СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕРМОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВАРИКОЗНОЙ БОЛЕЗНИ ВЕН НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ Российский патент 2008 года по МПК A61B5/01 

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и касается диагностики варикозной болезни нижних конечностей с применением комбинированной термометрии.

Целью изобретения является повышение чувствительности и специфичности термометрической диагностики варикозной болезни.

Метод термометрии в диагностике варикозной болезни имеет ряд неоспоримых достоинств, таких как простота регистрации температуры, неинвазивность, отсутствие какого-либо влияния на организм обследуемого, наглядность полученных результатов.

Общепринятой методики термометрического обследования при варикозной болезни нижних конечностей не существует. Методика проведения обследования зависит от класса аппарата - тепловизора, который используется для диагностики, и вариантов термометрии (контактная или дистанционная) (Мирошников М.М., 1981, Губкин С.В., 2002). Кроме того, для диагностики варикозной болезни нижних конечностей, в настоящее время, используется оценка только инфракрасного излучения с поверхности кожи. Современные инфракрасные радиометры позволяют достаточно точно измерять величины излучений, испускаемых с ограниченных участков тела человека и, соответственно, определять радиационную температуру последних с точностью до десятых долей градуса. Однако измерение теплового излучения тела человека в инфракрасном диапазоне дает истинную температуру только самого верхнего слоя кожи толщиной в доли миллиметра. О температуре подлежащих тканей и органов можно судить опосредованно и только тогда, когда температурные изменения "проецируются" на кожные покровы.

Например, на термограммах больных с первичным расширением подкожных вен при варикозной болезни, тромбофлебитах поверхностных вен, рожистом поражении кожи, лимфангоитах отмечается сходное повышение температуры поверхности кожи конечности. Подобное изменение поверхностной температуры может наблюдаться и при поражении глубоких вен и при заболевании суставов над областью локализации патологического процесса (Ткаченко Ю.А., Голованова М.В., Овечкин А.М. Клиническая термография (обзор возможностей), Ростов-на-Дону, 1999).

Доказано, что точность измерения температуры тканей может быть повышена при увеличении числа каналов частотных измерений. С этой целью используют комбинацию глубинной радиотермометрии с измерением температуры тела человека в инфракрасном диапазоне, который отражает температуру кожного покрова. Определение температуры внутренних тканей и сравнение ее с поверхностной температурой дает возможность наиболее точного диагноза (Mayers P.O. 1979, Ганкович К.П., Троицкий Р.В.,1988, Van den Heuvel C.J., 2003).

Целью настоящего изобретения является разработка метода комбинированной термометрии для дифференциальной диагностики варикозной болезни нижних конечностей за счет комбинированного применения поверхностного - инфракрасного (ПК) и глубинного - микроволнового термосканирования (РТМ).

Поставленная цель достигается путем проведения последовательного измерения кожной инфракрасной (ИК) температуры и глубокой микроволновой термометрии (РТМ) в 12 симметричных точках, расположенных по задней поверхности обеих голеней пациента. Для этого мы используем диагностический комплекс РТМ-01-РЭС, позволяющий регистрировать как инфракрасную температуру с поверхности тела, так и внутреннюю температуру тканей на глубине от 4-х до 6-ти см по их естественному тепловому излучению в микроволновом диапазоне. В состав комплекса входят: антенна-аппликатор для регистрации микроволнового излучения, датчик регистрации инфракрасной температуры, блок обработки информации, персональный компьютер (ПЭВМ). Антенна- аппликатор устанавливается на соответствующую точку на поверхности голени плотно, без зазора между кожей и плоскостью аппликатора, без дополнительного нажима. Температура измеряется последовательно попеременно в 12-ти точках по задней поверхности правой и левой голени. Первые три точки расположены: на вершине латеральной головки икроножной мышцы (1), в подколенной ямке (2), на вершине медиальной головки икроножной мышцы (3). Второй ряд точек расположен: по центру латеральной головки икроножной мышцы (4), между головками икроножной мышцы (5) и по центру медиальной головки икроножной мышцы (6). Третий ряд точек расположен в нижней части икроножной мышцы - латерально (7), в центре (8) и медиально (9). Последние точки измерения температуры находятся на наружной стороне ахилового сухожилия в области латеральной лодыжки (10), по центру ахилового сухожилия (11) и по его внутренней поверхности в области медиальной лодыжки (12). Измерение температуры в указанных точках проводится последовательно радиодатчиком и датчиком температуры кожи, в положении пациента «лежа на животе» и «стоя». Результаты измерений поступают в виде постоянного напряжения на блок обработки и далее на ПЭВМ, где осуществляется фиксация данных измерений температуры, привязанных к позиции датчиков. Данные по температуре обрабатываются и могут быть отображены на мониторе или принтере в виде термограммы или в виде цветового поля температур.

