RU2667625C1 - Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи - Google Patents
Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667625C1 RU2667625C1 RU2017130542A RU2017130542A RU2667625C1 RU 2667625 C1 RU2667625 C1 RU 2667625C1 RU 2017130542 A RU2017130542 A RU 2017130542A RU 2017130542 A RU2017130542 A RU 2017130542A RU 2667625 C1 RU2667625 C1 RU 2667625C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermography
- skin
- heat
- chamber
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G10/00—Treatment rooms or enclosures for medical purposes
- A61G10/02—Treatment rooms or enclosures for medical purposes with artificial climate; with means to maintain a desired pressure, e.g. for germ-free rooms
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, к диагностике, и может быть использовано для проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи. Используют помещение для исследования с постоянной температурой и влажностью. Пациента размещают в изотермической камере с ламинарным потоком воздуха, выстланной изнутри термопоглощающим материалом. Изотермическую камеру располагают внутри помещения для исследования. Термографию проводят после достижения температурного баланса между камерой и поверхностью кожи. При этом инфракрасную камеру устанавливают на входе в изотермическую камеру. Способ обеспечивает повышение точности термографии с увеличением ее диагностической значимости и стандартизации исследования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике, и предназначено для проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи.
Терморегуляция в организме человека обеспечивается балансом между процессами теплопродукции и тепловыведения, теплопродукция, в основном, экзотермическими химическими процессами, происходящими во внутренних органах, таких как печень, мозг и сердце, а также сокращением скелетной мускулатуры (GuytonAC, HallJE.TextbookofMedicalPhysiology. 11thed. Philadelphia: ElsevierSaunders; 2006: 890).Тем не менее, ткани человека, непосредственно соприкасающиеся с внешней средой, практически не участвуют в теплопродукции, их температура ниже внутренней температуры тела и может изменяться в больших пределах. Основным «переносчиком» тепла в организме является кровь, которая передает излишки тепла от внутренних органов покровным тканям, функционирующим как своеобразный радиатор (VanMarkenLichtenbeltWD, DaanenHA.Cold-inducedraetabolism.CurrOpinClinNutrMetabCare. 2003; 6(4):469-75).
Тепловыведение осуществляется четырьмя путями: конвекцией, кондукцией, излученим и испарением. Конвекция обеспечивается контактом с окружающей воздушной средой и усиливается при движении воздуха. Кондукция - процесс непосредственной передачи тепла контактирующему с телом человека предмету, например, холодной воде. Испарение обеспечивает отвод тепла из организма при потоотделении. Наконец, излучение, или радиация - процесс отдачи тепла с поверхности тела путем инфракрасного излучения. Необходимо отметить, что влияние данных физических процессов на тепловыведение имеет ситуативный характер, например, в случае, если температура окружающей среды превышает температуру поверхности тела, организм получает, а не отводит тепло, путем излучения и кондукции (или конвекции), а единственным путем тештовыведения остается испарение секрета потовых желез (WilmoreJH, CostillDL.Physiology of sport and exercise. 2nd ed. Champaign, Illinois: Human Kinetics; 1999). В условиях комнатной температуры (21-23°С) и относительной влажности (в пределах 40-60%) около 60% тепла выводится из организма путем радиации, около 20% - путем испарения и 15-20% - путем конвекции, кондукция в данном случае ситуативна и зависит от соприкосновения тела с предметами окружающей среды (KatschinskiDM.Onheatandcellsandproteins.NewsPhysiolSci. 2004; 19:11-5).
Так как система терморегуляции является частью гомеостаза человека, ее нарушение ведет к изменению температуры тела (KenneyWL, MunceTA.Agingandhumantemperatureregulation.JApplPhysiol. 2003; 95:2598). Как гипер-, так и гипотермия являются признаками ряда патологических процессов. Наиболее частой причиной гипертермии является воспаление, при этом гипертермия может быть локальной, т.е. возникающей непосредственно в очаге воспаления, и генерализованной. При воспалении гипертермия возникает в результате воздействия ряда веществ, называемых пирогенами. К экзогенным пирогенам относятся токсины и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, к эндогенным - цитокины, продукты распада тканей и иммунные комплексы (BlatteisCM, LiS, LiZ, PerlikV, FelederC.Signalingthebraininsystemicinflammation: theroleofcomplement.Front Biosci. 2004; 9:915) (Conti B, Tabarean I, Andrei C, Bartfai T. Cytokines and fever. FrontBiosci. 2004; 9:1433). Одним из частных случаев локальной гипертермии является фаза воспаления при раневом процессе.
