Teletermografia: princípios físicos, fisiológicos e fisiopatológicos da produção da imagem e suas indicações na clínica de dor e reabilitação

Texto integral de autoria do
Prof Dr Antônio Carlos de Camargo Andrade Filho


Sumário Este artigo faz uma revisão bibliográfica, da história e faz uma atualização sobre a teletermografia suas bases físicas, fisiológicas e fisiopatológicas. Também dá uma visão sobre as indicações deste exame na clínica de dor e medicina de reabilitação.
Palavras chave: Termografia, infravermelho, teletermografia, dor, reabilitação

A história da termometria humana e da detecção do infravermelho A associação entre temperatura e doença já é mencionada nas primeiras referencias na história da humanidade. O livro Deuteronimia de 1500 AC refere sobre febre e inflamação (The Bible 1), (Ring). Ao redor de 460 AC Hipócrates (O Livro dos Prognósticos) mencionava a importância da avaliação da temperatura das mãos, pés, face, lábios e ouvidos e descrevia as manifestações febris nas suas formas maligna, benigna, aguda, terçã etc.

As observações iniciais das variações térmicas de pessoas doentes só podiam ser feitas pelo toque manual. Galeno (130-200 AC) sugeriu que o calor do corpo seria produzido pela biocombustão dos alimentos. A literatura relata como as primeiras tentativas de mensurações da temperatura foram feitas por Galileo, por volta de 1592, com um tubo de vidro onde se observavam as dilatações dos líqüidos contidos de acordo com as variações térmicas ao redor.

Áreas de hipotermia correspondentes à dor relatada pelo paciente. Diagnosticada síndrome do piriforme. Hipotermia difusa acometendo todo o membro superior esquerdo. LER em fase crônica com hiperatividade simpática.

Em 1665, Huygens, um cientista alemão, propõe a primeira escala padrão de temperatura para o ponto de fusão e o ponto de ebulição da água. O dinamarquês Roemer, em 1702, começou a utilizar a escala padrão proposta por Huygens em um tubo de vidro fechado e seis anos mais tarde Gabriel Fahrenheit colocou seu ponto de fusão do gelo em 32 graus e o ponto de ebulição da água em 212 graus. Anders Celsius em 1742 propôs sua escala sendo 100 graus para o ponto de fusão do gelo e zero grau para o ponto de ebulição da água e em 1750, Linnaeus inverteu esta escala - que permanece até hoje. Na mesma época, George Martine publicou um importante trabalho sobre a temperatura normal do corpo humano.

Só em 1870, Carl Wunderlich, médico alemão, faz pesquisas e publica seus achados sobre a temperatura normal e anormal relacionada a patologias. Por volta de 1620, Francis Bacon concluiu que havia um calor radiativo distinto da luz e que poderia ser filtrado pelo vidro.

Em 1800, Sir William Herschell - músico e astrônomo - descobriu, no observatório da sua casa em Bath, Inglaterra, a radiação térmica do infravermelho, a partir de estudos das temperaturas das faixas espectrais da luz visível. Notou que abaixo do vermelho visível encontrava-se uma radiação invisível muito poderosa em termos caloríficos a qual chamou "calor escuro". O filho de Williams Herschell, John F. W. Herschell foi quem pela primeira vez fez uma imagem termográfica reportando isto nos Proceedings of the Royal Society em 1840.

Durante a II Guerra Mundial houve o desenvolvimento da tecnologia da detecção do infravermelho para estrito uso militar. No final dos anos cinqüentas foi liberada a tecnologia para pesquisa visando uso civil, mas ainda sob severa vigilância e restrições. O fisiologista e físico Harvey foi o pesquisador que fez referências ao corpo humano como "corpo negro" de irradiação de infravermelho.

Em 1960, Lloyd Williams, na revista Lancet, chamou a atenção sobre as possibilidades da utilização da detecção e mensuração da radiação do infravermelho com finalidades diagnosticas em medicina.


Introdução A Termografia foi exame muito preconizado na década de setenta para a detecção de tumores malignos do seio, outros tumores superficiais e de partes moles, patologias articulares inflamatórias, vasculopatias e outras aplicações menos freqüentes, mas caiu em desuso em decorrência de dois fatores: avanços da técnica da mamografia, maior base instalada de aparelhos radiológicos, maior experiência dos radiologistas para a visualização das imagens mamográficas a obtenção dos termogramas de forma estática e sua leitura nos mesmos moldes dos exames radiológicos.

Esta tecnologia, sempre teve muito cerceamento para desenvolver-se em decorrência de sua ampla utilização no âmbito militar, em câmaras, binóculos e outros artefatos de vigilância noturna, detetores de mísseis em aviões, sensores das "cabeças" dos mísseis terra-ar, sensores de satélites espiões e dos satélites de observação meteorológica. Este cerceamento, ao uso civil e médico da termografia, contribuiu para um menor emprego e evolução da termografia no campo médico.