Проведенные нами исследования здоровых конечностей у лиц различного возраста выявили определенный диапазон и закономерность распределения температур на голени здорового человека (Табл.1, 2 и фиг.1, 3, 5, 7). Из представленных данных видно, что для голени здорового человека характерен определенный термографический профиль, который нарушается при появлении у него варикозной болезни (Табл.3, 4 и фиг.2, 4, 6, 8). На основании сравнительной статистической обработки данных у здоровых и больных варикозной болезнью пациентов выявили следующие критерии отличия между этими двумя группами, которые могут быть положены в основу количественной и качественной диагностики варикозной болезни с помощью комбинированного измерения инфракрасной и микроволновой температуры голени человека. Первое: средняя ИК температура голени у больного ВБ выше, чем у здорового человека. Второе: осевой градиент ПК температур в 1°С (от самой высокой температуры в верхней трети голени до самой низкой в нижней трети голени), характерный для здорового человека, у больного ВБ практически отсутствует (0,1-0,3°С). Третье: у больных ВБ появляется медиально-латеральный градиент ИК температур (самые высокие температуры сосредоточены на медиальной поверхности голени), тогда как у здорового человека распределение температур между медиальной и латеральной поверхностями голени симметрично. Четвертое: средняя глубокая температура голени у больных ВБ при радиотермометрии (РТМ) достоверно не отличается от глубокой температуры у здоровых людей. Пятое: осевой градиент глубоких температур при РТМ у больных ВБ снижен в положении больного стоя и отсутствует в положении лежа. Шестое: уменьшение и отсутствие осевого градиента глубоких температур при РТМ у больных ВБ связано с увеличением глубокой температуры по медиальной поверхности голени в средней и нижней трети.

Эффективность предложенных критериев комбинированной термографической диагностики варикозной болезни оценивали по сравнению с референтным методом ультразвукового дуплекс-сканирования у тех же пациентов.

Пример 1.

В группу обследованных людей входили 56 пациентов с варикозной болезнью и разной степенью хронической венозной недостаточности по классификации СЕАР (84 ноги) и группа здоровых людей из 29 человек без признаков варикозной болезни и хронической венозной недостаточности (58 ног). Со всеми испытуемым до термометрии было проведено клиническое обследование по выявлению варикозной болезни. После этого было проведено ультразвуковое доплеровское обследование, определено наличие (или отсутствие) и протяженность рефлюкса по стволу большой подкожной вены на ультразвуковом допплерографе БИОСС - 1 датчиком 8 МГц с помощью проб Вальсальвы и манжеточной пробы (Market A., Meissner М., Manzo a., et al., 1994), а также ультразвуковое сканирование состояния подкожных и глубоких вен в положении стоя на ультразвуковом сканере "Лоджик а-100" фирмы Дженерал электрик и термометрическое обследование нижних конечностей с цветной регистрацией инфракрасных и микроволновых термограмм. Постановка диагноза по термограммам проводилась "вслепую", без знания предварительного диагноза и фамилии больного. По итогам диагностики была проведена качественная (альтернативная) референтная оценка. Результаты были описаны в виде операционных характеристик - специфичности и чувствительности. Также определяли процент совпадения диагнозов термометрии и ультразвукового дуплекс-сканирования. Результаты представлены в таблицах 5, 6, 7. После сравнения данных таблиц видно, что самая высокая чувствительность (доля больных, у которых выявлена патологическая термограмма) при комбинированной термометрии (81,3%). Специфичность (частота отсутствия патологических термограмм у здоровых людей) была самой высокой при комбинированном методе (91,8%), как и частота совпадений диагноза с референтным методом (87,4%).

Далее провели сравнение методов диагностики термометрии и ультразвукого дуплекс-сканирования в смешанной группе: здоровых людей и пациентов с различными заболеваниями вен (варикозная болезнь нижних конечностей с разной степенью хронической венозной недостаточности, посттромботическая болезнь в стадии реканализации, острый венозный тромбоз) (пример 2).

