Termografia jako jedna z technik ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
D
IAGNOSTYKA OBRAZOWA
WETERYNARIA
W PRAKTYCE
Olga Kulesza, Michał Kaczorowski
Zakład Chirurgii, Katedra Nauk Klinicznych, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, SGGW w Warszawie
Termografia (termowizja) jest całkowicie bezinwazyjną i absolutnie bezpieczną
dla badanego i badającego metodą, umożliwiającą określenie stanu fizjologicznego
badanych tkanek czy narządów, na podstawie emitowanego przez nie promieniowa-
nia podczerwonego, co u organizmów żywych pośrednio obrazuje tempo przemian
metabolicznych danej okolicy, związane z lokalnym ukrwieniem. Termografia znalazła
szerokie zastosowanie na świecie, początkowo w przemyśle i wojsku, a z czasem także
w medycynie i weterynarii. W naszym kraju jest jednak wciąż mało znana, a przez to
niedoceniana, dlatego też warto przyjrzeć się jej bliżej.
jako jedna z technik
diagnostyki obrazowej
PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA W ROZPOZNAWANIU
CHORÓB NARZĄDU RUCHU U KONI
Termografianatleinnychtechnik
diagnostyki obrazowej
Przełomem w historii diagnostyki ob-
razowej w medycynie i weterynarii było
odkrycie przez Wilhelma Conrada Rönt-
gena w 1895 roku promieni X. Już rok
później Hobday, Johnson i Eberlein za-
stosowali w weterynarii nową technikę
– do uwidaczniania złamań kości u psów
i kotów oraz nakostniaków u koni.
Chociaż aparaturę rentgenowską stale
udoskonalano, stosowano nowe rodzaje
klisz oraz rozmaite środki cieniujące,
czy wreszcie wynaleziono elektronowy
wzmacniacz obrazu rentgenowskiego, co
umożliwiło rozwój rentgenotelewizji, wi-
zualizacja tkanek miękkich i narządów
wewnętrznych nadal była bardzo trud-
na. Nie udało się wyeliminować dwóch
najważniejszych ograniczeń: płaskości
obrazu, która powoduje nakładanie się
na siebie wizualizowanych narządów
oraz braku kontrastu między tkankami
a płynami ustrojowymi. Mankamentami
tymi nie cechuje się już, wynaleziona na
początku lat 70. tych ubiegłego stulecia,
tomografia komputerowa. Umożliwia
ona przestrzenne obrazowanie narzą-
dów, dzięki wykorzystaniu zjawiska
osłabienia natężenia promieniowania
przez tkanki i narządy (2).
Ostatnie 20-lecie przyniosło znaczący
postęp w możliwościach obrazowania
tkanek miękkich. Obecnie najbardziej
popularną metodą jest ultrasonografia,
która, tak jak RTG, umożliwia nam
określenie stanu anatomicznego bada-
nych tkanek czy narządów. Oprócz niej
możliwe jest zastosowanie w weterynarii
wspomnianej już tomografii kompute-
rowej, rezonansu magnetycznego czy
scyntygrafii. Jednakże w przypadku
koni, ze względu na naturę tego ro-
dzaju sprzętu i gabaryty zwierzęcia,
przydatność dwóch pierwszych metod
w praktyce klinicznej jest ograniczona.
Scyntygrafia natomiast, mimo niewąt-
pliwej zalety, jaką jest wysoka czułość,
nie znalazła szerszego zastosowania,
ponieważ cechuje ją bardzo wiele ogra-
niczeń. Badanie scyntygraficzne wiąże
się z podaniem zwierzęciu izotopu pro-
mieniotwórczego, który jest wydalany
i wydzielany przez pacjenta do środo-
wiska, przez co ulega ono skażeniu.
Narażeni na szkodliwe promieniowanie
są lekarze, a także osoby obsługujące
konia. Samo badanie wymaga bar-
dzo drogiego stacjonarnego sprzętu
umieszczonego w specjalnie izolowanym
pomieszczeniu, a po badaniu oddzielnej
stajni dla konia, w której przebywa do
czasu zmetabolizowania całego poda-
nego izotopu.
Metodą, która nie posiada żad-
nego z wyżej opisanych ograniczeń
jest termografia. Początki termografii
sięgają roku 1800, kiedy to angielski
astronom Friedrich Wilhelm Herschel
rozwinął doświadczenie Izaaka Newtona
z pryzmatem rozszczepiającym światło
białe i dowiódł istnienia niewidzial-
nego dla człowieka promieniowania,
należącego do widma promieniowania
słonecznego, od strony promieniowania
o barwie czerwonej, które ulega mniej-
szemu załamaniu w pryzmacie. Swoje
odkrycie Herschel nazwał „światłem
niewidzialnym”, którą to nazwę później-
si badacze zmienili na „promieniowanie
podczerwone”. W 1833 roku odkrycie
Herschela doczekało się zastosowania
praktycznego – opracowano technologię
wytwarzania pierwszych detektorów
podczerwieni (4).
