Размер шрифта: A A A
Цвета сайта: Ц Ц Ц Ц
Выберите шрифт: Arial Times New Roman

603155 Россия, Н.Новгород, Верхне-Волжская набережная, 18
ФГБУ "ПФМИЦ" Минздрава России
Телефон: (831) 436-01-60 Факс: (831) 436-05-91
Институт травматологии:
регистратура (831) 436-87-54, 436-26-24
Институт педиатрии: регистратура (831) 436-60-45

ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России
Информация для пациентов и членов их семей

Физиологические основы медицинского тепловидения

В основе тепловидения лежит дистантная визуализация ИК излучения тканей, осуществляемая с помощью специальных оптико-электронных приборов – тепловизоров. Интенсивность ИК излучения, регистрируемого тепловизорами, характеризует тепловое состояние тканей, их температуру. Метод позволяет тонко улавливать даже начальные стадии воспалительных, сосудистых и некоторых опухолевых процессов. В зависимости от повышения или понижения местной температуры на фоне привычных очертаний органа или конечности усиливается или, напротив, ослабевает свечение тканей в области патологии. Тепловидение дает одновременное представление об анатомо-топографических и функциональных изменениях в пораженной зоне.

Теплоизлучение человеческого тела, согласно закону Стефана-Больцмана, пропорционально четвертой степени температуры его поверхности. Следовательно, теплоизлучение тела, прежде всего, связано с температурой его кожи. Ее значения могут меняться в широких пределах и зависят от многих факторов.

При нормальных условиях температура кожи ниже температуры внутренних органов и измеряется в пределах 30,5-35,5оС. Так как кожа является покровом, отделяющим внутренние органы от окружающей среды, ее температура должна изменяться в зависимости от состояния как внутренних органов, так и внешней среды. Такое представление лишь в общей форме характеризует факторы, от которых зависят колебания кожной температуры. Среди этих факторов:

1) скорость кровотока;

2) сосудистые реакции;

3) метаболические процессы;

4) наличие локальных или общих источников тепловой энергии;

5) регуляция теплообмена испарением, конвекцией, радиацией.

Температура кожи является результатом взаимодействия всех указанных факторов. Именно поэтому исследование температуры кожи невозможно без их учета. Стандартизации условий обследования можно достичь адаптацией кожных покровов к температурным условиям помещения – удалением с исследуемого одежды, пребыванием в покое в течение 10-15 минут при постоянной окружающей температуре (19-21оС) без воздушных потоков, с исключением источников теплопродукции (батареи, тепловентиляторы, лампы накаливания) и охлаждения.

Известно, что организм человека обладает свойствами гомойтермности. В 1972 году Комиссия по термофизиологии Международного союза физиологов определила гомойтермию как способность организма сохранять температуру тела постоянной в пределах ±2оС независимо от температуры внешней среды (Hensel  Н., 1973).

Температурным гомеостазом обладает только ядро организма, то есть головной мозг и внутренние органы. Температура ядра равна 37,5±0,5оС, а температура оболочки (поверхностные ткани и конечности) ниже. Средневзвешенная температура кожи в условиях комфорта составляет 32,0±1,0оС и весьма изменчива в зависимости от температуры окружающей среды (Иванов К.П. и соавт., 1984). Это обусловлено терморегуляторной функцией кровообращения в покровных тканях. Сама по себе оболочка обладает высокой теплоизоляцией. Возрастание кровенаполнения и усиление кровообращения в ней делают ее более теплопроводной. Сужение сосудов в ответ на охлаждающее влияние внешней среды снижает температуру кожи и увеличивает теплоизоляцию оболочки, уменьшая тем самым как конвективную, так и прямую (кондуктивную) передачу тепла от глубоких тканей на поверхность.

Ткани дистальных отделов конечностей (кисти и стопы) и поверхность лица являются специализированными областями физической теплоотдачи (теплорегуляции). При изменении внешних и внутренних условий теплообмена раньше и значительнее, чем в других областях, изменяется температура кожи дистальных отделов конечностей (В.А.Лихтенштейн,1967).