Термография в современном виде была впервые применена в медицине в конце 1950-х годов. Первое практическое применение диагностическойтермографии осуществил R. Lawson в 1957 году (LawsonR.Thermography; anewtoolintheinvestigationofbreastlesions.CanServMedJ. 1957; 8(8):517-24.), обнаруживший, что температура кожи в области опухоли молочной железы выше, чем температура нормальной ткани.
Термография широко применяется в медицине, в том числе при раке (кожи, молочной железы и др.), сосудистых заболеваниях (сахарный диабет, тромбозы), кожных болезнях, ревматических заболеваниях, артритах, синдроме Рейно (Ring EFJ.Thermography in Raynaud’s Phenomenon. ThermologieOsterreich. 1991; 1:32, Ammer K. Diagnosis of Raynaud’s phenomenon by thermography. Skin Research and Technology. 1996; 2: 182-185)ожогах, хирургии, мониторингеэффективноститерапевтическоголеченияит.д. (Jones BF.A reappraisal of the use of infrared thermal image analysis in medicine. IEEETransactionsonmedicalimaging. 1998; 17(6): 1019-1027)
Одним из основных свойств термографии является способность визуализировать термоваскулярную характеристику кожи. Таким образом, ее можно использовать для определения самых ранних признаков болезни на 8-10 лет раньше любого другого метода диагностики. ИК-визуализация способна обнаруживать болезни, для которых в настоящее время не имеется достоверного метода диагностики. Например, функциональная ИК-визуализация может предоставить важную информацию для оценки поражения и развития таких болезней, как синдром Рейно (8thEuropeanCongressofMedicalThermology,Austria.Standardizationonmedicalinf raredimaging.JournalofThermologyInternational.2000; 10).
Инфракрасная термография кожи используется с различными диагностическими целями (RU 2604957, 20.12.16, 2593344, 10.08.16, 25775101, 20.03.16, 2581718, 20.04.16).
Для проведения бесконтактной термографии кожи используют различные условия, в частности, выполняют ее в стандартных условиях при комнатной температуре 22-23°С, в кабинете, защищенном шторами от солнечных лучей, при отсутствии в помещении источников тепла и воздушных потоков; минимум за сутки до исследования отменяют все физиотерапевтические процедуры, вазоактивные препараты и лечебные блокады, (патент RU 2405419, 10.12.2010).
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ проведения компьютерной инфракрасной термографии кожи, представленный в патенте RU 2436498, 20.12.11, при котором термографию выполняют в затемненном плотными шторами помещении площадью 22 м, при оптимальной температуре воздуха 20-22°С, с исключением источников прямого тепла, потоков воздуха, присутствия посторонних лиц, оказывающих влияние на температуру кожи пациента, при относительной влажности воздуха в помещении 40-70%, перед обследованием исключают курение.
Однако в данном способе не учитываются возможные физические факторы, влияющие на показатели термографии. Любая фоновая поверхность отражает тепло, распространяющееся с исследуемой поверхности и обратно, таким образом, исследование проводилось без учета переотражения ИК-излучения с поверхности тела человека. Кроме того, не учитывалась влажность в помещения и ее постоянство, которые снижают точность показателей термографии.
Задачей изобретения является разработка более точного способа ИК-термографии кожи.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности термографии с увеличением ее диагностической значимости и стандартизация исследования.
Технический результат достигается за счет использования изотермической камеры, размещенной внутри помещения для исследования выстланной изнутри термопоглощающим покрытием и проведения термографии после достижения температурного баланса между камерой и поверхностью кожи при наличии ламинарного потока воздуха.
В основе изобретения лежит идея максимального исключения влияющих на термографию факторов внешней среды.
