Комп'ютерна термографія в діагностиці злоякісних пухлин ока та орбіти

Т ермографія - метод реєстрації видимого зображення власного інфрачервоного випромінювання поверхні тіла людини з допомогою спеціальних приладів, який використовується з метою діагностики різних захворювань і патологічних станів.

Вперше теплобачення було з успіхом застосовано в промисловості в 1925 р. в Німеччині. У 1956 р. канадський хірург R. Lawson використовував термограф для діагностики захворювань молочних залоз. Це відкриття поклало початок медичної термографії. Застосування термографії в офтальмології пов'язують з публікацією в 1964 р. Gross et al., які застосували Термографію для обстеження хворих з одностороннім екзофтальм і виявили гіпертермію при запальних і пухлинних процесах орбіти. Їм же належить і одне з найбільш великих досліджень нормального термопортрета людини. Перші термографічні дослідження у нас в країні виконали М.М. Мірошников і М.А. Собакин в 1962 р. на вітчизняному апараті. В.П. Лохманов (1988 р.) визначив можливості методу в офтальмоонкологіі.

Тепловтрати з поверхні шкіри людини в стані спокою при температурі комфорту (18 ° -20 ° С) відбуваються за рахунок інфрачервоного випромінювання - на 45%, шляхом випаровування - на 25%, за рахунок конвекції - на 30%. Тіло людини випромінює потік теплової енергії в області інфрачервоної частини спектру з діапазоном довжини хвилі від 3 до 20 мкм. Максимум випромінювання спостерігається при довжині хвилі близько 9 мкм [2]. Величина випромінюваного потоку достатня для того, щоб його можна було виявити за допомогою безконтактних приймачів інфрачервоного випромінювання.

Фізіологічної основою термографії є збільшення інтенсивності інфрачервоного випромінювання над патологічними осередками (в зв'язку з посиленням в них кровопостачання і метаболічних процесів) або зменшення його інтенсивності в областях зі зменшеним регіональним кровотоком і супутніми змінами в тканинах та органах. Першість в клітинах пухлини процесу анаеробного гліколізу, що супроводжується великим виділенням теплової енергії, ніж при аеробному шляху розщеплення глюкози, також призводить до підвищення температури в пухлини.

Крім безконтактної термографії , яка виконується за допомогою термографія, існує контактна (рідкокристалічна) термографія , яку проводять за допомогою рідких кристалів, що володіють оптичної анізотропією і змінюють колір в залежно від температури, а зміна їх забарвлення зіставляють з таблицями-індикаторами.

термографії, будучи фізіологічним, нешкідливим, неінвазивним методом діагностики, знаходить своє застосування в онкології для диференціальної діагностики злоякісних пухлин, а також є одним із способів виявлення вогнищевих доброякісних процесів.

Тепловізори дозволяють візуально спостерігати за розподілом тепла на поверхні тіла людини. Приймачем ІЧ-випромінювання в тепловізора є спеціальний фотогальванічні елемент (фотодіод), що працює при охолодженні його до -196 ° С. Сигнал з фотодіода посилюється, перетвориться у відеосигнал і передається на екран. При різного ступеня інтенсивності випромінювання об'єкта спостерігаються зображення різного кольору (кожному рівнем температури відповідає свій колір). Роздільна здатність сучасних термографія складає до 0,01 ° С, на площі близько 0,25 мм2.

• за 24-48 годин до дослідження необхідно скасувати всі вазотропние препарати, очні краплі;

• за 20 хвилин до дослідження утриматися від куріння;

• адаптація пацієнта до умов дослідження триває 5-10 хвилин.

При використанні термографія старих зразків існувала необхідність тривалої адаптації досліджуваного до температури приміщення, де проводилася термографія.

Термографічне зйомку проводять в положенні хворого сидячи в проекції "фас". При необхідності в додаткових проекціях -- лівий і правий полупрофіль і з піднятим підборіддям для дослідження регіональних лімфовузлів.

Для підвищення ефективності термографічного дослідження використовують тест з вуглеводної навантаженням . Відомо, що злоякісна пухлина здатна поглинати величезну кількість введеної в організм глюкози, розщеплюючи її до молочної кислоти. Навантаження глюкозою при термографії у разі злоякісної пухлини викликає додатковий підйом температури. Динамічна термографія займає важливе місце в диференційній діагностиці доброякісних і злоякісних пухлин ока та орбіти. Чутливість такого тесту складає до 70-90%.

