Термография

15.12.2014

Термография это графическое изображение поверхностной температуры объекта. Эта неинвазивная техника, которая измеряет излучаемое тепло и выводит на изображение поверхностную температуру кожи, что является эффективным методом обнаружения воспаления. Возможность неинвазивно определить величину воспалительного ответа делает термографию идеальным диагностическим инструментом, помогающим в диагностике некоторых видов хромоты у лошадей.
Впервые термография была применена в ветеринарной практике 35 лет назад, но ее использование в основном ограничивалось университетскими и большими специализированными клиниками. Ho в последние 20 лет термография нашла практическое применение в конной практике.

АППАРАТУРА

Термографическое измерение разделено на две категории - контактную термографию и неконтактную термографию. При контактной термографии используются жидкие кристаллы в деформируемом основании. Кристаллы меняют форму в зависимости от температуры, которая соприкасается с ними, и при этом они отражают разные цвета света. Поэтому цвет кристалла представляет определенную температуру. Чтобы использовать эту технологию для медицинских целей, жидкие кристаллы вводили в гибкий и прочный латексный слой. Этот метод стали использовать реже из-за многочисленных имеющихся проблем при применении технологии, что сделало неконтактную термографию методом выбора.
Существует два различных метода неконтактной термографии - охлаждаемый и неохлаждаемый. При охлаждаемом методе для измерения температуры используется детектор инфракрасного излучения. Помимо этого, используется серия фокусирующих и рассеивающих зеркал, чтобы систематически измерить все поле обозрения. Камера/детектор обычно спарены с катодно-лучевой трубкой, и энергия измеряемого излучения преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал показывается на катодно-лучевой трубке как черно-белое изображение (серая шкала) объекта, который прямо пропорционален серой шкале. Посредством использования микрочипов, черно-белое изображение можно сделать цветным изображением тепловой картины; отсюда получается классическая термограмма. Из-за наличия тепла, производимого камерой, детектор должен охлаждаться, чтобы не возникали помехи. Сложность камеры делает оборудование дорогим и, более того, оно требует присоединения к компьютеру, что делает его трудным для транспортировки. При неохлаждаемом методе используется тип видеопреобразователя, в котором инфракрасное излучение фокусируется и измеряется серией детекторов.
Прежде чем приобретать термографическую камеру, нужно учесть несколько факторов. Среди наиболее важных факторов - это спектральный диапазон. Идеальным диапазоном для медицинских целей является 8-14 m, потому что это максимальная способность к излучению кожи. Из практических соображений существует также меньше окружающих артефактов в этом диапазоне. Автор предпочитает термографию в реальном времени, по сравнению с неподвижной термографией, потому что в реальном времени выявляются любые проблемы в движении, что делает исследование более динамичным и позволяет ускорить его. Чувствительность - это температурная разница, которая может быть определена. Охлаждаемые приборы могут дифференцировать до 0,01°С, тогда как неохлаждаемые приборы могут дифференцировать до 0,1°С. Хотя охлаждаемые приборы более чувствительные, они не подходят для медицинских термографов, потому что необходима чувствительность в 0,3 °С. Последний фактор - это портативность и срок службы. В конной медицине аппарат должен противостоять тряскам ежедневного использования, и он должен быть легок для транспортировки. Портативные охлаждаемые приборы обычно дорогие и хрупкие, тогда как неохлаждаемые камеры, в которых используется технология видеопреображения, портативны и надежны, потому что в них нет подвижных частей (табл. 10.3-1).
Термография