A partir de meados dos anos oitenta, com o advento dos computadores mais velozes e de programas mais poderosos no processamento de dados e principalmente de imagens complexas foi possível compreender que o termograma deveria ser visto como um exame funcional e dinâmico e não como um exame radiológico convencional que é anatômico e estático. Os Estados Unidos da América através da FDA (Food and Drug Administration) reconhecem a teletermografia por infravermelhos, como um meio auxiliar diagnóstico válido para a prática médica.


Modalidades de exames termográficos

Temos dois tipos de equipamentos para obtermos imagens termográficas: termografia de contato e por infravermelhos; a termografia de contato utiliza-se de membranas flexíveis em camadas duplas preenchidas com cristais de colesterol líquido, presas a uma moldura, que quando em contato com a pele mudam a coloração dos cristais de acordo com a temperatura da região examinada.

A termografia de contato não é muito aceita devido ao exame estar muito sujeito a artefatos e erros, sendo difícil a reprodução dos posicionamentos da membrana em contato com a área examinada e uniformidade da pressão exercida pelo examinador, o que não acontece com a teletermografia por infravermelhos que é a outra modalidade e a mais utilizada. Esta última recebe o nome de teletermografia devido a mensuração térmica das regiões examinadas ser feita à distância do paciente.


Princípios Físicos da teletermografia

O exame teletermográfico é feito a partir de imagens produzidas por uma câmara de TV com capacidade de varredura de toda, ou de segmentos da superfície corporal, captando a irradiação do infravermelho, com detetores especiais, na faixa de 3-5, ou 8-12 micrômetros (ao nível da pele na faixa de 30 a 34 graus Celsius). A sensibilidade térmica do sistema é para variações de 0,05 à 0,1 grau Celsius da temperatura corporal. O grande valor do exame reside no fato das imagens serem funcionais e dinâmicas, pois o exame possibilita o estudo da fisiologia ou fisiopatologia do paciente no momento que está sendo "filmado".

Os detetores de infravermelho utilizados, nas câmaras, atualmente são: de antimoneto de Indiun, arceneto de Galiun, telureto de Mercúrio e os mais recentes são, na verdade, "chips carregados" (CCD coupled charged divice), sensíveis ao infravermelho, extremamente rápidos, que possibilitam varredura em tempo real e consequentemente necessitam de computadores, ou sistemas acoplados com vídeo tape que possibilitem também a análise das imagens em tempo real.


Análise computacional das imagens obtidas

O programa, (software de termografia médica), faz o arquivamento das imagens em seqüências dinâmicas (tipo filmes) com 16 imagens na freqüência de 2 segundos, no caso de serem obtidas com os detetores de antimoneto de Indiun, com posterior possibilidade de análise estática (qualitativa e quantitativa) e também dinâmica das imagens por pontos ou por área das regiões corporais de interesse, ou que apresentem alguma anomalia ou suspeita de alteração térmica (distúrbio da emissividade do infravermelho).

Os programas (softwares) mais novos possibilitam análises estatísticas estáticas, dinâmicas, com histogramas comparativos de áreas, pontos e "cortes" de superfícies que estão sendo examinadas e isto aumenta a sensibilidade e confiabilidade do auxílio diagnóstico, ou nas comparações seqüenciais que se fazem nos seguimentos de prevenção, ou de terapias de moléstias.


Bases fisiológicas e fisiopatológicas da imagem teletermográfica A dissipação do calor (energia térmica) corporal, em grande parte, faz-se por radiação infravermelha dependente do fluxo e volume sangüíneo circulatório subcutâneo. Este calor vem, principalmente, da atividade metabólica muscular e dependendo da fase alimentar que encontra-se a pessoa, pode ser, em menor parcela, da atividade metabólica visceral.

Mais de 90% do suprimento sangüíneo da pele passa por arteríolas com diâmetro < 0,3 mm, diretamente ligadas ao plexo venoso (shunts), para regular a temperatura corporal e apenas 10% é para o sistema capilar que nutre a pele. Essas pontes venosas (shunts) subcutâneas estão ligadas ao tecido muscular e terão maior ou menor comprimento, dependendo da espessura do tecido adiposo e fazem um fluxo de contracorrente com o sistema arteriolar, que por sua vez serve para dar maior equilíbrio térmico do sangue, devido a troca térmica existente entre vênulas e arteríolas.

Ao redor de 3 a 4% do débito cardíaco normalmente é para o fluxo cutâneo e em condições de estresse pelo calor, o fluxo pode ser aumentado em até 10 vezes e o fluxo sangüíneo na rede de capilares da nutrição cutânea pode ter apenas 1%. O fluxo sangüíneo da rede arteriolar e venular subcutânea é controlado pelo sistema nervoso simpático, (noradrenalina), diminuindo-o e consequentemente decrescendo a emissividade do infravermelho. Portanto, qualquer patologia que afete direta ou indiretamente o sistema nervoso simpático provocará diminuição da emissividade do infravermelho, (hipotermia) e em caso de falência deste ocorrerá aumento do fluxo sangüíneo e conseqüente aumento da emissividade.

Nos casos de patologias dolorosas de origem inflamatória neurogênica, infecciosas ou não, ocorrerá ao nível das terminações nervosas do tipo C a liberação de substância P (SP), ou no endotélio capilar ou dos macrófagos, a produção e ou liberação do óxido nítrico produzindo intensa vasodilatação e conseqüente aumento significativo da emissividade do infravermelho, (hipertermia).

