Immagini termiche (termografia)

Nel 1960, l'ingegnere militare R. Lawson stava testando un dispositivo per la visione notturna, all'epoca segreto, e puntò accidentalmente la lente ricevente del dispositivo su una donna con il décolleté scoperto, seduta di fronte a lui. Sullo schermo del dispositivo apparve un termogramma della ghiandola mammaria. Questo fenomeno interessò il maggiore. Avendo compreso le prospettive di questa direzione, lasciò il servizio e già nel 1961, insieme a R. Barnes, sviluppò e applicò con successo nella pratica il primo apparecchio per la termografia medica.

Indicazioni per la procedura

Gli ambiti di applicazione diagnostica della termografia più comunemente utilizzati sono i seguenti.

• Riconoscimento delle lesioni precancerose e tumorali delle ghiandole mammarie, della tiroide, dell'orbita e di alcune malattie della pelle.
• Diagnosi delle malattie articolari.
• Rilevamento degli stadi iniziali e/o avanzati delle lesioni stenotiche/occlusive delle arterie carotidi, succlavie, femorali e poplitee.
• Diagnosi di discircolazione venosa negli arti e nello scroto.

Come si può evincere dall'elenco sopra riportato, l'"aspetto neurologico" degli studi è rappresentato esclusivamente dall'individuazione dell'insufficienza carotidea. Senza in alcun modo sminuire l'importanza dell'individuazione delle lesioni stenotiche/occlusive delle arterie carotidi, notoriamente spesso asintomatiche o con scarsi sintomi, riteniamo di avere il diritto di ampliare significativamente la gamma degli studi termografici in neurologia.

È noto che i classici della neurologia ritenevano obbligatorio esaminare il paziente nudo, per non tralasciare eventuali ipotrofie, disrafismi, ecc.

Così come la base di un esame neurologico è la determinazione di varie asimmetrie nei nervi cranici e nelle sfere motorie e/o sensoriali, l'identificazione di anisoterme in diverse aree del corpo del paziente è l'essenza della termografia.

Se consideriamo che la termografia è un metodo estremamente sensibile (precisione di misurazione fino a 0,01 °C) con una specificità relativamente bassa, l'analisi dei termogrammi diventa un processo creativo che richiede un'analisi clinica essenziale della situazione in ogni singolo caso.

Ad esempio, l'anisotermia orbitaria può essere causata da processi completamente diversi: dall'occlusione dell'arteria carotide a un tumore della fessura orbitaria superiore, dal lagoftalmo all'emicrania a grappolo. Data la semplicità, la breve durata, la sicurezza, l'assenza di dolore e la disponibilità della termografia, i diagnostici considerano questo metodo ideale per esami casuali di massa della popolazione per individuare stadi precoci di patologie oncologiche, vascolari e infiammatorie del torace, della tiroide, dei reni, delle articolazioni, dello scroto e degli arti.

In questo caso, la termografia corporea ad alta sensibilità diventerebbe indispensabile per la rapida selezione preliminare dei pazienti: in caso di anisotermia della testa, questi sono i pazienti più probabili di un neurologo, neurochirurgo, oculista o otorinolaringoiatra; in caso di asimmetria della temperatura del collo o delle ghiandole mammarie, i pazienti vengono indirizzati a un endocrinologo o a un oncologo; e quelli con anisotermia delle estremità sono i pazienti più probabili di un angiologo.

Metodologia di implementazione

La termografia è la registrazione della radiazione infrarossa invisibile. La radiazione massima si ha a una lunghezza d'onda di 9,5 micron. Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, la quantità di energia emessa è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta: W = T ⁴.

La radiazione infrarossa della pelle non dipende dalla razza, dal grado di pigmentazione e da altre caratteristiche individuali. La temperatura della superficie corporea dipende da tre fattori principali: caratteristiche della vascolarizzazione, livello dei processi metabolici e differenze di conduttività termica.

Attualmente vengono utilizzate 3 varianti di registrazione della radiazione infrarossa del corpo.