ФИЗИОЛОГИЯ ТЕРМОГРАФИИ

Тепло постоянно вырабатывается телом и рассеивается через кожу путем радиации, конвекции, проводимости или испарения. Из-за этого температура кожи на 5 °C ниже, чем внутренняя температура тела (37 °С). Температура кожи обуславливается местной циркуляцией крови и тканевым метаболизмом. Так как тканевой метаболизм в целом постоянен, изменение температуры кожи обычно вызывается изменениями в перфузии местных тканей. Вены обычно теплее, чем артерии, потому что они дренируют метаболически активные области. Поверхностные вены будут нагревать кожу больше, чем поверхностные артерии, а венозный отток из тканей и органов с высоким уровнем метаболических процессов будет теплее, чем венозный отток из других тканей.
Сеть кровеносных сосудов и относительный кровоток обуславливают тепловой рисунок, который является основанием для термографической интерпретации. Нормальный тепловой рисунок любой области может быть предсказан на основании его васкуляризации и поверхностного контура. Кожа, покрывающая мышцы также является объектом для увеличения температуры во время мышечной активности. На основании этих данных, некоторые общие правила могут быть сделаны в отношении температурной модели лошади: срединная линия будет в целом теплее, чем другие области тела. Эти области включают спину, грудь, область между задними конечностями и вдоль вентральной срединной линии. Тепло над конечностями имеет тенденцию следовать маршруту основных сосудов (например, подкожной вене на передних конечностях и вене сафене на задних конечностях).
При дорсальном осмотре дистальных отделов конечности, пясть (плюсна), путовый сустав и венечный сустав оказываются относительно прохладней по сравнению с остальным туловищем, потому что изображение записывается от основной кровеносной магистрали. Термографически самая теплая область на дистальной части конечности находится вокруг богатого артериовенозного сплетения копытного венчика и ламинарной пластинки, находящейся проксимальнее копытной стенки. Между третьей пястной костью и сухожилиями-сгибателями в норме имеется повышенная температура, следующая ходу медиальной пальцевой вены на передней конечности и плюсневой вены на задней конечности. На копыте, самое теплое место соответствует венчику копыта. При осмотре с пальмарной (плантарной) стороны сухожилия относительно более холодные, а самая теплая область неизменно между пяточными углами копыта по срединной линии.
Поврежденные или заболевшие ткани будут неизменно иметь измененную циркуляцию. Одним из основных признаков воспаления является повышение температуры, которое вызвано усиленным кровообращением. Термографически «горячие точки», связанные с локализованным воспалительным процессом, обычно будут видны на коже, которая лежит непосредственно над областью поражения. Ho заболевшие ткани могут иметь на самом деле и сниженное кровоснабжение как из-за отека, тромбоза сосудов, так и нарушения тканей. При таких поражениях области с пониженной температурой обычно окружены повышенной тепловой эмиссией, возможно, как результат шунтирования сосудов.
ПОЛУЧЕНИЕ ДОСТОВЕРНЫХ ТЕРМОГРАММ

Чтобы провести достоверные термографические исследования, необходимо контролировать следующие факторы: движение, артефакты, температуру окружающей среды и энергию внешних источников тепла. Чтобы контролировать движения, клиницист может иммобилизовать лошадь в станке или воспользоваться помощью опытного конюха; но использование термографии в реальном времени уменьшает необходимость в полной иммобилизации. Седативные и транквилизирующие вещества должны быть исключены, потому что эти лекарства воздействуют на периферическое кровообращение и сердечно-сосудистую систему и могут приводить к получению ложных тепловых рисунков (но автор не сталкивался с такой проблемой). Чтобы уменьшить воздействие энергии внешних источников тепла, термографию следует проводить под укрытием, защищенным от солнечных лучей. Лучше всего термографию проводить в темноте или при слабом освещении. В идеале температура окружающей среды должна быть в районе 20 °С, но приемлема любая постоянная температура, пока лошадь не начинает потеть. Потери тепла с потом не возникают при температуре ниже 30 °С, потому что потери тепла ниже этой температуры происходят за счет радиации и конвекции. Очень низкая температура окружающей среды может вызывать спазм сосудов нижних отделов конечностей лошади и повлиять на исследование. В этих случаях необходимо дать лошади небольшую физическую нагрузку, чтобы усилить вазодилятацию. Место, где проводится термография, должно быть спокойным, с постоянным потоком воздуха, чтобы не возникло ложного понижения температуры. Из практических соображений лошадь следует держать подальше от сквозняка, и ей должно быть выделено 10-20 минут, чтобы привыкнуть к окружающей обстановке или комнате, где проводится термография.
Артефакты - это внешние агенты кожи, которые могут искажать результаты исследований. К ним относят: инородные тела, зарубцевавшиеся ткани, длинные волосы, нанесенные мази, повязки на конечности и снаряжение. Чтобы исключить артефакты, все лошади за два часа до исследования чистятся и освобождаются от бинтов и снаряжения всякий раз, когда это возможно. Волосы изолируют конечность и блокируют эмиссию инфракрасного излучения. Ho пока волосы короткие и одинаковой длины, проводимое термографическое исследование должно быть точным. Кожа всегда должна исследоваться на наличие изменения длины волос, которое может приводить к появлению ложных «горячих точек» на термограмме.
Проблемные области подвергаются многочисленным термографическим исследованиям, которые выполняют, по крайней мере, в двух проекциях, приблизительно с разницей в 90 градусов, чтобы определить, где находятся стойкие «горячие точки». Конечности лошади должны исследоваться в четырех проекциях (по окружности). Значительные области воспаления будут проявляться над одной и той же областью на каждой повторяемой термограмме.
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОГРАФИИ

