Doterajšie poznatky z využitia teletermografického vyšetrenia v klinickej medicíne a dermatológii: prehľad z literatúry za posledný rok

Actual knowledge of infrared telethermografic method use in clinical medicine and dermatology: review of the last year

Novotná, V., Šimaljaková, M., Dermatovenerologická klinika LFUK a UNB, Bratislava

 

SÚHRN

Teletermografia na princípe infračerveného žiarenia (IRT) môže byť cennou diagnostickou metódou pri hodnotení priebehu a manažmente niektorých patologických stavov. V lekárskej praxi kvantifikácia termálneho gradientu u jednotlivých patologických stavov nie je rutinnou vyšetrovacou metódou, okrem merania vnútornej teploty teplomermi. Termografia je proces, ktorý detekuje elektromagnetické vyžarovanie emitované ľudským telom. Je to diagnostická metóda, ktorá dokáže rozoznať aj najmenšie teplotné rozdiely na povrchu ľudského tela. Kľúčové slová: teletermografia na princípe infračerveného žiarenia, teplota kože, termogramy

SUMMARY

Infrared telethermography (IRT) can be a valuable diagnostic tool in the evalution and management of several pathologies. In medical practice, the quantification of thermal state-related patologies is not commonly performed, except for the measurement of general (internal) body temperature using thermometers. Thermography is the process detects electromagnetic radiation emitted by the human body. It‘s a powerful tool to detect even the smallest differences in temperature of the superficial body area. Key words: infrared telethermography, skin temperature, thermograms

ÚVOD

Teletermografia na princípe infračerveného žiarenia (IRT) je biomedicínska zobrazovacia metóda, ktorá je založená na vysokej rozlišovacej schopnosti infračervených obrázkov a poskytuje kvantitatívne diag nostické parametre vyjadrením hodnôt termoregulačných procesov v kožnej a podkožnej vrstve (5). Zobrazené výsledky, tzv. termogramy, vo forme dvojdimenzionálnych obrázkov môžu byť čiernobiele alebo farebné. Najnovšie termokamery sú napojené na počítačový systém (4). V modernej technológii jeden termogram môže obsahovať niekoľko tisíc tepelných bodov, uložených do pamäte za stotinu sekundy (7).

Metóda je rýchla a jednoduchá z hľadiska technického použitia prístroja pre lekára a dáva možnosť získania objektívnych a reprodukovateľných údajov.

Doteraz termografia nebola a nie je široko uplatnená v medicínskej praxi, avšak publikované práce dokazujú možnosť využitia tejto pomocnej vyšetrovacej metódy u širokej škály patologických stavov, pri ktorých sa zmena teploty dá dokázať na povrchu tela: vaskulárne tumory, vaskulárne malformácie, ochorenia spojivového tkaniva, Raynaudov fenomén, abscesy, gangrény, infikované rany a iné (8). Teletermografické vyšetrenie v klinickej praxi ponúka lekárovi neinvazívnu pomocnú vyšetrovaciu metódu, bez vedľajších nežiaducich účinkov a bez záťaže žiarením.