• La termografia registra la termogenesi degli strati più superficiali della pelle (0,5-1,5 mm).
• La radiometria infrarossa nell'ordine dei centimetri e dei decimetri (lunghezza d'onda 17 cm con banda di frequenza 1,5-2,0 kHz) consente di ottenere informazioni sulle strutture profonde del corpo.
• La termografia su pellicola, che utilizza strisce di cristalli liquidi a contatto, registra la radiazione termica proveniente dagli strati esterni della pelle con uno spessore di 0,3-0,8 mm.

Esistono diversi tipi fondamentali di dispositivi di termografia.

• Termografi che utilizzano azoto liquido per raffreddare il sensore sensibile alla temperatura. Questi dispositivi consentono di ottenere un'immagine a distanza della luce infrarossa della parte del corpo umano esaminata. Sono adatti per visitare pazienti programmati in ospedale e/o in ambulatorio, ma sono di scarsa utilità in medicina d'urgenza, soprattutto al letto del paziente. Una limitazione significativa è la necessità di una disponibilità costante di azoto liquido, una risorsa piuttosto scarsa e facilmente evaporabile.
• Termografi che non richiedono l'uso di azoto liquido. Tali dispositivi consentono la visualizzazione senza contatto della mappa di attività infrarossa dello spettro in esame. I termografi portatili sono particolarmente pratici: dispositivi universali per la medicina d'urgenza: visite domiciliari, in ambulanza, in reparto di accettazione, in ospedale, in clinica, in terapia intensiva, in sala operatoria. I dispositivi specificati sono portatili, altamente sensibili e di facile manutenzione. La sensibilità di questi sistemi è piuttosto elevata e raggiunge i centesimi di grado.
• Termografia a contatto basata su pellicole a cristalli liquidi. Esistono metodi analoghi nazionali ed esteri. Vantaggi: minori costi di ricerca, non è necessario utilizzare azoto liquido. Svantaggi: maggiore intensità di lavoro, possibilità di utilizzo solo su superfici piane, necessità di un contatto uniforme e stretto con una superficie cutanea asciutta, difficoltà di utilizzo in medicina d'urgenza. Questa variante della termografia ha una sensibilità inferiore: circa 0,5 °C.
• Radiometria a infrarossi, o termotomografia. Questo tipo di termografo è dotato di un'antenna speciale che registra intervalli di frequenza ultra-alti, consentendo di misurare la temperatura di strutture corporee fino a 17 cm di profondità con una precisione di 0,1 °C. Purtroppo, questo dispositivo è molto sensibile alle interferenze, quindi i risultati diventano affidabili solo se si lavora in una speciale camera schermata.

Valutazione dei risultati

Normalmente, la distribuzione dell'attività termica di aree identiche del corpo umano è rigorosamente uniforme. Pertanto, l'essenza della termografia medica si riduce essenzialmente all'identificazione, alla localizzazione e alla determinazione del grado di asimmetrie termiche e alla loro valutazione clinica. Nelle persone sane, si notano caratteristiche di distribuzione simmetrica del calore. Pertanto, la regione orbitale, la pelle del viso, le labbra e il collo sono solitamente più caldi (appaiono come aree chiare) rispetto al naso, alla parte superiore della fronte e ai segmenti esterni del viso (aree scure).

Parallelamente vengono presi in considerazione i gradienti di temperatura più tipici e costanti dei termogrammi della testa e delle estremità.

• Gradiente orbitale orizzontale. Normalmente, con un'illuminazione infrarossa uniforme delle orbite, la temperatura dell'angolo interno dell'occhio è di 0,3-0,7° più alta di quella esterna.
• Gradiente longitudinale degli arti superiori. La spalla è solitamente "più calda" di 0,5-0,7° rispetto al dorso della mano.
• Gradiente termico longitudinale degli arti inferiori. Nella maggior parte delle persone sane, la temperatura della coscia è di 0,6-1,1° superiore a quella del piede.