Существует, по крайней мере, три области применения термографии в конной ветеринарии. Во-первых, ее используют в качестве средства диагностики. В этих случаях, термография - это физиологический исследовательский метод, при котором разница в 1 °С между двумя анатомически симметричными участками указывает на региональное воспаление. В этих случаях уменьшение температуры так же важно, как и ее увеличение. Исследование может быть использовано для установления проблемной области, чтобы в дальнейшем оценить ее анатомическими исследовательскими методами, такими как ультразвук и/или рентгенография. Во-вторых, чтобы улучшить физикальный осмотр. В этом случае термография используется, чтобы определить изменения в местной температуре и, таким образом, локализовать «подозреваемые области». Термографическое сравнение определяемой температурной разницы, по крайней мере, в десять раз чувствительней, чем мануальное. Этот метод используется, чтобы помочь определить асимметрию; практик после этого должен использовать информацию, чтобы определить существующую причину и смысл температурной разницы. В-третьих, термографию применяют при диспансеризации. При этом методе лошади в работе исследуются еженедельно. Из опыта автора, термографические изменения часто возникают за 2 недели до клинических проявлений. В этих случаях термография может быть использована для выявления субклинических проблем, после чего могут быть произведены изменения в тренинге, чтобы повреждения удалось избежать.
ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕРМОГРАФИИ С ДРУГИМИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМИ СПОСОБАМИ

При продолжающемся увеличении технологических возможностей в конной практике и совершенствовании в исследовании животных, возможности ветеринаров проводить точную диагностику, будут продолжать улучшаться. Необходимо понимать, что ни одна из современнейших исследовательских технологий не может заменить физикального осмотра. Скорее, все исследовательские технологии только улучшают базу данных, собранную физикальным осмотром, и каждый исследовательский метод предлагает определенную информацию. Так же, каждый исследовательский метод соответственно имеет свои ограничения.
Термография и сцинтиграфия - физиологические исследовательские методы. Они обеспечивают информацией о тканевой физиологии, особенно кровоснабжении, а также информацией как о локализации повреждения или заболевания, так и о жизнеспособности тканей. Ho ни один из этих методов не обеспечивает информацией об определенной природе проблемы. Для этого могут быть использованы анатомические исследовательские методы, чтобы идентифицировать структуру интересуемых тканей.
Радиография используется, чтобы оценить контраст тканей при определенных изменениях в костях. Идентификация этих изменений используется, чтобы определить повреждение костей. К сожалению, за исключением переломов, большинству радиографических изменений в костях часто требуется 10-14 дней, чтобы стать очевидными. Более того, многие изменения в костях часто постоянны, поэтому может быть трудно определить является ли изменение, особенно хроническое, причиной боли и хромоты. Термографией, по существу, исследуют воспаление, которое обычно подразумевает боль. В этом отношении она может помочь определить, ассоциируется ли радиографическое изменение с воспалением, и поэтому является возможной причиной хромоты.
Термография и ультразвуковая эхография дополняют друг друга. Так, термографию используют, чтобы определить локализацию повреждения, а ультразвуковую эхографию используют, чтобы оценить морфологию поврежденной структуры, размер и форму повреждения. Ультразвуковую эхографию можно использовать, чтобы следить за процессом выздоровления, а термографию, чтобы оценить «когда» воспалительный процесс разрешится.
Сцинтиграфия наиболее эффективна для обнаружения радиографически скрытых скелетных повреждений. Термография дополняет эту технологию, потому что сцинтиграфия может быть выборочно использована, чтобы оценить кость, а термография конкретно, чтобы оценить поверхностные мягкие ткани.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Термография - визуальное отображение температуры кожи, включающее в себя определение инфракрасного излучения, которое может напрямую коррелировать с кровотоком. Она является практической помощью при клиническом осмотре лошадей. Этот метод особенно эффективен для определения хромоты и может быть использован для повышения точности диагностики. Чтобы термография давала точные результаты, она должна проводиться в контролируемом месте, свободном от сквозняков, которое должно быть защищено от солнечных лучей, чтобы исключить ложное нагревание кожи, а длина волос должна быть одинаковой. Термографию можно использовать для определения повышения местной температуры до того, как оно будет ощутимо во время рутинного физикального осмотра, и потому она эффективна для раннего обнаружения ламинита, стресс переломов и тенденитов. Термография является неинвазивным методом исследования кровоснабжения поврежденной области и одним из возможных неинвазивных способов определения кровотока в копыте лошади. Этот метод также эффективен при ранней диагностике стресс перелома в противоположной конечности, в дополнение к клиническому осмотру и к другим исследовательским технологиям, таким как рентгенография, ультразвуковая эхография и сцинтиграфия.