Центральные терморегуляторные механизмы в человеческом организме управляются гипоталамусом. Реакции, которые увеличивают теплопотери, регулируются передним гипоталамусом (они вызывают потоотделение, расширение периферических сосудов, глубокое дыхание). Реакции, направленные на образование и сохранение тепла, осуществляются за счет сужения сосудов и обусловлены действием заднего гипоталамуса. Возникновение тех или иных реакций связано со стимуляцией двух групп рецепторов: периферических и центральных. Центральные расположены в самом гипоталамусе и рядом с ним. От них импульсы идут по афферентным путям в гипоталамус, а оттуда по соматическим и автономным путям распространяются к исполнительным органам, осуществляя регуляцию потоотделения, сосудистого и мышечного тонуса. Корковое воздействие может при определенных условиях вызвать неадекватные (извращенные) сосудистые реакции. При торможении высших отделов ЦНС включаются терморегуляторные процессы, направленные против перегрева организма. При возбуждении – усиление теплообразовательных процессов.

Местные механизмы терморегуляции. Кожа, имеет густую сеть капилляров, находящихся под контролем вегетативной нервной системы. Благодаря вегетативной иннервации, которая контролирует расширение или сужение  просвета капилляров, вплоть до полного их закрытия, обеспечивается регуляция температуры отдельных участков кожи и всего организма в целом. Нервные связи между кожей и внутренними органами реализуются через висцеро-кожные рефлексы, протекающие по типу аксон-рефлексов, либо сегментарных, либо проекционных рефлексов. Импульсы из внутренних органов идут по афферентным путям в передние и боковые рога спинного мозга, а оттуда передаются на поверхность тела через эфферентные преганглионарные и постганглионарные симпатические волокна. Наиболее отчетливо это проявляется при патологии, когда возникают стойко существующие кожные зоны с измененной чувствительностью, трофикой, нарушенными сосудистыми и секреторными реакциями. При внутренней патологии формируются многообразные сосудистые и трофические эффекты. В результате кожа человека превращается в обширную зону, отражающую в той или иной степени процессы, совершающиеся во внутренних органах. Следует обратить внимание на разветвленность подкожной сосудистой сети, препятствующую контактному пути передачи термических аномалий как вглубь тела, так и в обратном направлении.           

Факторы, влияющие на термопаттерн кожных покровов человека:

1) температура воздуха;

2) радиационная температура;

3) влажность воздуха;

4) скорость обдува;

5) теплопроводность тканей;

6) конвекция системного кровотока;

7) конвекция кожного кровотока;

8) интенсивность обменных процессов в подлежащих тканях.

Тепло, вырабатываемое организмом в процессе жизнедеятельности, от центральных областей через кожные покровы отводится в окружающую среду. Кожа – это граница раздела между телом и средой. К коже тепло передается за счет теплопроводности (способности к прогреванию), которая действует в направлении от центра последовательно через все слои оболочки, и за счет конвекции благодаря кровотоку по сосудистым структурам разного калибра: от магистральных сосудов к участкам с развитой капиллярной сетью.

Влияние внешних факторов. При повышении скорости обдува кожных покровов относительная доля радиационных теплопотерь снижается (при повышении скорости обдува на 4 м/с потери снижаются на 20%).

Имеется прямая зависимость радиационной температуры фона (окружающей среды) и радиационных теплопотерь кожных покровов. При 12оС окружающей среды радиационные теплопотери возрастают до 80% от всех теплопотерь.

Влияние внутренних факторов. Прямой фактор, определяющий формирование температурных полей кожи, – особенности ее кровоснабжения: скорость кровотока, объем протекающей крови и состояние артерий, артериол и капилляров. Величина кожного кровотока нестабильна и меняется как при изменении температуры окружающей среды, так и при изменениях внутренней температуры. По расчетным данным, изменения кожного кровотока от 2 до 5 мл/см2/мин. ведут к изменению температуры кожи на 2оС.