I gradienti sopra indicati sono relativi. Se quello orbitale è il più costante, l'anisotermia degli "arti" è variabile. Questo è particolarmente vero per le mani, il principale "scambiatore di calore" del corpo. La termogenesi delle mani è maggiormente suscettibile alle fluttuazioni dovute all'innervazione, agli effetti psicoemotivi, medicinali e del freddo.

Numerose condizioni patologiche che provocano alterazioni nell'attività infrarossa di varie parti del corpo del paziente.

L'occlusione dell'arteria carotide interna o una stenosi superiore al 70% è solitamente accompagnata da ipotermia dell'orbita sul lato dell'occlusione con un gradiente termico di 1,5-2,7°. Durante l'endoarterectomia carotidea, esiste una relazione diretta tra la "luminosità" dell'orbita e della regione sopraciliare (zone di vascolarizzazione delle arterie angolari e sopratrocleari) e il grado di restringimento del lume dell'arteria carotide. Con un restringimento del lume dell'arteria carotide interna superiore al 60%, si osserva una diminuzione della radiazione infrarossa della regione orbitaria omolaterale alla stenosi.

E. Wood, utilizzando una combinazione di termografia e angiografia, ha dimostrato che nei casi in cui l'arteria carotide esterna omolaterale funge da collaterale per l'arteria carotide interna occlusa, la sua compressione a breve termine aumenta ulteriormente il "raffreddamento" dell'orbita sul lato dell'arteria interessata.

Esaminate durante un'esacerbazione, le cefalee a grappolo mostrano un marcato aumento della luminescenza fino a 1,5-2,0° sul lato dei "grappoli di dolore".

Al contrario, una rara ma estremamente interessante emicrania patogeneticamente fredda (cefalea da crema ace), che si manifesta in seguito a uno spasmo comprovato del sifone dell'arteria carotide interna, provoca una marcata ipotermia transitoria dell'orbita dal lato del dolore.

L'arterite temporale è solitamente accompagnata dal riscontro di ipertermia “grave” nella proiezione dell'arteria temporale superficiale.

L'ipotermia persistente e grave del tipo maschera di Arlecchino è caratteristica della sindrome di Barraquer-Simons.

Alterazioni caratteristiche del termogramma cranico si osservano in caso di discircolazione venosa cerebrale: esoftalmo pulsante, sindrome di Tolosa-Hunt e sindrome di Melkersson-Rosenthal. In quest'ultimo caso, l'iperemia delle labbra e della lingua durante l'esacerbazione della sindrome edematosa determina una chiara ipertermia, che viene livellata dalla terapia patogenetica.

Le forme più comuni di danno facciale sono la prosopoparesi e la nevralgia del trigemino. Presentano vaghi segni termografici: da una marcata ipertermia locale nella regione sopraccigliare durante l'esacerbazione della nevralgia del primo ramo del nervo trigemino a una relativa ipotermia sul lato del dolore del secondo e terzo ramo. La prosopoparesi, nella maggior parte dei casi, non porta a un'anisotermia facciale significativa.

Nei pazienti con esacerbazione della sindrome dell'arteria vertebrale, le aree di ipertermia si notano più spesso nella zona paravertebrale C4 C5 _sul lato della sindrome dolorosa.

Studiando i termogrammi degli arti in pazienti con ictus acuto, abbiamo notato per la prima volta una marcata ipotermia precoce negli arti sinistri dei pazienti con emorragie emisferiche destre. Da un lato, questo fenomeno ci consente di ipotizzare la probabile localizzazione dell'ematoma in caso di coma profondo, dall'altro conferma la nota tesi sull'asimmetria funzionale degli emisferi con la predominanza dei centri di regolazione vegetativa nell'emisfero destro.

In alcune osservazioni di pazienti affetti dalla forma corneale posteriore della siringomielia, siamo stati i primi a registrare un'anisotermia del tronco a forma di semi-giacca, confermando il disturbo della sensibilità segmentale dissociata in questa malattia.

