Thermische beeldvorming (thermografie)

In 1960 testte militair ingenieur R. Lawson een nachtzichtapparaat dat destijds geheim was en richtte hij per ongeluk de ontvangende lens ervan op een tegenover hem zittende dame met een open decolleté. Op het scherm van het apparaat verscheen een thermogram van de borstklier. Dit fenomeen interesseerde de majoor. Toen hij de vooruitzichten van deze richting begreep, verliet hij de dienst en ontwikkelde en paste hij al in 1961 samen met R. Barnes de eerste installatie voor medische thermografie met succes toe.

Indicaties voor de procedure

De meest gebruikte diagnostische toepassingsgebieden van warmtebeeldvorming zijn de volgende.

• Herkenning van precancereuze en tumorale afwijkingen van de borstklieren, de schildklier, de oogkas en bepaalde huidziekten.
• Diagnose van gewrichtsziekten.
• Detectie van initiële en/of gevorderde stadia van stenotische/occlusieve laesies van de carotis-, subclavia-, femorale en popliteale arteriën.
• Diagnose van veneuze discirculatie in de ledematen en het scrotum.

Zoals blijkt uit bovenstaande lijst, wordt het "neurologische aspect" van de onderzoeken uitsluitend gevormd door de detectie van carotisinsufficiëntie. Zonder afbreuk te doen aan het belang van het detecteren van stenotische/occlusieve laesies van de carotisarteriën, waarvan bekend is dat ze vaak asymptomatisch of met weinig symptomen verlopen, menen wij dat we het recht hebben om het scala aan thermografische onderzoeken in de neurologie aanzienlijk uit te breiden.

Het is bekend dat de klassieke neurologen het noodzakelijk achtten de patiënt naakt te onderzoeken, om hypotrofie, dysrafie, enz. niet over het hoofd te zien.

Zoals de basis van neurologisch onderzoek het vaststellen van de diverse asymmetrieën in de hersenzenuwen, motorische en/of sensorische sferen is, zo vormt het identificeren van anisothermen in diverse lichaamsdelen van de patiënt de essentie van thermografie.

Als we in aanmerking nemen dat thermografie een uiterst gevoelige methode is (meetnauwkeurigheid tot 0,01 °C) met een relatief lagere specificiteit, wordt de analyse van thermogrammen een creatief proces dat een essentiële klinische analyse van de situatie in elk specifiek geval vereist.

Orbitale anisothermie kan bijvoorbeeld worden veroorzaakt door totaal verschillende processen – van een afsluiting van de halsslagader tot een tumor in de fissura orbitalis superior, van lagoftalmie tot clustermigraine. Gezien de eenvoud, korte duur, veiligheid, pijnloosheid en beschikbaarheid van thermische beeldvorming, beschouwen diagnostici deze methode als ideaal voor massaal steekproefsgewijs bevolkingsonderzoek om oncologische, vasculaire en inflammatoire aandoeningen van de borstkas, schildklier, nieren, gewrichten, balzak en ledematen in een vroeg stadium op te sporen.

In dit geval zou uiterst gevoelige korporaal thermografie onmisbaar worden voor een snelle voorselectie van patiënten: bij anisothermie van het hoofd zijn dit de meest waarschijnlijke patiënten die naar een neuroloog, neurochirurg, oogarts of keel-neus-oorarts gaan; bij temperatuurasymmetrie van de nek of borstklieren worden patiënten doorverwezen naar een endocrinoloog of oncoloog; en bij anisothermie van de extremiteiten zijn patiënten waarschijnlijk patiënten van angiologen.

Methodologie van implementatie

Thermografie is de registratie van onzichtbare infraroodstraling. De maximale straling wordt gegenereerd bij een golflengte van 9,5 micron. Volgens de wet van Stefan-Boltzmann is de hoeveelheid uitgezonden energie evenredig met de vierde macht van de absolute temperatuur: W = T ⁴.

De infraroodstraling van de huid is niet afhankelijk van ras, pigmentatiegraad en andere individuele kenmerken. De temperatuur van het lichaamsoppervlak hangt af van drie belangrijke factoren: vascularisatie, metabolische processen en verschillen in warmtegeleiding.