інтерпретацію термографічного дослідження здійснюють за допомогою:

• термоскопіі (візуальне вивчення термографічного зображення обличчя на екрані кольорового монітора);

• дистанційної термометрії;

• термографії.

Якісна оцінка термотопографіі досліджуваної області дозволяє визначити розподіл "гарячих" і "холодних" ділянок, в зіставленні їх локалізації з розташуванням пухлини, характеру контурів вогнища, його структури і області розповсюдження. Кількісна оцінка проводиться для визначення показників різниці температур (градієнтів) досліджуваної ділянки в порівнянні з симетричною зоною. Закінчують аналіз термограмм математичної обробкою зображення. Орієнтирами при аналізі зображення служать природні анатомічні освіти: брову, війкового край століття, контур носа, рогівка.

Наявність патологічного процесу характеризується одним з трьох якісних термографічні ознак: появою аномальних зон гіпер-або гіпотермії, зміною нормальної термотопографіі судинного малюнка, а також зміною градієнта температури в досліджуваній зоні.

Важливими термографічними критеріями відсутності патологічних змін є: подібність і симетричність теплового малюнка особи, характер розподілу температури, відсутність ділянок аномальної гіпертермії. У нормі термографічні картина особи характеризується симетричним малюнком щодо середньої лінії.

Інтерпретація термографічного картини викликає певні труднощі. На характер термограмми впливають конституційні особливості, кількість підшкірно-жирової клітковини, вік, особливості кровопостачання [5]. Специфічних відмінностей термограмм у чоловіків і жінок не відзначено. Виділити будь-яку норму в кількісній оцінці термограмм неможливо, і оцінка повинна проводитися індивідуально, але з урахуванням єдиних якісних ознак для окремих областей тіла людини.

Різниця між симетричними сторонами в нормі не перевищує 0,2 ° -0,4 ° С, а температура орбітальної області при цьому варіює від 19 ° до 33 ° С. У кожної людини розподіл температури індивідуально. Усередненої норми при кількісній оцінці термограмм не може бути. Найбільша різниця між симетричними областями становить 0,2 ° С [4].

Якісний аналіз свідчить, що на поверхні особи є стабільні зони підвищеної або низької температури, пов'язані з анатомічним рельєфом.

"Холодні" зони - брови, війчасті краї повік, передня поверхня очі, промінірующіе частини обличчя - ніс, підборіддя, щоки.

"Теплі" зони - шкіра вік, зовнішня спайка століття (за рахунок виходу кінцевої гілки слізної артерії); верхневнутреннего кут орбіти завжди теплий, що обумовлено поверхневим розташуванням судинного пучка. Крім того, ця зона найбільш глибока на рельєфі особи і слабо обдувається повітрям.

При обробці термограмм в сучасних комп'ютерних термографу є можливість побудови гістограм симетрично розташованих областей, що розширює діагностичні можливості методу і підвищує його інформативність.

Температура рогівки нижче, ніж склери за рахунок васкуляризації епісклерит і судин кон'юнктиви [3]. Видимий картина симетрична, що допускається термоасімметрія у здорових осіб - до 0,2 ° С.

Меланома придаткового апарату очі гіпертермічна. При меланоми шкіри вік іноді спостерігається феномен "полум'я", коли є вінець гіпертермії з однією з сторін пухлини, який вказує на поразку шляхів відтоку. Доведено, що меланоми, що мають таку термографічні картину, мають поганий прогноз, тому що швидко діссемініруют. Гіпотермія при меланоми шкіри спостерігається при її некрозах, після попередньої променевої терапії, а також у дуже літніх людей у зв'язку зі зниженням тканинного метаболізму. Відзначено кореляція між ступенем підвищення температури і глибиною інвазії пухлини. Так, при розмірах пухлини Т2 та Т3 (за міжнародною класифікацією ТNM) у всіх випадках відзначена гіпертермія більше 3-4 ° С. При епібульбарних меланома збільшується температура, яка вимірюється в центрі рогівки.

Изотерм або невираженний гіпотермія має місце при доброякісних або псевдоопухолевих утвореннях [6]. Виключення складають увеїти, при яких спостерігається виражена рівномірна гіпертермія до 3,5 ° С.

При меланомі ціліохоріоідальной локалізації можна спостерігати локальне підвищення температури в секторі її розташування до +2,5 ° С. При меланоми, розташованої до коріння райдужної оболонки, гіпертермія прилеглої ділянки склери досягає 2,0 ° С у порівнянні з симетричним ділянкою контралатеральной очі.

