Результаты термографии тканей голеней у больных

Результаты термографии тканей голеней у
больных варикозной болезнью в зависимости от
температуры окружающей среды
Т. В. Замечник С. И. Ларин Н. А. Стерн Н. С. Овчаренко А. Ю.
Андриянов
Изучали коррелятивную связь между температурой внешней
среды и температурами голени — инфракрасной (поверхностной)
и радиоволновой (глубинной) — у здоровых людей и больных
варикозной болезнью вен нижних конечностей (ВБВНК) с
разными клиническими классами. Обследованы 37 здоровых
пациентов и 64 пациента с ВБВНК. Температура регистрировалась
в 12 точках каждой голени попеременно. Обнаружено, что у
здоровых пациентов увеличение температуры внешней среды
приводило к прямо пропорциональному линейному изменению
инфракрасной температуры (коэффициент корреляции от 0,6 до
0,48) при ВБВНК клинических классов С2—С3. Коэффициент
корреляции повышался существенно (от 0,86 до 0,74), у больных
ВБВНК С4—С6. Коэффициент корреляции между инфракрасной
температурой и температурой внешней среды несколько
снижался и составил от 0,78 до 0,54 в зависимости от зоны
измерения. Глубинная (радиоволновая) температура у здоровых
пациентов не зависела от температуры внешней среды
(коэффициент корреляции колебался от 0,05 до –0,21), у
больных ВБВНК С2—С3 коэффициент корреляции достоверно
увеличивался и достигал 0,55—0,46, у больных ВБВНК С4—С6
оставался на одном уровне (от 0,62 до 0,46). Таким образом, у
здоровых людей глубокая температура голеней не зависела от
изменения температуры среды, а венозный застой, возникающий
при ВБВНК, приводил к появлению подобной корреляции.
Температура тела является важным критерием при диагностике
различных заболеваний человека 1. Пространственное представление о
распределении температуры помогает определить зону патологического
процесса 2. Наиболее распространенным способом регистрации
температуры является инфракрасная термография (ИКТ). Накопленный к
настоящему времени опыт применения тепловидения позволяет
определить некоторые основные направления использования ИКТ. Одно
из самых интересных и перспективных — изучение сосудистых
заболеваний. В диагностике этих заболеваний термография используется
уже много лет как неинвазивный и безопасный способ, особенно
удобный при необходимости многократных исследований в процессе
динамического наблюдения за эффективностью лечения 3, 4.
В то же время измерение теплового излучения тела человека в
инфракрасном диапазоне дает истинную температуру только самого
верхнего слоя кожи толщиной в доли миллиметра. О температуре
подлежащих тканей и органов можно судить опосредованно и только
тогда, когда температурные изменения «проецируются» на кожные
покровы 5. Температура внутренних органов выше температуры кожи,
которая в свою очередь весьма изменчива и зависит от комплекса
условий и прежде всего связана с перераспределением крови в коже и
подкожной клетчатке путем изменения просвета периферических
сосудов. Зависимость данных ИКТ от температуры окружающей среды
затрудняет математическую обработку и препятствует использованию
этого метода в клинической практике для постановки диагноза. В
последнее время появились приборы, позволяющие регистрировать
микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение тела
человека. Измерение излучения тканей в СВЧ диапазоне имеет
существенное преимущество перед анализом ИКТ. Глубина
проникновения микроволнового излучения гораздо больше, что
позволяет измерить СВЧ излучение, исходящее от внутренних структур
тела человека. Именно поэтому допустимо понятие «глубинная
температура» данной области. Метод, позволяющий измерить
температуру тканей на глубине, называется радиотермометрия (РТМ).
Изменения глубинной температуры тела при разной патологии организма
человека в настоящее время изучены недостаточно. Применение
комбинированной термометрии (ИКТ и РТМ) обеспечивает получение
карт распределения контрастов поверхностных и глубинных температур,
открывая новые возможности в изучении распределения температуры в
тканях нижних конечностей человека при разной сосудистой патологии.
