Termální zobrazování (termografie)

V roce 1960 vojenský inženýr R. Lawson testoval tehdy tajný přístroj pro noční vidění a omylem namířil přijímací čočku přístroje na dámu s otevřeným dekoltem, která seděla naproti němu. Na obrazovce přístroje se objevil termogram mléčné žlázy. Tento jev majora zaujal. Poté, co pochopil perspektivy tohoto směru, opustil službu a již v roce 1961 společně s R. Barnesem vyvinul a úspěšně aplikoval v praxi první zařízení pro lékařskou termografii.

Indikace pro zákrok

Nejčastěji používané oblasti diagnostického využití termovize jsou následující.

• Rozpoznání prekancerózních a nádorových lézí mléčných žláz, štítné žlázy, očnice a některých kožních onemocnění.
• Diagnostika onemocnění kloubů.
• Detekce počátečních a/nebo pokročilých stádií stenotických/okluzivních lézí karotických, podklíčkových, femorálních a popliteálních tepen.
• Diagnóza žilní discirkulace v končetinách a šourku.

Jak je patrné z výše uvedeného seznamu, „neurologický aspekt“ studií je reprezentován pouze detekcí karotické insuficience. Aniž bychom jakkoli snižovali význam detekce stenotických/okluzivních lézí karotických tepen, o nichž je známo, že často probíhají asymptomaticky nebo s malými příznaky, domníváme se, že máme právo výrazně rozšířit škálu termografických vyšetření v neurologii.

Je známo, že klasici neurologie považovali za povinné vyšetřit pacienta nahého, aby se nepřehlédla žádná hypotrofie, dysrafismus atd.

Stejně jako základem neurologického vyšetření je stanovení různých asymetrií v hlavových nervech, motorické a/nebo senzorické sféře, je podstatou termografie identifikace anizoterm v různých oblastech těla pacienta.

Pokud vezmeme v úvahu, že termografie je extrémně citlivá metoda (přesnost měření až 0,01 °C) s relativně nižší specificitou, stává se analýza termogramů kreativním procesem, který vyžaduje nezbytnou klinickou analýzu situace v každém konkrétním případě.

Například orbitální anizotermie může být způsobena zcela odlišnými procesy - od uzávěru karotické tepny až po nádor horní orbitální štěrbiny, od lagoftalmu až po klastrovou migrénu. Vzhledem k jednoduchosti, krátkému trvání, bezpečnosti, bezbolestnosti a dostupnosti termovize považují diagnostici tuto metodu za ideální pro hromadná náhodná vyšetření populace k detekci časných stádií onkologických, cévních, zánětlivých onemocnění hrudníku, štítné žlázy, ledvin, kloubů, šourku, končetin.

V tomto případě by se vysoce citlivá korporální termografie stala nepostradatelnou pro rychlý předběžný výběr pacientů: v případě anizotermie hlavy se jedná o nejpravděpodobnější pacienty neurologa, neurochirurga, oftalmologa nebo otorinolaryngologa; v případě teplotní asymetrie krku nebo mléčných žláz jsou pacienti odesíláni k endokrinologovi nebo onkologovi; a pacienti s anizotermií končetin jsou pravděpodobně pacienty angiologů.

Metodika implementace

Termografie je registrace neviditelného infračerveného záření. Maximální záření je na vlnové délce 9,5 mikronu. Podle Stefanova-Boltzmannova zákona je množství emitované energie úměrné čtvrté mocnině absolutní teploty: W= ^T4.

Infračervené záření kůže nezávisí na rase, stupni pigmentace a dalších individuálních charakteristikách. Teplota povrchu těla závisí na 3 hlavních faktorech: vlastnostech vaskularizace, úrovni metabolických procesů a rozdílech v tepelné vodivosti.

V současné době se používají 3 modifikace záznamu infračerveného záření těla.

• Termografie zaznamenává termogenezi nejpovrchnějších vrstev kůže (0,5–1,5 mm).
• Infračervená radiometrie v centimetrovém a decimetrovém rozsahu (vlnová délka 17 cm s frekvenčním pásmem 1,5-2,0 kHz) umožňuje získat informace o hlubokých strukturách těla.
• Filmová termografie s využitím kontaktních tekutých krystalických proužků zaznamenává tepelné záření z vnějších vrstev kůže o tloušťce 0,3–0,8 mm.

Existují základní typy termovizních zařízení.