Każde ciało, którego temperatura jest
wyższa od zera bezwzględnego, emituje
promieniowanie cieplne (5).
Jest ono
promieniowaniem elektromagnetycz-
nym emitowanym przez molekuły
materii przy zmianach ich stanu ener-
getycznego (3).
Padające na układ optyczny promie-
niowanie podczerwone skupiane jest
na powierzchni fotoczułej detektora.
W detektorze następuje zamiana ener-
gii promieniowania podczerwonego na
sygnał elektryczny i, po konwersji na
postać cyfrową, obraz termiczny obiektu
prezentowany jest w postaci kolorowej
mapy rozkładu temperatury, czyli ter-
mogramu.
Termogramy są ilościowym odzwier-
ciedleniem temperatury powierzchni
badanych ciał, ponieważ ilość oddawa-
24
LISTOPAD-GRUDZIEŃ • 6/2004
WETERYNARIA
W PRAKTYCE
Termografia
 D
IAGNOSTYKA OBRAZOWA
WETERYNARIA
W PRAKTYCE
nej przez ciała energii jest funkcją ich
temperatury. Prawidłowo temperatura
ciała zależy od stanu metabolicznego
organizmu. Temperatura skóry normal-
nie jest niższa niż temperatura głębiej
położonych tkanek i zależy nie tylko od
stanu metabolicznego zwierzęcia, ale
także od wielu innych czynników, jak
wpływ innych źródeł ciepła, aktywność
naczyniowa skóry i tkanek położo-
nych tuż pod jej powierzchnią, utrata
ciepła przez przewodzenie, konwekcję
i promieniowanie (5). Transport ciepła
poprzez promieniowanie różni się od
zjawiska konwekcji i przewodzenia tym,
że do jego przebiegu nie jest niezbędna
materia przewodząca energię. Utrata
energii poprzez promieniowanie jest
podstawą termografii(3).
z palety barw. W ten sposób powstaje
kolorowy termogram – mapa rozkładu
temperatury na badanym obiekcie.
Obraz ten wyświetlany jest na monito-
rze komputera lub wyświetlaczu LCD
kamery.
Przypadek 3
Badanie termograficzne przeprowa-
dzono u 6-letniego ogiera szlachetnej
półkrwi, użytkowanego sportowo w sko-
kach przez przeszkody. Koń ten od półtora
miesiąca wykazywał silną kulawiznę obu
kończyn piersiowych. Stwierdzono kula-
Przykłady praktycznego
zastosowania termografii
Przypadek 1
3-letni zimnokrwisty ogier wykazywał
od około tygodnia kulawiznę podporową
III stopnia kończyny miednicznej lewej.
Podczas badania klinicznego stwierdzo-
no bolesność w obrębie przyśrodkowej
części podeszwy kopyta, rozpoznano
ropne zapalenie tworzywa kopytowego.
Ze względu na czas trwania procesu
wykonano badanie termograficzne,
które wykazało podwyższoną ciepłotę
w obrębie przyśrodkowej części koronki
(ryc. 1), co wskazuje na przebijanie się
ropnia w tej okolicy.
Ryc. 3.
Zasady działania termografii
Termografia zajmuje się detekcją
i wizualizacją promieniowania pod-
czerwonego lub mikrofalowego emito-
wanego przez obiekty. Ciało zwierząt
emituje szerokie spektrum promie-
niowania podczerwonego – pomiędzy
3 a 50 μm. Promieniowanie to może
być wykrywane i mierzone przez urzą-
dzenia termowizyjne na dwa sposoby.
Pierwszy, kiedy to detektor termiczny
pochłania całkowicie promieniowanie
podczerwone o każdej długości fali,
drugi, gdy detektor fotonowy reaguje
jedynie na promieniowanie o określonej
długości fali (1,5).
Ponieważ detektory termiczne wy-
magają pewnego czasu do stworzenia
termogramu i nie są one odpowiednie
w diagnostyce medycznej, dlatego
też w powszechnym użyciu znalazły
się detektory fotonowe. To ogranicza
możliwość wykrywania podczerwieni
o określonym przedziale długości
fali, jednakże umożliwiają stworzenie
termogramu o odpowiedniej wartości
diagnostycznej. Ponieważ długość
fal podczerwieni emitowanych z po-
wierzchni ciała znajduje się w środko-
wym i dalekim zakresie widma, dwa
rodzaje detektorów fotonowych znalazły
zastosowanie w diagnostyce medycz-
nej i weterynaryjnej: antymonek indu
(InSb) i tellurek kadmowo-rtęciowy
(CdHgTe). Kamera termowizyjna, w któ-
rej znajduje się detektor, umożliwia
zamianę energii promieniowania pod-
czerwonego emitowanego przez ciało
na sygnał elektroniczny. W poszczegól-
nych modułach przetwarzania sygnału
ulega on wzmocnieniu, konwersji na
postać cyfrową i zamianie na wartości
temperatur poszczególnych punktów
macierzy obrazu. Punktom tym (pikse-
lom) przyporządkowane zostają kolory
wiznę III stopnia kończyny piersiowej pra-
wej; badanie kopyt wykazało bolesność
w obrębie kątów ściennowsporowych
obu kopyt kończyn piersiowych, z więk-
szym nasileniem w kończynie piersiowej
prawej. Termogram wykazał brak fizjo-
logicznej różnicy temperatur pomiędzy
ścianą kopyta a koronką, podwyższoną
o ponad 2,5
o
C ciepłotę w obrębie ścian
obu kopyt (ryc. 3). Przyczyną tego stanu
było niefizjologiczne obciążanie kopyt,
spowodowane niewłaściwym ustawieniem
osi palca (załamanie w stawie korono-
wym), czego pierwotną przyczyną była
niewłaściwa korekcja kopyt.