I cambiamenti più evidenti nei termogrammi sono stati osservati nelle lesioni metastatiche.

La sindrome di Raynaud provoca marcati cambiamenti asimmetrici nei termogrammi delle mani, soprattutto dopo un test di raffreddamento, quando invece di riscaldare rapidamente le mani dopo un'immersione di 10 minuti in acqua fredda, le dita non si riscaldano normalmente (a causa della rapida apertura degli shunt arterovenosi), ma rimangono ipotermiche per lungo tempo.

Nella maggior parte dei pazienti affetti da malattia da vibrazioni, a differenza della sindrome di Raynaud, è più caratteristica l'ipotermia simmetrica delle mani, fino all'"amputazione termica" durante una riacutizzazione.

Come già accennato, la termogenesi delle mani è dinamica. A questo proposito, l'aspetto più importante della termografia delle mani è la possibilità di utilizzare la termografia dinamica e gli ultrasuoni nella propaganda anti-nicotina.

I piedi caldi sono tipici dei pazienti con eritromelalgia. La termografia è molto utile nell'osservazione dinamica dei pazienti con angiopatie delle porzioni distali degli arti inferiori di varia genesi, dimostrando l'efficacia o l'insuccesso di un trattamento farmacologico e/o farmacologico.

I due aspetti seguenti dell'applicazione della termografia sono importanti non solo per la neurologia d'urgenza, ma anche per la medicina d'urgenza in generale. In primo luogo, stiamo parlando della possibilità di una diagnosi non invasiva degli stadi subclinici della tromboflebite iatrogena. Il monitoraggio termografico dinamico e con ecografia duplex di una vena cateterizzata ha dimostrato che la flebite post-iniezione si verifica nel 50% dei pazienti al secondo giorno di cateterizzazione continua. Le aree di ipertermia lungo la vena cateterizzata, registrate sul termogramma, insieme alla compromissione del deflusso venoso secondo l'esame ecografico duplex, riflettono lo sviluppo di flebite iatrogena. Un trattamento tempestivo aiuta a prevenire l'ulteriore sviluppo di flebotrombosi e il controllo ripetuto con termografia aiuta a valutare l'efficacia del trattamento preventivo.

Il monitoraggio termografico dinamico e ultrasonografico della circolazione venosa negli arti inferiori dei pazienti con emiplegia non è meno importante. Studi integrati da ecodopplerografia, esame duplex e test di coagulazione hanno dimostrato che il 60% dei pazienti con emiplegia sviluppa uno stato pretrombotico già al 2°-3° giorno dall'ictus, e 6 volte più frequentemente nell'arto inferiore paralizzato. Ciò è comprensibile, poiché nei pazienti neurologici il riconoscimento clinico della flebopatia è difficile a causa di disturbi sensoriali e motori. Inoltre, questa è spesso associata a disturbi del linguaggio. Di conseguenza, a differenza dei pazienti nei reparti terapeutici e chirurgici, i pazienti neurologici, di norma, non presentano allarmanti lamentele di gonfiore, dolore e sensazioni simili. Pertanto, se la termografia dinamica e i metodi ecografici rivelano anche i segni iniziali di disturbo del deflusso venoso, è necessario un trattamento preventivo urgente per prevenire lo sviluppo di una complicanza così grave della medicina d'urgenza come l'embolia polmonare.

La ricerca degli ultimi anni ha dimostrato in modo convincente che, se la morte di una persona come individuo, ma non come organismo, è indissolubilmente legata alla morte cerebrale, allora la morte cerebrale è completamente associata alla cessazione del flusso sanguigno intracerebrale e alla registrazione del cosiddetto fenomeno di stop, finora accertato solo con l'ausilio dell'angiografia cerebrale con mezzo di contrasto. Ovviamente, una procedura così rischiosa e difficile da eseguire è inaccettabile per i pazienti gravemente malati.

I metodi non invasivi a ultrasuoni e la termografia sono ovviamente più etici, accessibili e informativi.

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