Teletermografia a jej využitie v medicíne

Nie je jednoduché presne zhodnotiť prínos tejto zobrazovacej metódy v medicíne. Publikovaných štúdií na túto tému je pomerne málo a väčšina z nich má študijné súbory malé (priemer 15,5 pacienta) (5). Publikované práce z predchádzajúceho roku (2012) uplatnili metódu IRT pri meraní teploty povrchu tela novorodencov (analýza distribúcie centrálnej a periférnej teploty u novorodencov s nízkou pôrodnou hmotnosťou a vzťah medzi teplotou kožného povrchu a rozvojom nekrotizujúcej enterokolitídy u predčasne narodených detí) (4). Štúdia autorov z Nového Zélandu sa zamerala na skríning prevencie karcinómu prsníka pomocou IRT, kde však metóda vykázala nízku senzitivitu, iba 25 %, v porovnaní s mamografiou (2). Pilotná štúdia autorov Spalding a kol. dokázala vysokú koreláciu medzi zápalom a opuchom kĺbov prstov ruky pri zápalovej artritíde a teplotnými zmenami meranými pomocou IRT (11). Varju a kol. porovnávali termogramy s RTG snímkami u pacientov s osteoartritídou rúk. Výsledky dokázali zvýšenú teplotu prstov rúk už pri miernych degeneratívnych zmenách viditeľných na RTG snímkach (12). Silva a kol. z Univerzity Yale v USA hodnotili citlivosť IRT metódy u detí s traumou a fraktúrou končatín. IRT detekovala u 73 % pacientov bolestivé ložisko na končatine a u 64 % pacientov detekovala ložisko fraktúry zhodne s RTG snímkami (10). Balbinot a kol. využili IRT vyšetrenie na včasnú diagnostiku periférnej diabetickej polyneuropatie meraním teploty plantárnej oblasti u 3 skupín pacientov: kontrolná skupina, pre-diabetickí pacienti a pacienti s DM II., kde metóda potvrdila relatívne vysokú senzitivitu a špecificitu v skupine diabetických pacientov (1).

Využitie IRT u systémovej sklerózy a Raynaudovho fenoménu

Prehľadná práca od autorov z Veľkej Británie vyhodnocuje 32 predchádzajúcich publikovaných štúdií (s celkovým počtom 654 pacientov) získaných z databáz PubMed, EM-Base, Medline a AMED, ktoré sa zaoberali využitím IRT pri hodnotení pacientov s Raynaudovým fenoménom u systémovej sklerózy. Ide o prvú štúdiu, ktorá sprehľadnila práce zamerané na liečbu Raynaudovho fenoménu a jej hodnotenie pomocou teletermografie. Porovnanie jednotlivých štúdií bolo limitované rozdielnymi metódami a podmienkami pri meraní IRT, protokolmi a spracovaním výstupných dát. V súčasnosti využívané metódy sú: pacientovo subjektívne pozorovanie (denník s frekvenciou, trvaním a stupňom atakov) a lekárovo klinické vyšetrenie. Z neinvazívnych mikrovaskulárnych zobrazovacích metód sa používa laser-Doppler, pletyzmografia a meranie tlaku digitálnych artérií.

Teletermografia má výhodu v časovej nenáročnosti a objektívnom meraní digitálnych vaskulárnych dysfunkcií. Vo väčšine z 32 štúdií (56,3 %) korelovalo klinické zlepšenie so zlepšením termografických parametrov nameraných metódou IRT. Autori však zdôrazňujú, že neexistuje jeden termografický parameter, ktorý by samostatne zhodnotil klinický priebeh. Je dôležité vyhodnotiť subjektívne pozorovanie pacienta v kombinácii s objektívnymi hodnotami teplotných zmien periférnych častí (6).

IRT a herpes zoster

V jednej z posledne publikovaných prác autori hodnotili štatistický predpoklad vzniku postherpetickej neuralgie u pacientov v akútnom štádiu herpes zoster. Vychádzali z predpokladu, že zápalové poškodenie periférneho nervu a patologické ložiská zosteriformného charakteru na koži spôsobia alteráciu emisie infračerveného žiarenia v tejto lokalite. V skupine 55 pacientov zisťovali hodnoty termálnej asymetrie medzi postihnutou a kontralaterálnou zdravou stranou v akútnom štádiu ochorenia. Termálne zmeny dali neskôr do súvislosti s následným vznikom postherpetickej neuralgie u niektorých pacientov. Hodnota bolesti mala škálu od 0 do 10. Autori v tejto práci potvrdili, že čím je vyššia termálna asymetria v akútnom štádiu ochorenia, tým je vyššia pravdepodobnosť vzniku postherpetickej neuralgie. Získané údaje sú cenné v klinickej praxi pri manažmente tohto pomerne častého ochorenia (3).