Ламинарный поток воздуха представляет собой однонаправленный поток. Для его создания применяются ламинарные устройства для раздачи объемов воздуха с наличием специальных напольных вытяжек, специально спроектированных потолков и регулирование давления в помещении. В этих условиях работа распределений ламинарного потока обеспечивает однонаправленный поток с параллельными линиями тока. Высокая кратность воздухообмена способствует поддержанию в приточном потоке воздуха условий, близких к изотермическим. Изотермический процесс - термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре. Влажность является показателем воздухообмена. Поэтому ее показатель тоже должен быть постоянным. В предлагаемом способе использована российская приточная система «Breezart», обеспечивающая ламинарный ток воздуха и постоянные значения влажности (http://www.breezart.ru/catalog/550-lux-v-46047/).
Камера изнутри выстлана термопоглощающим материалом. В такой камере ИК-излучение, до того как выйти наружу, будет многократно отражено, а затем и поглощено стенками камеры. Нагреваясь, стенки камеры испускают излучение, которое будет также многократно отражено и поглощено.Перечисленные условия максимально приближают условия исследования к модели абсолютно черного тела и, следовательно, к максимально возможному термодинамическому равновесию.
Как в известных способах, помещение, в котором находится камера и проводится исследование, оборудовано системой, поддерживающей стандартные физические условия: температуру, влажность, минимальное движение воздуха. В исследовании был использован тепловизор Testo 875 (Testo SE &Co.KGaA, Германия). Инфракрасную камеру следует устанавливать на штативе в непосредственной близости от входа в изотермическую камеру для регистрации сигнала с наименьшими искажениями. Полученные термограммы обрабатываются прилагаемой к термографу программой IRSoft версия 3.1 sp3, предназначенной для анализа изображений. Как показали исследования, для получения более точных результатов расстояние от исследуемой области до инфракрасной камеры преимущественно, должно составлять не более 50 см.
Полученные термограммы пациентов используют для диагностики различных патологических процессов и состояний, для объективной оценки динамики изменений на фоне лечения, оценки эффективности проводимого лечения.
Для оценки эффективности предложенного способа было проведено сравнительное исследование на двух группах здоровых добровольцев. В первой группе («А») исследование проводили по предложенному способу, во второй («В») - без использования изотермической камеры. Результаты термографии в группах представлены на диаграмме (Фиг. 1).
В группе «А» разброс результатов термографии оказался значительно меньше, чем в группе «В», что позволяет говорить о большей точности предложенного нами способа. Диапазон результатов способа «А» составлял от 31°С до 33,5°С, способа «В» - от 30,2°С до 33,8°С.
Результаты термографии с использованием изотермической камеры и ламинарного потока воздуха показали меньшую вариабельность значений температуры по сравнению с исследованием без изотермической камеры в нестандартизированных физических условиях при испытании на одной группе здоровых добровольцев. Получение разнородных результатов в различных условиях у одних и тех же людей свидетельствует о значительной степени влияния условий внешней среды на результаты термографического исследования и обусловливает необходимость стандартизации этих условий для увеличения точности исследования.
Способ осуществляют следующим образом.
Всем пациентам исключается прием вазоактивных препаратов за сутки до исследования, а также употребление кофе, чая и курение в день исследования. Исследование проводится после пятнадцатиминутной адаптации в помещении, оборудованном ламинарной системой, где поддерживаются стандартные физические условия (влажность, температура). В изотермическую камеру, находящуюся в помещении для исследования и выстланную изнутри термопоглощающим покрытием, помещают исследуемого. Термограф устанавливают на штативе в фиксированном положении и на входе в изотермическую камеру. После достижения температурного равновесия между камерой и кожей исследуемой области, о чем свидетельствуют показатели температуры на дисплее камеры, которые перестают постоянно изменяться, проводят термографию.
Пример 1.
Проведено исследование по бесконтактной инфракрасной термографии кожи 4 здоровым добровольцам (2 мужчинам и 2 женщинам в возрасте 26 лет). Пациенты были соматически здоровы. Исследованы одинаковые участки кожи. Всем пациентам проведено 2 исследования с использованием изотермической камеры с термопоглощающим покрытием и без использования такой камеры.
