Obrazowanie termiczne

Obrazowanie termiczne stanowi technikę obrazowania, która wykorzystuje emisję promieniowania elektromagnetycznego z zakresu podczerwieni do oceny temperatury powierzchni badanych obiektów. Jest to metoda całkowicie nieinwazyjna i bezkontaktowa, co umożliwia szybkie oraz komfortowe uzyskanie mapy rozkładu temperatury powierzchni ciała pacjenta. Każde ciało w tym również organizm ludzki, emituje promieniowanie z zakresu podczerwieni, które może być rejestrowane za pomocą kamer termowizyjnych [1,2]. Co więcej, współczynnik emisyjności skóry człowieka wynosi 0,98 ± 0,01, niezależnie od pigmentacji, co zbliża ją do modelowego „ciała doskonale czarnego” – idealnego emitera promieniowania cieplnego [3,4].

Współcześnie technika termograficzna zyskuje na znaczeniu nie tylko w inżynierii, budownictwie czy przemyśle, ale również znajduje coraz szersze zastosowanie w diagnostyce medycznej. Szczególny wzrost zainteresowania tą metodą obserwowany jest od czasu pandemii COVID-19. Nowoczesne systemy termowizyjne charakteryzują się wysoką czułością termiczną (nawet rzędu 0,03 ^oC) oraz wysoką rozdzielczością temperaturową, co pozwala na precyzyjne wykrywanie różnic temperatury nawet między małymi obszarami (związanymi choćby z naczyniami krwionośnymi czy niewielkimi zmianami skórnymi) na powierzchni ciała [5–7].

Nie od dziś wiadomo, że temperatura odgrywa kluczową rolę w regulacji procesów fizjologicznych. Termiczna homeostaza jest warunkiem prawidłowego funkcjonowania narządów wewnętrznych, mięśni oraz układu nerwowego. Źródłem ciepła w organizmie są procesy metaboliczne, które – zgodnie z doniesieniami literaturowymi – odpowiadają za blisko 60% ogólnej produkcji energii [8,9]. Tempo metabolizmu zależy od aktualnego stanu fizjologicznego i zdrowotnego organizmu, a także od wpływu czynników zewnętrznych i wewnętrznych. Choroby, ciąża, a także aktywność fizyczna istotnie wpływają na poziom metabolizmu całego organizmu oraz poszczególnych narządów w porównaniu do stanu spoczynkowego.

W stanach zapalnych jednym z typowych objawów jest lokalny wzrost temperatury, będący konsekwencją aktywacji ośrodka termoregulacji w podwzgórzu [10]. Dzięki powiązaniu temperatury i aktywności metabolicznej tkanek, termowizja znajduje zastosowanie w wykrywaniu i monitorowaniu zmian patologicznych, urazów, stanów zapalnych, jak również w ocenie skuteczności interwencji terapeutycznych [11,12].

Podobnie sprawa ma się w przypadku oddziaływania na organizm ludzki poprzez jego ochładzanie lub ogrzewanie. Wraz z dostarczeniem energii z urządzeń zewnętrznych, takich jak np. lasery, dochodzi do nagrzewania tkanek. Kontrola i nadzór na zmianami temperatury podczas zabiegu pozwala otrzymać największą skuteczność procedur oraz zapewnić największy poziom bezpieczeństwa, gdyż niekontrolowane nagrzewanie tkanek może prowadzić do niepożądanych efektów, takich jak oparzenia czy trwałe uszkodzenia skóry. Taki proces kontroli może zapewnić kamera termowizyjna [13-15].

W medycynie estetycznej termografia może przynieść wiele korzyści i wiele dodatkowych informacji. Może być wykorzystywana zarówno do obiektywnej oceny wykonanego zabiegu jak i do monitorowania postępów leczenia, co do tej pory nie było brane pod uwagę w kontekście zastosowania obrazowania termicznego w procedurach medycyny estetycznej. Dzięki obrazowaniu termicznemu można śledzić dynamikę zmian temperatury skóry, co może być wskaźnikiem skuteczności stosowanej terapii. Ponadto dzięki analizie termicznej możliwe jest dokładniejsze określenie obszarów wymagających interwencji oraz monitorowanie efektów terapii w sposób bardziej precyzyjny niż za pomocą subiektywnej oceny wzrokowej.

1. Więcek B., De Mey G. Termowizja w podczerwieni, podstawy i zastosowania. Warszawa, Wydawnictwo PAK, 2011.
2. Wiśniewski S., Wiśniewski S.T. Wymiana Ciepła. wydanie 6. Warszawa, WNT, 2009.
3. Charlton M., Stanley S.A., Whitman Z., Wenn V., Coats T.J., Sims M., Thompson J.P. The effect of constitutive pigmentation on the measured emissivity of human skin. PLoS One, 2020;15(11):e0241843. doi: 10.1371/journal.pone.0241843.
4. Fernández-Cuevas I., Bouzas Marins J.C., Arnáiz Lastras J., Gómez Carmona P.M., Piñonosa Cano S., García-Concepción M.Á., et al. Classification of factors influencing the use of infrared thermography in humans: A review. Infrared Physics & Technology, 2015;71:28–55.
5. Lahiri BB, Bagavathiappan S, Jayakumar T, Philip J. Medical applications of infrared thermography: A review. Infrared Phys Technol July 01;55(4):221–235. 10.1016/j.infrared.2012.03.007
6. Gorczewska, I., Szurko, A. M., Kiełboń, A. K., Stanek, A., Cholewka, A. J. Determination of Internal Temperature by Measuring the Temperature of the Body Surface Due to Environmental Physical Factors – First Study of Fever Screening in the COVID Pandemic. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022;19, 1–10. https://doi.org/10.3390/ijerph192416511
7. FLIR Systems. FLIR T1020 HD Thermal Camera with Viewfinder. https://www.flir.eu/, [dostęp: 03.10.2024].
8. Górski J. Fizjologia człowieka. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2010.
9. Herman I.P. Physics of the Human Body. New York, Springer, 2016.
10. Dinarello C.A. Infection, fever, and exogenous and endogenous pyrogens: some concepts have changed. J Endotoxin Res. 2004;10(4):201-22
11. Bauer J, Dereń E. Standaryzacja badań termograficznych w medycynie i fizykoterapii. Acta Bio-Opt Inform Med. 2014;20:11-20.
12. Madura H. Pomiary Termowizyjne w praktyce. Warszawa: Agenda Wydawnicza PAKu; 2004.
13. Kaszuba N, Kasprzyk-Kucewicz T, Bałamut K, Morawiec T, Stanek A, Wziątek-Kuczmik D, Cholewka A, May thermal imaging be useful in the assessment of dentalanaesthesia? preliminary study, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2022, http://dx.doi.org/10.1007/s10973-021-10985-y.
14. Szurko A, Kasprzyk-Kucewicz T, Cholewka A, Kazior M, Sieroń K, Stanek A, Morawiec T. Thermovision as a Tool for Athletes to Verify the Symmetry of Work of Individual Muscle Segments, International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, http://dx.doi.org/10.3390/ijerph19148490.
15. Kasprzyk-Kucewicz T, Cholewka A, Englisz-Jurgielewicz B, Mucha R, Relich M, Kawecki M, Sieroń K, Onak P, Stanek A, Thermal effects of topical hyperbaric oxygen therapy in hard-to-heal wounds – a pilot study, International Journal of Environmental Research and Public Health, 2021, http://dx.doi.org/10.3390/ijerph18136737.