IRT a kožné metastázy malígneho melanómu

V niektorých prípadoch rozlíšenie metastáz malígneho melanómu od iných benígnych útvarov kože vyžaduje bio-psiu alebo náročnejšie diagnostické metódy (napr. tomografiu s pozitrónovou emisiou). Metastatický melanóm je často bez pigmentu, a preto je klinicky náročný na diagnostiku. Autori z univerzitného pracoviska vo Virgínii (USA) sa v štúdii zamerali na rozlíšenie malígnych a benígnych lézií pomocou IRT. Vychádzali z predpokladu, že benígne lézie (napr. cysty,dermatofibrómy, seboroické keratózy, jazvy) sa zobrazia na termogramoch ako izotermické alebo hypotermické vo vzťahu k okolitej zdravej koži. Melanóm a malígne útvary sú hypervaskularizované, hypermetabolicky aktívne, s vysokým prísunom glukózy do ložiska. Tieto patologicko-anatomické aberácie vedú k hypertermii. Výsledky meraní potvrdili predpokladané hypotézy. Metóda sa ukázala ako obzvlášť senzitívna (78 – 95 %) pre ložiská veľkosti nad 1,5 mm a špecificita tejto metódy bola vysoká (nad 85 %) bez ohľadu na veľkosť kožnej metastázy. Autori taktiež potvrdili, že metóda je dobre tolerovaná pacientom, vyšetrenie trvá v priemere 15 minút, inštalácia prístroja vyžaduje relatívne malý priestor a kamera je prenosná (9).

IRT a juvenilná lokalizovaná sklerodermia (morfea)

Autori zo šiestich univerzitných centier v Taliansku spracovali dvojitú, slepú, placebom kontrolovanú štúdiu účinnosti metotrexátu v liečbe juvenilnej lokalizovanej sklerodermie (morfey). Účinnosť metotrexátu pri juvenilnej lokalizovanej sklerodermii je známa, avšak nie je známa optimálna dĺžka tejto terapie. Do štúdie bolo zaradených 65 pacientov s lineárnou sklerodermiou, generalizovanou morfeou a zmiešaným typom morfey (lineárna/cirkumskriptná). Na sledovanie a vyhodnotenie účinnosti liečby v klinickej štúdii bolo potrebné pravidelne každé 3 mesiace kontrolovať patologické ložiská sklerodermie. Okrem klinického vyšetrenia, ktoré je pri tejto diagnóze subjektívne, autori použili metódu IRT. Autori sledovali tvar a veľkosť ložísk, zápalové zmeny boli merané IRT metódou. Za aktívne, zápalové ložiská boli považované tie, ktoré mali teplotný gradient vyšší aspoň o 0,5 °C v porovnaní so zdravou kontralaterálnou stranou. Pacienti boli sledovaní v priemernom časovom horizonte 40,3 mesiaca. Za účinnosť terapie boli považované nasledujúce parametre: nevznikli nové ložiská, zníženie teploty pôvodného ložiska aspoň o 10 % oproti prvému meraniu IRT metódou. Klinická remisia počas liečby metotrexátom bola definovaná ako zlepšenie trvajúce viac ako 6 mesiacov a kompletná klinická remisia po vysadení liečby metotrexátom – zlepšenie trvajúce viac ako 6 mesiacov. Autori využili objektívne meranie na hodnotenie patologických ložísk pomocou termografického vyšetrenia, ktoré nie je široko uplatnené v klinickej praxi, čím vznikol problém porovnať výsledky s inými predchádzajúcimi štúdiami. V závere autori odporúčajú ako optimálnu liečbu kombináciu MTX s prednisonom prvé 3 mesiace a následne 24 mesiacov MTX na zabezpečenie dlhotrvajúcej klinickej remisie (13).