Результаты представлены в таблице (Фиг. 2).
При исследовании в условиях изотермической камеры с поддержанием стандартных физических условий в помещении было получено относительное единообразие результатов термографии. При исследовании без изотермической камеры была получена значительная разница в результатах термографии среди здоровых добровольцев. Полученные результаты указывают на значительное влияние условий внешней среды на достоверность термографического исследования.
Таким образом, предложенный способ позволяет повысить точность термографического исследования кожи путем стандартизации условий проведения и тем самым, при дальнейших диагностических исследованиях повысить информативность получаемых результатов.
Claims (2)
1. Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи, включающий использование помещения для исследования с постоянной температурой и влажностью, отличающийся тем, что пациента размещают в изотермической камере с ламинарным потоком воздуха, расположенной внутри помещения для исследования, и выстланной изнутри термопоглощающим материалом, а проводят термографию после достижения температурного баланса между камерой и поверхностью кожи, при этом инфракрасную камеру устанавливают на входе в изотермическую камеру.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние от исследуемой области до инфракрасной камеры составляет не более 50 см.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017130542A RU2667625C1 (ru) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017130542A RU2667625C1 (ru) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2667625C1 true RU2667625C1 (ru) | 2018-09-21 |
Family
ID=63668865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017130542A RU2667625C1 (ru) | 2017-08-29 | 2017-08-29 | Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2667625C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA7694U (en) * | 2004-08-06 | 2005-07-15 | Arsen Henzelovych Arakelian | Method for health improvement |
US20080275310A1 (en) * | 2005-04-08 | 2008-11-06 | Chang Hwan Kim | Apparatus for Monitoring Sweating State by Adjusting Temperature |
RU2436498C1 (ru) * | 2010-03-29 | 2011-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный государственный медицинский университет (г. Архангельск) Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО СГМУ Росздрава) | Способ выявления лиц с нарушениями адаптации к холоду |
RU2581718C1 (ru) * | 2015-02-20 | 2016-04-20 | Александр Ливиевич Ураков | Способ инфракрасной томографии поверхности тела при судебно-медицинском освидетельствовании живых лиц |
-
2017
- 2017-08-29 RU RU2017130542A patent/RU2667625C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA7694U (en) * | 2004-08-06 | 2005-07-15 | Arsen Henzelovych Arakelian | Method for health improvement |
US20080275310A1 (en) * | 2005-04-08 | 2008-11-06 | Chang Hwan Kim | Apparatus for Monitoring Sweating State by Adjusting Temperature |
RU2436498C1 (ru) * | 2010-03-29 | 2011-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный государственный медицинский университет (г. Архангельск) Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО СГМУ Росздрава) | Способ выявления лиц с нарушениями адаптации к холоду |
RU2581718C1 (ru) * | 2015-02-20 | 2016-04-20 | Александр Ливиевич Ураков | Способ инфракрасной томографии поверхности тела при судебно-медицинском освидетельствовании живых лиц |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
"Методики тепловизионного исследования" // помещено на сайт в Интернет: http://www.medjour.ru/teplovidenie-v-meditsine/108-metodiki-teplovizionnogo-issledovaniya 31 июля 2016 года; дата размещения подтверждена по адресу Интернет-архива: https://web.archive.org/web/20160731123457/http://www.medjour.ru/teplovidenie-v-meditsine/108-metodiki-teplovizionnogo-issledovaniya. * |
"Тепловой баланс и регуляция температуры тела" // помещено на сайт в Интернет: http://dendrit.ru/page/show/mnemonick/teplovoy-balans-i-regulyaciya-temperatur 15 февраля 2014 года; дата размещения подтверждена по адресу Интерент-архива. https://web.archive.org/web/20140215054852/http://dendrit.ru/page/show/mnemonick/teplovoy-balans-i-regulyaciya-temperatur. * |