Nas patologias inflamatórias por trauma, reumáticas ou infecciosas teremos a produção e liberação das prostaciclinas e bradicinina, potentes vasodilatadores que por sua vez liberarão SP e óxido nítrico. Teremos também alterações hipertérmicas, ou hipotérmicas em patologias específicas que atinjam direta ou indiretamente o sistema venoso, arterial e, ou microvascular.


Dinâmica normal e patológica da emissividade do infravermelho

A emissividade do infravermelho, a partir das superfícies cutâneas, não ocorre de maneira constante e uniforme, tendo uma pulsatividade com freqüências e amplitudes conhecidas. A pulsatividade na emissão do infravermelho é dependente das freqüências Termorregulatórias(FTR) do sistema nervoso periférico e do sistema microvascular subcutâneo e essas freqüências oscilam de 60 a 1600 Hz e as variações para acima ou abaixo destes limites estão relacionadas a patologias que interferem com as funções daqueles sistemas.


Características e condições técnicas para o exame

A teletermografia é um exame dependente do examinador, embora muitos centros utilizem técnicos especializados para a obtenção das imagens. É de grande sensibilidade e sua acuracia tem aumentado muito ultimamente em decorrência do conhecimento da dinâmica da emissão do infravermelho do corpo humano, avanços e melhorias dos programas (softwares), dos computadores e das câmaras.

O exame deve ser feito em salas climatizadas com temperaturas estabilizadas na faixa de 18,5 graus Celsius para exames vasculares e na faixa de 22 a 25 graus para os exames do sistema nervoso periférico e simpático.

É um exame totalmente indolor, muito sensível para auxílio a diagnósticos médicos e triagem em muitas especialidades. Não causa malefício para o paciente, pois não emite nenhuma radiação, apenas mede o infravermelho que o corpo irradia e pode até ser repetido inúmeras vezes. Suas alterações orientam o médico para o diagnóstico precoce, prevenção de doenças e tratamento.


Indicações para o uso da Teletermografia dinâmica na Clínica de Dor e de Reabilitação
  • Dores agudas e crônicas de origem desconhecida, como auxílio ao diagnóstico;
  • Doenças circulatórias dos diabéticos, fumantes, arterioscleroses, flebites, tromboses e doenças microcirculatórias; prevenção de complicações da circulação;
  • Doenças dos nervos, infamações dos nervos, neurites: neuropatias inflamatórias e infecciosas; neuropatias e polineuropatias dos diabéticos; acompanhamento de tratamento e recuperação (reabilitação);
  • L.E.R. (Lesões de Esforços Repetitivos) com grande sensibilidade tanto na fase aguda como crônica; 
  • Doenças e dores crônicas dos músculos e tendões;
  • Doenças inflamatórias articulares e seguimento dos efeitos dos tratamentos nas artrites e artroses;
  • Doenças do tendões (tendinites) e bursas (bursites) aguadas e crônicas, para diagnóstico e acompanhamento do resultado do tratamento; dores crônicas de atletas para auxílo diagnóstico;.
  • Dores crônicas da coluna; diferenciação de enxaquecas ciruculatórias, das outras dores de cabeça;
  • Auxilio diagnóstico nas neuralgias e dores faciais; 
  • Auxilio diagnóstico nas neuropatias sensitivas e simpáticas dos diabéticos ; 
  • Auxilio diagnóstico e prognóstico nas angiopatias e microangiopatias dos diabéticos ;
  • Prevenção e seguimento das úlceras plantares dos diabéticos e hansenianos e nas lesões esportivas agudas e crônicas.
  • Diagnóstico diferencial nos casos de dor psicogênica e do paciente simulador;
  • Dores de manutenção simpática subjacentes as dores fantasmas , dores pós-traumas e ou neuropática;
  • Quantificação da atividade simpática na Distrofia de Sudeck e na Causalgia pré e pós tratamento e no seguimento do paciente;
  • Pesquisa médica: medir resultados de tratamentos e testes de efeitos de medicações de efeitos locais, regionais, ou no corpo todo.

Referências
  • Ring, E.F.J.: INFRARED IMAGING, The history of Thermal Imaging. Thermologie Österreich Heft 4 (October) 159-160, 1994.
  • Abernathy, Margareth; Uematsu, Sumio; Medical Thermology, 1986, American Academy of Thermology, Georgetown University, Washington, DC, U.S.A. . 
  • Anbar, Michael; Quantitative Dynamic Telehermometry in Medical Diagnosis and Management, 1994, CRC Press, Boca Raton, Florida, U.SA..
  • Harding, J.R., Wertheim, D.F., Williams, R.J. , Melhuish, J.M., Banerjee, D., Harding, K.G.: Infrared imaging in diabetic Foot Ulceration. European Journal of Thermology 8: 145-1998.
  • Ammer, K. Ring, E. F. J. The Thermal Image in Medicine and Biology, Uhlen Verlag, Wien, 1995.
  • Woodrough, R. E. Medical infrared thermography, principles and practice, Cambridge University Press, 1982.