ZÁVER

Termálne zobrazovacie metódy sa začali rozvíjať v civilnom priemysle po roku 1958. Technológia sa za viac ako polstoročie posunula dopredu míľovými krokmi a moderné digitálne teletermografické kamery sa stali technicky vysoko spoľahlivými a finančne relatívne dostupnými. Pre budúce klinické štúdie je však potrebné štandardizovať protokoly, podľa ktorých sa budú uskutočňovať, pretože nesúrodosť a rozmanitosť doteraz publikovaných štúdií sťažuje ich porovnanie a interpretáciu výsledkov.

Avšak na záver nemôžeme nespomenúť výhody IRT oproti iným diagnostickým metódam: neinvazívnosť (obzvlášť dôležité v skupine pediatrických pacientov, kde každé invazívne vyšetrenie musí byť striktne indikované), nulová záťaž pre pacienta z hľadiska žiarenia, objektívnosť a reprodukovateľnosť dát, časovo rýchla a jednoduchá manipulácia s termokamerou.

Literatúra

1.  Balbinot L.F., Canani L. H., Robinson C.C., Achaval M., Zaro M.A.: Plantar thermography is useful in the early diagnosis of diabetic neuropathy. Clinics 2012, 67 (12), s. 1419-1425
2. Fitzgerald A., Berentson – Shaw J.: Thermography as a screening and diagnostic tool: a systemic review. N Z Med J 2012, 125 (1351), s. 80-91
3. Juhee P., Woo S.J., Kui Y.P., Kapsok L., Seong J.S., Chang K.H.,Jong B.L.: Thermography as a predictor of postherpetic neuralgia in acute herpes zoster patients: a preliminary study. Skin Res Technol 2012, 18, s.88-93
4. Knobel R.B., Guenther B.D., Rice H.E.: Thermoregulation and thermography in neonatal physiology and disease. Biol Res Neonatol 2012, 13(3), s.274-282
5. Merla A., Romani G.L.: Functional Infrared Imaging in Medcine: A Quantitative Diagnostic Approach. Proceedings ttof the 28th Annual International Conference of the IEEE EMBS, New York City, USA, Aug 30-Sept 3, 2006, s.224-227.
6. Pauling J.D., Shipley J.A., Harris N.D., McHugh N.J.: Use of infrared thermography as an endpoint in therapeutic trials of Raynaud's phenomen and systemic sclerosis. Clin Exp Rheumatol 2012, 30 suppl.71, s.103-115
7. Ring F.J., Ammer K.: Infrered thermal imaging in medcine. Physiol Meas 33 (2012) R33-R46.
8. Saxena A.K., Willital G.H.: Infrared thermography: Experience from a decade of pediatric imaging. Eur J Pediatr, 2007,10, s.1-17
9. Shada A.L., Dengel L.T., Petroni G.R., Smolkin M.E., Acton S., Slingluff C.L.Jr.: Infrared thermography of cutaneous melanoma metastases. J Sur Res XXX (2012) E1-E6.
10. Silva C.T., Naveed N., Bokhari S., Baker K.E., Staib L.H., Ibrahim S.M., Muchantef K., Goodman T.R.: Early assessment of the efficacy of digital infrared thermal imaging in pediatric extremity trauma. Emerg Radiol 2012, 19(3), s.203-209.
11. Spalding S.J., Kwoh C.K., Boudreau R., Enama J., Huber D., Denes L.,Hirsch R.: Three -dimensional and thermal surface imaging produses reliable measures of joint shape and temperature: a potential tool for quantifying arthritis. Arthritis Res Ther 2008, 10, R10
12. Varju G., Pieper C.F., Jenner J.B., Kraus V.B.: Assessment of hand osteoarthritis: correlation between thermographic and radiographic methods. Rheumatology 2004, 43, s.915-919.

Zulian F., Vallongo C., Patrizi A., Belloni-Fortina A., Cutrone M., Alessio M., Martino S., Gerloni V., Vittadello F., Martini G.: A long-term follow-up study of methotrexate in juvenile localized sclerodermia (morpea). J Am Acad Dermatol 2012, vol 67, 6, s.1151-1156