Ryc. 1.
Przypadek 4
Badanie termograficzne przeprowa-
dzono u 9-letniej, rekreacyjnej klaczy
półkrwi angloarabskiej. Półtora miesią-
ca wcześniej koń nieznacznie zakulał na
Przypadek 2
8-letnia klacz rasy wielkopolskiej
użytkowana sportowo w skokach przez
przeszkody, podczas treningu nagle
zakulała. Przeprowadzone niezwłocz-
nie badanie kliniczne wykazało asep-
tyczne zapalenie ścięgna zginacza
powierzchownego palców kończyny
piersiowej prawej. Konia wyłączono
z pracy i podjęto leczenie. Po 6 tygo-
dniach przeprowadzono kontrolne
badanie termograficzne, które wyka-
zało podwyższoną ciepłotę w obrębie
ścięgna zginacza powierzchownego
palców, na całej długości śródręcza
(ryc. 2), co wskazuje na aktywność pro-
cesów naprawczych w ścięgnie.
Ryc. 4.
Ryc. 2.
Ryc. 5.
26
LISTOPAD-GRUDZIEŃ • 6/2004
WETERYNARIA
W PRAKTYCE
DIAGNOSTYKA OBRAZOWA
kończynę piersiową prawą, kulawizna
nasilała się w miarę pracy. Zauważono
powiększenie obrysu ścięgien mięśni
zginaczy na wysokości 1/3 górnej śródrę-
cza prawego. Właściciele wyłączyli konia
z pracy oraz stosowali wcierki i okłady.
Ponieważ po miesiącu kulawizna utrzy-
mywała się, wezwano lekarza prowa-
dzącego. Nie stwierdził on bolesności
w tej okolicy, a przeprowadzone badanie
USG wykazało obecność zmian blizno-
watych w 1/3 górnej ścięgna zginacza
powierzchownego palców, świadczące
o dawnym, wygojonym uszkodzeniu.
Wykonane badanie termograficzne nie
wykazało zmian ciepłoty w obrębie tej
okolicy (ryc. 4), natomiast wykazało pod-
wyższoną ciepłotę po grzbietowej stronie
stawu nadgarstkowego oraz w przyśrod-
kowej części stawu pęcinowego kończyny
piersiowej prawej (ryc. 5). Badaniem
klinicznym również nie stwierdzono
bolesności w obrębie ścięgien zginaczy,
natomiast uzyskano dodatnie wyniki
prób zginania stawów nadgarstkowego
oraz pęcinowego kończyny piersiowej
prawej. Wykonane badanie radiologicz-
ne nie wykazało zmian patologicznych
w badanych okolicach, więc zalecono
wykonanie badania USG.
Do badań użyto kamery termograficz-
nej V-20 drugiej generacji polskiej firmy
VIGO System SA, do analizy danych
wykorzystano program Therm V-20
dołączany do zestawu kamery przez
producenta.

Piśmiennictwo
1. Barnes R.B.:
Thermography of the human
body.
Science. 1963, 140: 870-875.
2. Empel W.:
Radiodiagnostyka weteryna-
ryjna
, PWRiL, Warszawa 1998, 10-13,
27-28.
3. Jaworski J.J.:
Termografia budynków
.
Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne,
Wrocław 2000.
4. Polakowski H.:
Zastosowanie termografii
w badaniach nieniszczących, metoda fali
cieplnej, termografiaimpulsowa,
IV Konfe-
rencja Krajowa „Termografiaitermometria
w podczerwieni” i Szkoła Termograficzna,
Łódź 2000.
5. Purohit R.C., Mc Coy M.D.:
Thermography
in the diagnosis of InflamatoryProcesses in
the Horse
. American Journal of Veterinary
Researches, 1980, 8, 1167-1174.
lek. wet. Olga Kulesza,
Zakład Chirurgii,
Katedra Nauk Klinicznych,
Wydział Medycyny Weterynaryjnej
SGGW,
02-776 Warszawa,
ul. Nowoursynowska 159 c,
e-mail: olgakulesza@go2.pl
LISTOPAD-GRUDZIEŃ • 6/2004
27
[ Pobierz całość w formacie PDF ]