Формування термографічного картини при злоякісних пухлинах відбувається за рахунок наступних факторів:

• переважання процесів анаеробного гліколізу в пухлини з підвищеним виділенням теплової енергії

• здавлення судинних стовбурів в орбіті за відносно короткий термін, недостатній для розвитку колатерального кровообігу, що викликає застійні зміни в венозної мережі орбіти

• інфільтративний ріст пухлини, що призводить до розвитку перифокального запалення в тих, що оточують пухлину тканинах і появи власних новоутворених судин.

Перераховані вище фактори призводять до появи вираженої розлитої гіпертермії, максимально проявляється в квадранті розташування пухлини і захоплюючою неуражені області орбіти та шляхи венозного відтоку (рис. 1).

Рис. 1. Лімфома правої орбіти. На гістограмі визначається виражена гіпертермія на ураженій стороні

Показові термографічні дослідження при малігнізація плеоморфной аденоми : відповідно локалізації пухлини у чітко відмежованою зоні гіпотермії вдається виявити невеликі ділянки стійкої гіпертермії, що створює строкату картину (рис. 2).

Puc. 2. Рак в плеоморфной аденомі лівої орбіти

Термографічне картина вторинних злоякісних пухлин орбіти характеризується зоною вираженою розлитої гіпертермії, яка захоплює і зовні неуражені області орбіти і параорбітальной зони, що обумовлено застійними явищами в венах шкіри лоба та щоки. При проростанні пухлини з додаткових пазух носа до описаної картині приєднувалися гіпертермія відповідної пазухи носа або ураженій області (рис. 3).

Puc. 3. Вторинна злоякісна пухлина правої орбіти з відповідної лобової пазухи

Таким чином, для первинних і вторинних злоякісних пухлин орбіти характерна ідентична термографічні картина .

При метастатичних пухлинах зона гіпертермії на термограммах має інтенсивне світіння, округлу або неправильну форму, різкі контури, однорідну структуру.

термографії може бути використана для оцінки ефективності проведеного лікування. Критерієм ефективного лікування при злоякісних пухлинах є зниження температури і зменшення площі гіпертермії [1].

Після проведеної променевої терапії на термограммах зберігається помірна розлита гіпертермія в усіх відділах орбіти в межах від 0,5 до 0,7 ° С, яка зберігається до 4 місяців після закінчення променевої терапії. Подібні зміни можна пояснити постлучевимі змінами шкіри і запальною реакцією у регресуючим пухлини і навколишніх тканинах у відповідь на опромінення.

При тривалому спостереженні за хворими, що одержували лікування з приводу злоякісних пухлин, було відмічено два варіанти термографічного картини:

• стабільна картина гіпотермії, коли область низької температури зберігала свої контури і показники різниці температур;

• поява на тлі ділянок гіпотермії зон гіпертермії або поява таких зон в інших областях свідчить про ймовірності появи рецидивів пухлини.

термографії - практично єдиний спосіб ефективної оцінки продукції тепла в тканинах. Аналіз розподілу тепла на поверхні шкіри обличчя дозволяє визначати наявність патологічного вогнища і оцінювати його динаміку в ході лікування.

В даний час при термографії можуть бути отримані як помилково позитивні, так і помилково негативні результат, що слід враховувати при формулюванні ув'язнення.

Література:

1. Бровкина А.Ф. Хвороби орбіти.// М. - "Медицина" .- 1993 -239 с.

2. Зеновко Г.І. Термографії в хірургії.// М. - "Медицина" .- 1998, с.129-139.

3. Fujishima H., Toda I., Yamada M., Sato N., Tsubota K. Corneal temperature in patients with dry eye evaluated by infrared radiation thermometry// Br. J. Ophthalmol .- 1996 - V.80 - N 1 - P. 29-32.

4. Morgan P.B., Soh M.P., Efron N., Tullo A.B. Potential applications of ocular thermography// Optom. Vis. Sci. - 1993 - V 70 - N 7 - P. 568-76.

5. Pinter L. Uber die Bewertung des thermographischen Bildes der okulo-orbitalen Region.// Klin. Monatsbl. Augenheilkd.-1990 - V196 - N 5 - P. 402-404.

6. Wittig I., Kohlmann H., Lommatzsch PK, Kruger L., Herold H. Statische und dynamische Infrarotthermometrie und-thermographie beim malignen Melanom der Uvea und Konjunktiva.// Klin. Monatsbl. Augenheilkd - 1992-V. 201 - N 5 - S. 317-321.