Momenteel worden er 3 modificaties voor het registreren van infraroodstraling van het lichaam gebruikt.

• Thermografie registreert de thermogenese van de meest oppervlakkige huidlagen (0,5-1,5 mm).
• Met infraroodradiometrie in het centimeter- en decimeterbereik (golflengte 17 cm met een frequentieband van 1,5-2,0 kHz) kunnen we informatie verkrijgen over de diepe structuren van het lichaam.
• Bij filmthermografie met behulp van contact-lcd-strips wordt thermische straling van de buitenste huidlagen geregistreerd met een dikte van 0,3-0,8 mm.

Er zijn basistypen warmtebeeldcamera's.

• Thermografen die vloeibare stikstof gebruiken om de temperatuurgevoelige sensor te koelen. Deze apparaten maken het mogelijk om op afstand de infraroodstraling van het onderzochte lichaamsdeel te zien. Ze zijn geschikt voor het onderzoeken van geplande patiënten in een ziekenhuis en/of polikliniek, maar hebben weinig nut in de spoedeisende hulp, vooral niet aan het bed van de patiënt. Een belangrijke beperking is de noodzaak van constante beschikbaarheid van een vrij schaarse, gemakkelijk verdampende vloeibare stikstof.
• Thermografen die geen vloeibare stikstof nodig hebben. Dergelijke apparaten bieden contactloze weergave van de infraroodactiviteitskaart van het te bestuderen spectrum. Draagbare thermografen zijn bijzonder handig - universele apparaten voor spoedeisende hulp: onderzoek thuis, in de ambulance, op de opnameafdeling, in het ziekenhuis, op de polikliniek, op de intensive care en in de operatiekamer. De genoemde apparaten zijn draagbaar, zeer gevoelig en redelijk eenvoudig te onderhouden. De gevoeligheid van deze systemen is vrij hoog en bereikt honderdsten van een graad.
• Contactthermografie op basis van vloeibaar-kristalfilms. Er zijn binnenlandse en buitenlandse analogen. Voordelen: lagere onderzoekskosten, geen noodzaak voor het gebruik van vloeibare stikstof. Nadelen: arbeidsintensief, de mogelijkheid om het alleen op een vlak oppervlak te gebruiken, de noodzaak van nauw, gelijkmatig contact met een droge huid, en moeilijk toepasbaar in de spoedeisende hulp. Deze modificatie van thermische beeldvorming heeft een lagere gevoeligheid: ongeveer 0,5 °C.
• Infraroodradiometrie, of thermotomografie. Dit type thermograaf heeft een speciale antenne die ultrahoge frequenties registreert, waardoor de temperatuur van lichaamsstructuren tot 17 cm diep met een nauwkeurigheid van 0,1 °C kan worden gemeten. Helaas is dit apparaat zeer gevoelig voor interferentie, waardoor de resultaten alleen betrouwbaar zijn in een speciale afgeschermde kamer.

Evaluatie van de resultaten

Normaal gesproken is de temperatuuractiviteit in identieke delen van het menselijk lichaam strikt gelijkmatig verdeeld. De essentie van medische thermografie komt daarom neer op het identificeren, lokaliseren en bepalen van de mate van thermische asymmetrie en de klinische beoordeling daarvan. Bij gezonde mensen worden kenmerken van een symmetrische warmteverdeling waargenomen. Zo zijn de oogkas, de gezichtshuid, de lippen en de nek meestal warmer (worden weergegeven als lichte gebieden) dan de neus, het bovenste voorhoofd en de buitenste delen van het gezicht (donkere gebieden).

Tegelijkertijd worden de meest typische en constante temperatuurgradiënten van de thermogrammen van het hoofd en de ledematen in aanmerking genomen.

• Horizontale oogkasgradiënt. Normaal gesproken is de temperatuur van de binnenste ooghoek 0,3-0,7° hoger dan die van de buitenste, bij een uniforme infraroodgloed van de oogkassen.
• Longitudinale helling van de bovenste ledematen. De schouder is meestal 0,5-0,7° "heter" dan de rug van de hand.
• Longitudinale temperatuurgradiënt van de onderste ledematen. Bij de meeste gezonde mensen is de temperatuur van het dijbeen 0,6-1,1° hoger dan de temperatuur van de voet.