Целью настоящего исследования являлось сравнение влияния
температуры окружающей среды на данные ИКТ и РТМ у здоровых людей
и больных варикозной болезнью вен нижних конечностей (ВБВНК).
Материал и методы
Для достижения поставленной цели проводили последовательное
измерение кожной (инфракрасной) и глубокой (радиоволновой)
температуры в 12 симметричных точках, расположенных по задней
поверхности обеих голеней пациента. Использовали диагностический
комплекс РТМ-01-РЭС (ООО РЭС, Россия), позволяющий регистрировать
как инфракрасную температуру с поверхности тела, так и внутреннюю
температуру тканей на глубине от 4 до 6 см по их естественному
тепловому излучению в микроволновом диапазоне (табл. 1). В состав
комплекса входят антенна-аппликатор для регистрации микроволнового
излучения, датчик регистрации инфракрасной температуры, блок
обработки информации, персональный компьютер. Антенну-аппликатор
устанавливали на соответствующую точку на поверхности голени
плотно, без зазора между кожей и плоскостью аппликатора, без
дополнительного нажима. Температуру измеряли последовательно в 12
точках по задней поверхности правой и левой голеней. Измерения в
указанных точках проводили радиодатчиком (РТМ) и датчиком
температуры кожи (ИКТ) в горизонтальном положении пациента лежа на
животе. Результаты замеров поступали в виде постоянного напряжения в
блок обработки и далее в компьютер. Данные измерения температуры
обрабатывали и отражали на мониторе или принтере в виде
термограммы или цветового поля температур (см. рисунок).
Таблица 1. Основные медико-технические параметры
радиотермометра
Рисунок 1. Схема расположения точек обследования голени и
термограмма голени здорового человека.
Обследован 101 больной, в том числе 37 без сосудистой патологии
(контрольная группа), 40 с ВБВНК клинических классов С2—С3 по
классификации СЕАР, 24 — с ВБВНК клинических классов С4—С6. В
качестве референтного метода, подтверждающего наличие или
отсутствие патологии вен, использовали дуплекс-сканирование с
цветным картированием кровотока. Средний возраст пациентов
контрольной группы составил 34±6 лет, пациентов с варикозной
болезнью 43±7 и 55±8 лет (для больных с клиническими классами С2—
С3 и С4—С6 соответственно). Обследование проводили в интервале
температур от 18 до 27°C. Данные статистически обрабатывали с
расчетом коэффициента корреляции Пирсона (r) для каждой из 12 точек
у всех пациентов в каждой из групп.
Результаты
Показано, что с повышением температуры внешней среды температура
голени как в инфракрасном, так и в микроволновом диапазоне
изменялась. Однако корреляция между изменением температуры среды и
температурой голеней была различна у пациентов разных групп. У
здоровых пациентов (без патологии вен) коэффициент корреляции был
значимым только для данных ИКТ (0,4—0,62), тогда как корреляция
значений, полученных при РТМ, полностью отсутствовала (табл. 2).
