диапазоне спектра излучения при прекращении механического сдавливания и при достижении максимального термоконтрастирования вен [8].

2. Сущность «Способа инфракрасной диагностики структуры щеки» заключается в том, что в качестве жидкости используют питьевую воду при температуре + 42 °С, доза ее определяется путем полного заполнения полости рта, вода вводится на срок до 3-х минут, в качестве аппарата лучевой диагностики используют тепловизор с функцией цветного инфракрасного изображения щеки на экране в зависимости от ее локальной температуры в диапазоне + 26 – + 37 °С, регистрацию температуры проводят методом инфракрасной термографии, осуществляемой до введения воды и после развития гипертермии щеки при достижении максимальной разницы температуры в выбранной ее части, сравнивают термограммы друг с другом и при равномерной температуре щеки выдают заключение об однородности структуры щеки, а при наличии участка с локальной гипо- или гипертермией конкретизируют его форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о форме, размере и месте локализации в щеке участка соответственно с низкой или высокой теплопроводностью [13].

3. Сущность «Способа скрининга новообразований молочных желез» заключается в том, что пациентку устанавливают к исследователю полубоком, выбирают для исследования молочную железу с другой стороны, осуществляют определение температуры до, во время и после обдувания молочной железы потоком воздуха при температуре ниже температуры ее поверхности, при этом в качестве аппарата лучевой диагностики используют тепловизор с функцией изображения молочной железы на экране в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне + 26 – + 37 °С, в качестве обдувающего устройства используют бытовой фен с функцией создания равномерного потока холодного воздуха, обдувают железу с расстояния 5 – 15 см с интенсивностью потока воздуха, обеспечивающего в срок от 10 до 60 секунд понижение температуры кожи железы на несколько градусов, и при наличии участка с локальной гипо- или гипертермией производят термографический снимок железы, конкретизируют его форму, размер и локализацию, устанавливая наличие новообразования, а при равномерности температуры поверхности молочной железы устанавливают однородность структуры железы, после чего проводят по той же методике исследование второй молочной железы [9].

4. Сущность «Способа инфракрасной визуализации инородных тел в кисти» заключается в том, что выбранную кисть оголяют, осуществляют циркулярное сдавливание руки выше кисти вплоть до исчезновения артериального пульса на периферии, опускают кисть в воду при температуре + 25 – + 26 °С на срок 3 – 10 секунд, извлекают кисть из воды и тут же укладывают ее выбранной плоскостью на плоский источник постоянного теплового излучения при температуре + 42 °С, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, фиксируют конечность в положении, обеспечивающем инфракрасную визуализацию поверхности противоположной плоскости кисти с помощью тепловизора, после чего регистрируют динамику локальной температуры этой поверхности в условиях ее ишемии, тепловизор используют с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне + 26 – + 37 °С, при выявлении в кисти зоны аномальной локальной гипо- или гипертермии конкретизируют ее форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о форме, размере, месте локализации объекта в кисти и о, соответственно, низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции, после чего прекращают циркулярное сдавливание руки, а при отсутствии зоны аномальной гипо- или гипертермии способ применяют повторно не ранее, чем через 5 минут, изменяя последовательность использования плоскостей кисти [10].