CHANG S et al. "Physiological effects of cabine temperature decrease on human". Space Med Med Eng (Beijing). 1991 Jun;10(3):177-81, , найдено 14.05.2018 из PubMed PMID: 11540568. * |
ЗАЯЦ Г.А. и др. "Медицинское тепловидение - современный метод функциональной диагностики" // "Здоровье. Медицинская экология. Наука", N3(43), 2010, стр.27-33. * |
КОЖЕВНИКОВА И.С. и др. "Применение инфракрасной термографии в современной медицине (обзор литературы)" // "Экология человека", N2, 2017, стр.39-46. * |
КОЖЕВНИКОВА И.С. и др. "Применение инфракрасной термографии в современной медицине (обзор литературы)" // "Экология человека", N2, 2017, стр.39-46. ЗАЯЦ Г.А. и др. "Медицинское тепловидение - современный метод функциональной диагностики" // "Здоровье. Медицинская экология. Наука", N3(43), 2010, стр.27-33. "Методики тепловизионного исследования" // помещено на сайт в Интернет: http://www.medjour.ru/teplovidenie-v-meditsine/108-metodiki-teplovizionnogo-issledovaniya 31 июля 2016 года; дата размещения подтверждена по адресу Интернет-архива: https://web.archive.org/web/20160731123457/http://www.medjour.ru/teplovidenie-v-meditsine/108-metodiki-teplovizionnogo-issledovaniya. "Тепловой баланс и регуляция температуры тела" // помещено на сайт в Интернет: http://dendrit.ru/page/show/mnemonick/teplovoy-balans-i-regulyaciya-temperatur 15 февраля 2014 года; дата размещения подтверждена по адресу Интерент-архива. https://web.archive.org/web/20140215054852/http://dendrit.ru/page/show/mnemonick/teplo * |
ТКАЧЕНКО Ю.А. и др. "Клиническая термография" (обзор основных возможностей), Нижний Новгород, 1998. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ng | A review of thermography as promising non-invasive detection modality for breast tumor | |
JP4645961B2 (ja) | 赤外線画像による被検体の中核体温を、遠隔、非侵襲で検出するシステムおよび方法 | |
Jones | A reappraisal of the use of infrared thermal image analysis in medicine | |
Mendt et al. | Circadian rhythms in bed rest: monitoring core body temperature via heat-flux approach is superior to skin surface temperature | |
Jiang et al. | A perspective on medical infrared imaging | |
Costa et al. | Daily oscillations of skin temperature in military personnel using thermography | |
Just et al. | Monitoring of microvascular free flaps following oropharyngeal reconstruction using infrared thermography: first clinical experiences | |
US20100312136A1 (en) | Systems and methods for thermographic-guided medical treatment | |
Ammer et al. | The thermal human body: a practical guide to thermal imaging | |
WO2015159284A1 (en) | A device and method for cancer detection, diagnosis and treatment guidance using active thermal imaging | |
Siah et al. | Thermographic mapping of the abdomen in healthy subjects and patients after enterostoma | |
Barbosa et al. | Infrared thermography assessment of patients with temporomandibular disorders | |
Sruthi et al. | A low cost thermal imaging system for medical diagnostic applications | |
Pereira et al. | Infrared thermography | |
Nola et al. | Thermography in biomedicine | |
Campbell et al. | Human Medical Thermography | |
Gershon-Cohen | Medical thermography | |
RU2667625C1 (ru) | Способ проведения бесконтактной инфракрасной термографии кожи | |
Xie et al. | Relationship between dynamic infrared thermal images and blood perfusion rate of the tongue in anaemia patients | |
Vainer | Applications of infrared thermography to medicine | |
US8233968B1 (en) | Method and apparatus for high resolution dynamic digital infrared imaging | |
Amri et al. | Potentialities of dynamic breast thermography | |
Leijon-Sundqvist et al. | Thermal response after cold-water provocation of hands in healthy young men | |
RU2561302C1 (ru) | Способ инфракрасного скрининга новообразований молочных желез | |
Nasution et al. | INFLUENCE OF SHIVERING, HYPOTHERMIA AND CIRCADIAN RHYTHMS ON THE FEATURES OF RESEARCH USING INFRARED THERMOGRAPHYIN THE ARCTIC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190830 |