De bovenstaande gradiënten zijn relatief. Als de orbitale gradiënt het meest constant is, dan is de anisothermie van de "ledematen" variabel. Dit geldt met name voor de handen – de belangrijkste "warmtewisselaar" van het lichaam. De thermogenese van de handen is het meest gevoelig voor schommelingen als gevolg van innervatie, psycho-emotionele, medicinale en koude-effecten.

Een aantal pathologische aandoeningen die veranderingen in de infraroodactiviteit van verschillende delen van het lichaam van de patiënt veroorzaken.

Een occlusie van de arteria carotis interna of een stenose van meer dan 70% gaat meestal gepaard met hypothermie van de orbita aan de occlusiezijde met een temperatuurgradiënt van 1,5-2,7°. Tijdens carotisendarteriëctomie is er een direct verband tussen de "luminositeit" van de orbita en de superciliaire regio (vascularisatiezones van de arteria angulare en supratrochlearis) en de mate van vernauwing van het lumen van de arteria carotis. Bij een vernauwing van het lumen van de arteria carotis interna van meer dan 60% wordt een afname van de infraroodstraling van de orbitaregio homolateraal aan de stenose opgemerkt.

E. Wood heeft met behulp van een combinatie van thermografie en angiografie aangetoond dat in gevallen waarin de homolaterale arteria carotis externa als collateraal voor de afgesloten arteria carotis interna dient, de kortdurende compressie ervan de ‘afkoeling’ van de oogkas aan de zijde van de aangetaste slagader verder vergroot.

Bij onderzoek tijdens een exacerbatie vertonen clusterhoofdpijnen een duidelijke toename in luminescentie van maximaal 1,5-2,0° aan de kant van de “pijnclusters”.

Integendeel, een zeldzame maar uiterst interessante pathogene koude migraine (ace cream headache), die ontstaat als gevolg van een bewezen spasme van de sifon van de inwendige halsslagader, geeft een uitgesproken voorbijgaande hypothermie van de oogkas aan de pijnlijke kant.

Bij arteriitis temporalis is er meestal sprake van ‘ernstige’ hyperthermie in de projectie van de oppervlakkige arteria temporalis.

Aanhoudende, ernstige onderkoeling van het type Harlekijnmasker is kenmerkend voor het syndroom van Barraquer-Simons.

Karakteristieke veranderingen in het thermogram van het hoofd worden waargenomen bij veneuze cerebrale discirculatie - pulserende exophthalmus, het Tolosa-Hunt-syndroom en het Melkersson-Rosenthal-syndroom. In het laatste geval geeft hyperemie van de lippen en tong tijdens exacerbatie van het oedeemsyndroom een duidelijke hyperthermie, die door pathogenetische therapie wordt gestabiliseerd.

De meest voorkomende vormen van gezichtsletsel zijn prosopoparese en trigeminusneuralgie. Deze vertonen vage thermografische tekenen - van uitgesproken lokale hyperthermie in de wenkbrauwstreek tijdens verergering van neuralgie van de eerste tak van de nervus trigeminus tot relatieve hypothermie aan de pijnlijke kant van de tweede en derde tak. Prosopoparese leidt meestal niet tot significante gezichtsanisothermie.

Bij patiënten met een exacerbatie van het arteria vertebralissyndroom worden hyperthermiegebieden het vaakst opgemerkt in de paravertebrale zone C4 C5 _aan de zijde van het pijnsyndroom.

Bij het bestuderen van thermogrammen van de extremiteiten bij patiënten met een acuut cerebrovasculair accident (CVA) constateerden we voor het eerst een uitgesproken vroege hypothermie in de linker extremiteiten bij patiënten met bloedingen in de rechter hemisferen. Dit fenomeen laat enerzijds de waarschijnlijke lokalisatie van het hematoom in geval van een diep coma vermoeden, en bevestigt anderzijds de bekende stelling over de functionele asymmetrie van de hemisferen met een overwicht van de vegetatieve regulatiecentra in de rechter hemisfeer.

Bij enkele observaties van patiënten met de posterieure corneale vorm van syringomyelie waren wij de eersten die anisothermie van de romp in de vorm van een halfjasje registreerden. Dit bevestigde het bestaan van een segmentaal-gedissocieerde gevoeligheidsstoornis bij deze ziekte.