Пример 2.

В смешанной группе обследовалось 57 пациентов (114 конечностей). Диагноз варикозной болезни выявлен методом ультразвукового дуплес-сканирования в 35-ти случаях, посттромботической болезнью в стадии реканализации в 32-х конечностях, острого венозного тромбоза в 16-ти случаях, в 31-ом случае патологии вен не было выявлено. Результаты диагностики с помощью инфракрасной, микроволновой термометрии и комбинированным методом обработаны описанным выше способом оценки альтернативных данных с вычислением операционных характеристик - чувствительности и специфичности и представлены в таблицах 8, 9, 10. Процент совпадения диагноза «Варикозная болезнь» с референтным методом составил 69%, 72% и 84% для инфракрасной термометрии (ИК), микроволновой термометрии (РТМ) и комбинированной термометрии (ИК+РТМ)соответственно.

Далее в этой же смешанной группе пациентов для оценки комбинированной термометрии, как метода диагностики, измерили его преимущество перед случайным вынесением диагноза, т.е. оценили насколько общее согласие с истинным диагнозом превышает случайное, рассчитав индекс согласия для номинативных данных - индекс каппа (В.В.Власов, 1988). Данные для расчета индекса каппа, значение индекса каппа, критерии статистической достоверности индекса каппа представлены в таблицах 11, 12, 13. Для оценки достоверности различий в согласии между группами методов, а именно инфракрасной (ИК) и мироволновой термометрией (РТМ), инфракрасной (ИК) и комбинированной термометрией (ИК+РТМ), микроволновой (РТМ) и комбинированной термометрией (ИК+РТМ) был рассчитан Z-критерий (таблица 14.) (В.В.Власов, 1988).

Как следует из таблиц 8, 9, 10 диагностика варикозной болезни методом комбинированной термометрии в смешанной группе пациентов более точная, чем инфракрасная и радиотермометрия. И, как следует из таблиц 11, 12, 13 и 14 эта разница в чувствительности и специфичности методов статистически достоверна.

Таким образом, предлагаемый нами способ диагностики с комбинированным применением инфракрасного датчика температуры кожи и глубинной радиотермометрии позволяет значительно повысить диагностическую ценность термометрии как метода выявления варикозной болезни нижних конечностей.

Список используемой литературы.

Власов В.В. Эффективность диагностических исследований. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.

Губкин С.В., Сорока Н.Ф., Максимович А.Б., Капралов Н.В. Атлас термограмм в ревматологии, - Минск: УП «Технопринт», 2002. - 115 с.

Гайкович E.И., Сумин М.И., Троицкий Р.В. Определение глубинного профиля температуры методом многочастотной радиотермометрии в медицинских приложениях // Радиофизика. - 1988, - №.9. - C. 1104.

Мирошников М.М., Алипов В.И., Гершанович М.А., Мельникова В.П., Сухарев В.Ф. Тепловидение и его применение в медицине. М.: Медицина, 1981. - 184 с.

Ткаченко Ю.А., Голованова М.В., Овечкин А.М. Клиническая термография (обзор возможностей). - Ростов-на-Дону, 1999.

Mayers P.O., Sadowski M.I., Barrett A.H. Microwave thremography. Principles, methods and clinical applications// J.of Microwave Power. - 1979. - V.14, №2. - P.105-115.

Market A., Meissner M., Manzo a., et al. // A comparison of the cuff deflation method with valsalva s maneuver and limb compression in detecting venous valvular reflux// Arch Surg. - 1994, v.129, pp.701-705.

Van den Heuvel C.J., Ferguson S.A., Dawson D., Gilbert S.S., Comparison of digital infrared thermal imaging (DITI) with contact thermometry: pilot daft from a sleep research laboratory.// Physiol - meas. - 2003 - Aug; 24(3):717-25.