Таблица 2. Значение коэффициента корреляции между
поверхностными температурами голени по данным ИКТ,
глубинными температурами по данным РТМ и темпетатурой
окружающей среды при измерении в разных температурных
условиях у здоровых и больных ВБВНК класов С2—С3 и С4—С6
У пациентов с ВБВНК корреляция между температурой голеней и
изменениями температуры окружающей среды значительно различалась
в сравнении со здоровыми людьми. Причем корреляция была
наибольшей в группе больных с хронической венозной
недостаточностью (ХВН) С2—С3. Это касалось как поверхностных
температур в инфракрасном диапазоне, так и глубинной температуры
(см. табл. 2). Появление корреляции между температурой окружающей
среды и глубокими температурами голени было неожиданным для нас,
особенно в группе С2—С3, т.е. в тех случаях, когда клинические
признаки хронического заболевания вен выражены умеренно или
незначительно. Еще одним сюрпризом для нас стало ослабление силы
коррелятивной связи показателей ИКТ у больных с тяжелыми формами
заболевания (см. табл. 2). Данный феномен мы объясняем изменениями
на уровне микроциркуляторного звена неизбежно происходящими в
дистальных отделах голени при венозном застое. Повышение
температуры окружающей среды в здоровом организме вызывает
повышение теплоотдачи, одним из механизмов которой является
компенсаторная вазодилатация периферических артерий и артериол
(артериальная гиперемия) в поверхностных слоях тела (коже и
подкожной клетчатке). Вследствие увеличения артериовенозной
разности давлений в микрососудах скорость кровотока в капиллярах
возрастает, внутрикапиллярное давление повышается и количество
функционирующих капилляров растет. Вместе с возрастанием линейной
скорости это ведет к значительному повышению объемной скорости
кровотока. У здоровых людей компенсаторная вазодилатация является
признаком нормальной регуляции температуры тела, направленной на
сохранение постоянства температуры внутри организма. Возможно, что
недостаточность дренажной функции вен при варикозной болезни
приводит к замедлению кровотока, повышению кровенаполнения мышц
голени и снижению скорости теплоотдачи. Поэтому у больных ВБВНК с
повышением температуры окружающей среды повышается не только
поверхностная, но и глубинная температура, т.е. появляется устойчивая
зависимость от температуры среды. Кроме того, с увеличением степени
ХВН постепенно развивается динамическая недостаточность
лимфатической системы. Следствием такой недостаточности является
отек пораженной конечности 2, 3. Выраженный отек подкожной
клетчатки и артериоло-венулярное шунтирование приводят к нарушению
нормальных механизмов теплоотдачи за счет «тепловой» артериальной
гиперемии (эффект «термоса»). Поэтому коэффициент корреляции
изменений температуры окружающей среды и данных ИКТ и даже в
меньшей степени глубинной температуры голени снижается при
развитии тяжелых форм ХВН.
Заключение
Результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что изменение
терморегуляции при венозном застое приводит к повышению
чувствительности конечностей к изменениям внешней температуры.
Поверхностная температура голени зависит от температуры окружающей
среды как у здоровых людей, так и у больных варикозной болезнью.
Однако эта зависимость ослабевает при выраженных формах
заболевания, вероятно, из-за увеличения застойного венозного объема,
провоцирующего отек кожи и подкожной жировой клетчатки. Глубинная
температура, регистрируемая в зоне мышечно-венозной помпы голени у
здоровых людей, не зависит от температуры окружающей среды (18—
27°С). Появление такой зависимости, по нашим данным, является
признаком венозного застоя, что может служить одним из
термографических диагностических критериев наличия ХВН варикозного
генеза. Этот научный факт важен с практической точки зрения, так как
обеспечить стабильность температуры при проведении термографии в
помещениях больниц и поликлиник практически невозможно. Разброс
температур внешней среды затрудняет математическую обработку
термограмм, снижая их клиническое значение. Используя коэффициенты
корреляции, мы получаем диагностический критерий, не зависящий от
внешней температуры. В свете проведенного анализа интересным
является изучение влияния температуры внешней среды на глубинные и
поверхностные температуры голени у больных острым венозным
тромбозом и посттромботической болезнью. Мы планируем в ближайшее
время провести такие исследования.
Литература
1. Ring F.F. The historical development of thermal imaging in medicine.
Rheumatology (Oxford) 2004;43:6:800—802.
2. Smaga A., Paszkowski T., Wozniak S. et al. Analysis of physiologic and
abnormal pictures of infrared thermography. Ginekol Pol
2003;74:9:847—854.
3. Королюк И.П. Тепловидение (термография) в клинической
практике. Куйбышев 1978;79.
4. Sandlin D. New product review: temporal artery thermometry. J
Perianesth Nurs 2003;18:6:419—421.
5. Hu L., Gupta A., Gore G.P., Xu L. X. Effect of convection on the skin
thermal expression of breast cancer. J Biomech Eng 2004;126:2:204—
211.