De meest opvallende veranderingen in thermogrammen werden opgemerkt bij metastasen.

Het syndroom van Raynaud veroorzaakt uitgesproken asymmetrische veranderingen in de thermogrammen van de handen, met name na een afkoelingstest. In plaats van de handen snel op te warmen na een onderdompeling van 10 minuten in koud water, warmen de vingers niet normaal op (door het snel openen van de arterioveneuze shunts), maar blijven ze langdurig hypotherm.

Bij de meeste patiënten met de trillingsziekte is, in tegenstelling tot het syndroom van Raynaud, sprake van symmetrische hypothermie van de handen, tot aan "thermische amputatie" tijdens een exacerbatie.

Zoals reeds vermeld, is de thermogenese van de handen dynamisch. In dit verband is het belangrijkste aspect van handthermografie de mogelijkheid om dynamische thermografie en echografie te gebruiken in anti-nicotinepropaganda.

Hete voeten zijn typisch voor patiënten met erythromelalgie. Thermografie is zeer informatief bij dynamische observatie van patiënten met angiopathieën van de distale delen van de onderste ledematen van verschillende oorsprong en toont de effectiviteit of het falen van medicamenteuze behandeling aan.

De volgende twee aspecten van de toepassing van warmtebeeldvorming zijn niet alleen belangrijk voor de spoedeisende neurologie, maar ook voor de spoedeisende hulp in het algemeen. Ten eerste hebben we het over de mogelijkheid van niet-invasieve diagnostiek van subklinische stadia van iatrogene tromboflebitis. Dynamische warmtebeeldvorming en echografische duplexmonitoring van een gekatheteriseerde vene toonden aan dat post-injectie flebitis optreedt bij 50% van de patiënten op de tweede dag van continue katheterisatie. Hyperthermiegebieden langs de gekatheteriseerde vene, vastgelegd op het thermogram, in combinatie met een verminderde veneuze uitstroom volgens echografische duplexmeting, weerspiegelen de ontwikkeling van iatrogene flebitis. Tijdige behandeling helpt verdere ontwikkeling van flebotrombose te voorkomen, en herhaalde controles met warmtebeeldvorming helpen de effectiviteit van preventieve behandeling te beoordelen.

Dynamische thermische beeldvorming en echografie van de veneuze circulatie in de onderste extremiteiten van patiënten met hemiplegie zijn niet minder belangrijk. Studies aangevuld met echo-dopplerografie, duplexonderzoek en stollingstesten hebben aangetoond dat 60% van de patiënten met hemiplegie al op de 2e of 3e dag van de beroerte een pretrombotische toestand ontwikkelt, en 6 keer vaker bij de verlamde onderste extremiteit. Dit is begrijpelijk, omdat bij neurologische patiënten de klinische herkenning van flebopathie moeilijk is vanwege sensorische en motorische stoornissen. Bovendien gaat dit vaak gepaard met spraakgebreken. Hierdoor vertonen neurologische patiënten, in tegenstelling tot patiënten op therapeutische en chirurgische afdelingen, doorgaans geen alarmerende klachten van zwelling, pijn en dergelijke. Daarom is, indien dynamische thermografie en echografie zelfs de eerste tekenen van een verstoring van de veneuze uitstroom aan het licht brengen, dringende preventieve behandeling noodzakelijk om de ontwikkeling van een dergelijke formidabele complicatie van de spoedeisende hulp als longembolie te voorkomen.

Onderzoek van de afgelopen jaren heeft overtuigend aangetoond dat, als de dood van een persoon als individu, maar niet als organisme, onlosmakelijk verbonden is met de dood van de hersenen, hersendood volledig samenhangt met het stoppen van de intracerebrale bloedstroom en de registratie van het zogenaamde stopfenomeen, dat tot nu toe alleen met behulp van contrastangiografie kon worden vastgesteld . Een dergelijke onveilige en moeilijk uitvoerbare procedure is uiteraard onaanvaardbaar voor ernstig zieke patiënten.

Niet-invasieve echografiemethoden en thermografie zijn uiteraard ethischer, toegankelijker en informatiever.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]