Оценка вклада магистрального и кожного кровотока показывает, что изменение величины магистрального кровотока проявляется сравнительно медленно и приводит к маловыраженным изменениям поверхностной температуры. Рефлекторные же реакции сосудов кожи ведут к быстрым изменениям этих значений.

Второй фактор – уровень обменно-метаболических процессов в коже и подлежащих тканях.

Основной фактор, блокирующий передачу тепла на поверхность, – жировая ткань, обладающая высокими изолирующими свойствами. Результаты экспериментальных исследований (О.Л.Перцов, 1981) показали, что при увеличении толщины жировой прослойки в два раза длительность переходных процессов при температуре среды 18-24оС увеличивается почти в два раза.

Основные причины нарушения нормальной термотопографии:

1) врожденная сосудистая патология, включая сосудистые опухоли;

2) вегетативные расстройства, приводящие к нарушениям регуляции сосудистого тонуса;

3) нарушения кровообращения в связи с травмой, тромбозом, эмболией или склерозом магистральных сосудов;

4) венозный застой, ретроградный ток крови при недостаточности клапанов, вен;

5) воспалительные процессы и опухоли, вызывающие местное усиление обменных процессов;

6) изменение теплопроводности тканей в связи с отеком, увеличением или снижением слоя подкожно-жировой клетчатки.

Очаги патологической теплопродукции могут формировать несколько вариантов патологических термопаттернов: а) локально-проекционный; б) нервно-рефлекторный; в) в зонах биологически активных точек.

Локально-проекционный вариант – это прямой путь передачи тепла от области патологии на кожные покровы над пораженным органом. В частности, при поражении щитовидной железы зона повышения свечения формируется на передней поверхности шеи, при опухоли молочной железы – в квадранте, где расположен узел. На первый план при данном варианте выступают изменения локального кровоснабжения или уровня обменных процессов. Например, повышение ИК излучения области правого подреберья при гепатитах, острых холециститах или кожных покровов грудной клетки над очагом воспаления в легком, что можно объяснить усилением кровоснабжения как в висцеральной, так и в париетальной серозной оболочках и усилением обменных процессов в самих пораженных органах.

При нервно-рефлекторном варианте основную роль в передаче теплового потока от пораженного органа на поверхность играет механизм с вовлечением рефлекторных зон Захарьина-Геда. Еще в конце прошлого века выдающимся русским ученым Г.А.Захарьиным и английским невропатологом Гедом были установлены и описаны определенные участки кожи, в которых при заболевании того или иного внутреннего органа появляются отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия. Согласно существующему мнению, появление зон Захарьина-Геда связано с иррадиацией раздражения, идущего от патологически измененного органа и проводимого через нервные волокна, выходящие из этого органа, к спинальным центрам. Возбуждение же спинальных центров проявляется болевыми ощущениями и гиперестезией в определенных зонах. Границы этих зон соответствуют дерматомам – корешковым распределениям чувствительности. Можно представить себе следующий механизм проявлений: вследствие идущих из пораженного органа нервных импульсов в соответствующих сегментах спинного мозга возникают очаги возбуждения, от которых по эфферентным волокнам идут сигналы в соответствующие им зоны поверхности тела. Именно здесь возникают и стойко удерживаются изменения трофики, связанные с нарушениями микроциркуляции. Несомненно, что помимо спинальных механизмов существенную роль в этом процессе играет и центральная нервная система, включая кору головного мозга. Не исключено и влияние аксон-рефлекторных механизмов.

Определенное «представительство» внутренних органов на поверхности тела, отмечаемое при патологии на термограммах, было установлено уже в первые годы развития термографии (Вильямс, 1961, Хаберман, 1963).

Оценка по биологически активным точкам – изменение теплового потока кожных покровов на небольших по площади участках кожи, где расположены точки конкретных меридианов, ответственных за функцию конкретной системы или органа.

Дизайн сайта - студия «Графит»
Cистема управления - «TreeGraph»