• Termografy, které používají tekutý dusík k chlazení teplotně citlivého senzoru. Tato zařízení umožňují získat vzdálený obraz infračervené záře vyšetřované části lidského těla. Jsou vhodné pro vyšetření plánovaných pacientů v nemocnici a/nebo ambulanci, ale v urgentní medicíně, zejména u lůžka pacienta, mají malé využití. Významným omezením je potřeba neustálé dostupnosti poměrně vzácného, snadno odpařitelného tekutého dusíku.
• Termografy, které nevyžadují použití tekutého dusíku. Taková zařízení umožňují bezkontaktní zobrazení mapy infračervené aktivity studovaného spektra. Obzvláště výhodné jsou přenosné termografy - univerzální zařízení pro urgentní medicínu: vyšetření doma, v sanitce, na příjmu, v nemocnici, na klinice, na jednotce intenzivní péče, na operačním sále. Uvedená zařízení jsou přenosná, vysoce citlivá a poměrně snadno se udržují. Citlivost těchto systémů je poměrně vysoká a dosahuje setin stupně.
• Kontaktní termografie založená na tekutokrystalických filmech. Existují domácí i zahraniční analogy. Výhody - nižší náklady na výzkum, není nutné používat tekutý dusík. Nevýhody - pracnost, možnost použití pouze na rovném povrchu, nutnost těsného rovnoměrného kontaktu se suchým povrchem kůže, obtížnost použití v urgentní medicíně. Tato modifikace termovize má nižší citlivost - cca 0,5 °C.
• Infračervená radiometrie neboli termotomografie. Tento typ termografu má speciální anténu, která zaznamenává ultravysoké frekvenční rozsahy, což umožňuje měřit teplotu tělesných struktur až do hloubky 17 cm s přesností 0,1 °C. Toto zařízení je bohužel velmi citlivé na rušení, takže výsledky se stávají spolehlivými pouze při práci ve speciální stíněné komoře.

Vyhodnocení výsledků

Za normálních okolností je rozložení teplotní aktivity v identických oblastech lidského těla přísně rovnoměrné. Podstata lékařské termografie se proto v podstatě omezuje na identifikaci, lokalizaci a určení stupně tepelných asymetrií a jejich klinické posouzení. U zdravých lidí se pozorují znaky symetrického rozložení tepla. Orbitální oblast, kůže obličeje, rty, krk jsou tedy obvykle teplejší (jeví se jako světlé oblasti) než nos, horní část čela a vnější segmenty obličeje (tmavé oblasti).

Souběžně se zohledňují nejtypičtější a nejkonstantnější teplotní gradienty termogramů hlavy a končetin.

• Horizontální orbitální gradient. Normálně je při rovnoměrném infračerveném záření oběžných drah teplota vnitřního koutku oka o 0,3-0,7° vyšší než teplota vnějšího koutku.
• Podélný sklon horních končetin. Rameno je obvykle o 0,5-0,7° „teplejší“ než hřbet ruky.
• Podélný teplotní gradient dolních končetin. U většiny zdravých lidí je teplota stehen o 0,6–1,1 °C vyšší než teplota chodidel.

Výše uvedené gradienty jsou relativní. Pokud je orbitální gradient nejkonstantnější, pak je anizotermie „končetin“ proměnlivá. To platí zejména pro ruce – hlavní „výměník tepla“ těla. Termogeneze rukou je nejvíce náchylná k výkyvům v důsledku inervace, psychoemocionálních, léčivých a chladových účinků.

Řada patologických stavů, které způsobují změny v infračervené aktivitě různých částí těla pacienta.

Okluze vnitřní karotické tepny nebo stenóza více než 70 % je obvykle doprovázena hypotermií očnice na straně okluze s teplotním gradientem 1,5–2,7°. Během karotické endarterektomie existuje přímý vztah mezi „luminiscencí“ očnice a nadočnicové oblasti (vaskularizační zóny angulárních a supratrochleárních tepen) a stupněm zúžení lumen karotické tepny. Při zúžení lumen vnitřní karotické tepny o více než 60 % je zaznamenán pokles infračerveného záření orbitální oblasti homolaterální vůči stenóze.

E. Wood pomocí kombinace termografie a angiografie ukázal, že v případech, kdy homolaterální zevní karotická tepna slouží jako kolaterál pro okludovanou vnitřní karotickou tepnu, její krátkodobá komprese dále zvyšuje „ochlazení“ očnice na straně postižené tepny.

Při vyšetření během exacerbace vykazují klastrové bolesti hlavy výrazné zvýšení luminiscence až o 1,5–2,0° na straně „klastrů bolesti“.

Naopak vzácná, ale patogeneticky mimořádně zajímavá studená migréna (ace cream headache), vznikající v důsledku prokázaného spasmu sifonu vnitřní karotické tepny, dává výraznou přechodnou hypotermii očnice na straně bolesti.

Temporální arteritida je obvykle doprovázena detekcí „těžké“ hypertermie v projekci povrchové temporální tepny.

Pro Barraquer-Simonsův syndrom je charakteristická přetrvávající, těžká hypotermie typu Harlekýnské masky.

Charakteristické změny v termogramu hlavy jsou pozorovány u žilní mozkové discirkulace - pulzující exoftalmus, Tolosa-Huntův syndrom a Melkersson-Rosenthalův syndrom. V druhém případě hyperémie rtů a jazyka během exacerbace edematózního syndromu dává zřetelnou hypertermii, která je kompenzována patogenetickou terapií.