Таблица №1.
Среднее значение инфракрасного (ИК) и микроволнового (РТМ) датчиков температуры в различных точках голени у здоровых лиц в положении лежа.Точка исследования123456789101112Среднее значение температуры кожи (ИК)30,8331,6131,3031,1231,1831,2030,8030,6930,7030,3930,1730,33Дисперсия1,951,621,691,701.661,772,062,212,121,971,962.38Среднее значение глубокой температуры (РТМ)33,434,0633,8133,933,733,8133,6333,2733,2332,732,5532,58Дисперсия0,750,791,070,590,780.960,911,191,381,371,341,39

Таблица №2.
Среднее значение инфракрасного (ИК) и микроволнового (РТМ) датчиков температуры в различных точках голени у здоровых лиц в положении стоя.Точка исследования123456789101112Среднее значение температуры кожи (ИК)30,8331,4631,2231,0130,9831,1630,8030,4830,7830,2530,1630,29Дисперсия2,321,902,222,122,262,132,372,392,262,422,472,35Среднее значение глубокой температуры (РТМ)33,3133,8833,5133,6833,5233,4533,3933,1433,1332,4432,4432,24Дисперсия0,730,640,750,590,780,730,890,940,931,061,271,15

Таблица №3.
Среднее значение инфракрасного (ИК) и микроволнового (РТМ) датчиков температуры в различных точках голени у больных варикозной болезнью в положении лежа.Точка исследования123456789101112Среднее значение температуры кожи
(ИК)30.330,9531,5930,7630,9131,7830,931,0831,7431,0430,8731,68Дисперсия2,482,231,822,552,342,223,112,761,913,123,212,84Среднее значение глубокой температуры (РТМ)33,1833,733,9633,7033,6034,0333,6133,4433,6533,1833,133,47Дисперсия1,561,651,261,581,411,231,571,550,982,042,041,27

Таблица №4.
Среднее значение инфракрасного (ИК) и микроволнового (MB) датчиков температуры в различных точках голени у больных варикозной болезнью в положении стоя.Точка исследования123456789101112Среднее значение температуры кожи (ИК)30,1931,0431,7430,7230,8331,9630,8530.8831,6430,9030,6731,45Дисперсия3,242,522,512,292,442,122,502,492,352,732,531,95Среднее значение глубокой температуры (РТМ)33,2333,7333,9733,4633,4333,9133,3633,2333,5932,932,9133,04Дисперсия2,361,731,301,301,291,251,561,421,321,931,881,49

Таблица №14.
Результаты оценки различий в согласии между двумя методами.Методы, различие в согласии которых оцениваетсяИК и РТМИК и комбинированная термометрия (ИК+РТМ)РТМ и комбинированная термометрия (ИК+РТМ)Z- критерий1,5696,535,41р0,05<0,001<0,001

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для комбинированной термометрии при диагностике варикозного расширения вен нижних конечностей. Для этого последовательно измеряют температуру в симметричных точках задней поверхности голеней пациента в положении лежа и стоя поверхностным инфракрасным датчиком и глубинным микроволновым датчиком. Диагноз ставят при наличии следующих критериев: средняя инфракрасная температура голени выше, чем у здорового; осевой градиент инфракрасных температур в 1°С от самой высокой температуры в верхней трети голени до самой низкой в нижней трети голени отсутствует; имеется медиально-латеральный градиент инфракрасных температур, причем самые высокие температуры сосредоточены на медиальной поверхности голени; осевой градиент глубоких температур снижен в положении стоя и отсутствует в положении лежа; уменьшение и отсутствие осевого градиента глубоких температур, связанное с увеличением глубокой температуры по медиальной поверхности голени в средней и нижней трети. Способ позволяет увеличить чувствительность и специфичность термометрической диагностики варикозной болезни. 8 ил., 14 табл.

Способ диагностики варикозной болезни вен нижних конечностей с помощью термометрии, отличающийся тем, что измеряют температуру в симметричных точках задней поверхности голеней пациента в положении лежа и стоя поверхностным инфракрасным датчиком и глубинным микроволновым датчиком последовательно, при котором постановку диагноза осуществляют при наличии следующих критериев: средняя инфракрасная температура голени выше, чем у здорового; осевой градиент инфракрасных температур в 1°С от самой высокой температуры в верхней трети голени до самой низкой в нижней трети голени отсутствует; имеется медиально-латеральный градиент инфракрасных температур, причем самые высокие температуры сосредоточены на медиальной поверхности голени; осевой градиент глубоких температур снижен в положении стоя и отсутствует в положении лежа; уменьшение и отсутствие осевого градиента глубоких температур, связанное с увеличением глубокой температуры по медиальной поверхности голени в средней и нижней трети.