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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
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Sumário
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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
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A história da termometria humana e da detecção
do infravermelho
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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.
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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.
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Introdução
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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.
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Modalidades de exames termográficos
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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.
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Princípios Físicos da teletermografia
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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.
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Análise computacional das imagens obtidas
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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.
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Bases fisiológicas e fisiopatológicas da imagem
teletermográfica
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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.
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Dinâmica normal e patológica da emissividade do
infravermelho
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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.
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Características e condições técnicas
para o exame
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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.
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Indicações para o uso da Teletermografia dinâmica
na Clínica de Dor e de Reabilitação
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- 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.
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Referências
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- 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.
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