Nejčastějšími formami poškození obličeje jsou prosopoparéza a trigeminální neuralgie. Mají neurčité termografické příznaky - od výrazné lokální hypertermie v nadočnicové oblasti během exacerbace neuralgie první větve trojklanného nervu až po relativní hypotermii na straně bolesti druhé a třetí větve. Prosopoparéza většinou nevede k významné anizotermii obličeje.

U pacientů s exacerbací syndromu vertebrální tepny jsou oblasti hypertermie nejčastěji zaznamenány v paravertebrální zóně C4 C5 _na straně syndromu bolesti.

Při studiu termogramů končetin u pacientů s akutní cévní mozkovou příhodou jsme nejprve zaznamenali výraznou časnou hypotermii v levých končetinách u pacientů s krvácením do pravostranné hemisféry. Tento jev nám na jedné straně umožňuje předpokládat pravděpodobnou lokalizaci hematomu v případě hlubokého kómatu, na druhé straně potvrzuje známou tezi o funkční asymetrii hemisfér s převahou center vegetativní regulace v pravé hemisféře.

V některých pozorováních pacientů se zadní rohovkovou formou syringomyelie jsme jako první zaregistrovali anizotermii trupu ve formě polopláště, což potvrzuje segmentálně disociovanou poruchu citlivosti u tohoto onemocnění.

Nejvýraznější změny v termogramech byly zaznamenány u metastatických lézí.

Raynaudův syndrom produkuje výrazné asymetrické změny v termogramech rukou, zejména po chladicím testu, kdy místo rychlého zahřátí rukou po 10minutovém ponoření do studené vody se prsty nezahřívají jako obvykle (kvůli rychlému otevření arteriovenózních zkratů), ale zůstávají dlouhodobě podchlazeny.

Pro většinu pacientů s vibrační nemocí je na rozdíl od Raynaudova syndromu charakterističtější symetrická hypotermie rukou, až po „tepelnou amputaci“ během exacerbace.

Jak již bylo zmíněno, termogeneze rukou je dynamická. V tomto ohledu je nejdůležitějším aspektem termografie rukou možnost využití dynamické termografie a ultrazvuku v antinikotinové propagandě.

Horké nohy jsou typické pro pacienty s erytromelalgií. Termografie je velmi informativní při dynamickém pozorování pacientů s angiopatiemi distálních částí dolních končetin různého původu, ukazuje účinnost nebo selhání lékové a/nebo medikamentózní léčby.

Následující dva aspekty aplikace termovize jsou důležité nejen pro urgentní neurologii, ale i pro urgentní medicínu obecně. Zaprvé se jedná o možnost neinvazivní diagnostiky subklinických stadií iatrogenní tromboflebitidy. Dynamické termovizní zobrazování a ultrazvukové duplexní monitorování katetrizované žíly ukázaly, že postinjekční flebitida se vyskytuje u 50 % pacientů druhý den kontinuální katetrizace. Oblasti hypertermie podél katetrizované žíly, zaznamenané na termogramu, spolu se zhoršeným žilním odtokem dle ultrazvukového duplexního vyšetření odrážejí rozvoj iatrogenní flebitidy. Včasná léčba pomáhá předcházet dalšímu rozvoji flebotrombózy a opakovaná kontrola termovizí pomáhá posoudit účinnost preventivní léčby.

Neméně důležité je dynamické termovizní a ultrazvukové monitorování žilního oběhu v dolních končetinách pacientů s hemiplegií. Studie doplněné ultrazvukovou dopplerografií, duplexním vyšetřením a koagulačními testy ukázaly, že u 60 % pacientů s hemiplegií se již 2.–3. den cévní mozkové příhody rozvine pretrombotický stav, a to 6krát častěji u paralyzované dolní končetiny. To je pochopitelné, protože u neurologických pacientů je klinické rozpoznání flebopatie obtížné kvůli senzorickým a motorickým poruchám. Navíc je to často kombinováno s poruchou řeči. V důsledku toho, na rozdíl od pacientů na terapeutických a chirurgických odděleních, neurologičtí pacienti zpravidla neuvádějí alarmující stížnosti na otoky, bolest a podobné pocity. Pokud tedy dynamická termografie a ultrazvukové metody odhalí byť jen počáteční známky poruchy žilního odtoku, je nutná urgentní preventivní léčba, aby se zabránilo vzniku tak závažné komplikace urgentní medicíny, jako je plicní embolie.

Výzkum v posledních letech přesvědčivě ukázal, že pokud je smrt člověka jako jednotlivce, nikoli však jako organismu, neoddělitelně spojena se smrtí mozku, pak je mozková smrt zcela spojena s ukončením intracerebrálního průtoku krve a registrací tzv. stop fenoménu, který byl dosud prokázán pouze pomocí kontrastní mozkové angiografie. Je zřejmé, že takový nebezpečný a obtížně proveditelný postup je pro vážně nemocné pacienty nepřijatelný.

Neinvazivní ultrazvukové metody a termografie jsou evidentně etičtější, dostupnější a informativnější.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]