СПОСОБ РАСШИФРОВКИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕРМОГРАФИИ
METHOD OF DECIPHERING INFRARED IRRADIATION FROM HUMAN BODY SURFACE BY METHOD OF COMPUTER THERMOGRAPHY

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и физиологии, и может быть применено для исследования функционального состояния структур сегментарного, периферического и метасимпатического отделов вегетативной нервной системы.
Термин "сегментарный отдел вегетативной нервной системы" обозначает вегетативные структуры спинного мозга и вегетативные ганглии.
Термин "периферический отдел вегетативной нервной системы" обозначает симпатические сплетения кровеносных сосудов.
Термин "метасимпатический отдел" обозначает вегетативные сплетения и ганглии эндокринных и внутренних органов.
В связи с тем, что перечисленные вегетативные структуры имеют между собой тесные анатомические и функциональные связи по сегментарному типу, для уменьшения терминологической нагрузки в тексте дальнейшее их описание будет проводиться под объединенным термином "сегментарный отдел вегетативной нервной системы".
Разработка исследований в области физиологии вегетативной нервной системы связана с необходимостью более углубленного понимания причин возникновения различных болезненных состояний, а также изучения причин снижения и повышения адаптационных возможностей человека. При этом важная роль в регуляции разнообразных функций организма принадлежит сегментарному отделу вегетативной нервной системы. Однако до настоящего времени не существует доступного клиницистам метода его адекватного тестирования.
Известно, что температура поверхности тела является интегральной характеристикой, отражающей степень окислительно-восстановительных реакций и уровень кровообращения, которые, в свою очередь, зависят от состояния вегетативной нервной системы. Вследствие этого температура как маркер физиологических процессов в организме всегда привлекала внимание исследователей.
К настоящему времени составлена карта температурных полей человека [Драгун В.Л., Филатов С.А. Вычислительная термография: применение в медицине. - Минск, 1992. 232 с.]. Выявлено, что температура в симметричных участках должна быть одинаковой, а в проксимальных отделах конечностей выше, чем в дистальных.
Из указанной работы также следует, что исследований по выявлению связи между поверхностным инфракрасным излучением и функциональным состоянием вегетативных структур не проводилось.
Известен способ тепловизионного исследования при сосудистых поражениях нервной системы [Карлов В.А. и соавт. Ультразвуковая и тепловизионная диагностика сосудистых поражений нервной системы. - М., 1986. 175 с.]. При этом способе локальные изменения поверхностного инфракрасного излучения рассматриваются с позиций локального изменения тонуса сосудов или снижения кровообращения из-за органического сужения просвета сосудов. Однако данный способ расшифровки не учитывает роли периваскулярных симпатических сплетений, функциональная активность которых значительно выше, чем у гладкомышечных клеток сосудов, вследствие чего этим методом нельзя объяснить термографические феномены гипертермии и гипотермии на поверхности тела.
Близким к заявляемому способу по уровню технического решения является тепловизионное исследование инфракрасного излучения при остеохондрозе позвоночника [Колосов С.Н. Остеохондроз позвоночника: неврологические и тепловизионные синдромы. - Нижний Новгород, 2006. 212 с]. В данной работе поверхностное инфракрасное излучение расшифровывается как отражение уровня напряжения мышц и локального раздражения соматических нервных корешков. В то же время известно, что соматические нервные волокна не обладают электрической активностью на поверхности кожи [Иванов К.П. // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова 92(5): 578-592. 2006] и, следовательно, не могут обладать инфракрасной излучательной способностью.
Целью изобретения является разработка способа расшифровки поверхностного инфракрасного излучения человека, который отражает ведущую роль сегментарного отдела вегетативной нервной системы в локальной терморегуляции.
Поставленная цель достигается путем проведения компьютерного термографического (тепловизионного) обследования. При этом поверхность тела над спинным мозгом, вегетативными ганглиями, вегетативными сосудистыми сплетениями, вегетативными структурами эндокринных и внутренних органов рассматривается как их рецепторные поля, инфракрасное излучение которых в виде гипертермии и гипотермии напрямую отражает стадии функционального напряжения своей вегетативной структуры, а также органов, которые ими иннервируются.
Анализ более 8000 термограмм, проведенный автором настоящего изобретения, показывает полное совпадение локальных зон гипотермии и гипертермии с известной топографической проекцией на поверхности тела структур сегментарного отдела вегетативной нервной системы (фигуры 1-3). На фиг.1 изображена термограмма 1, на которой определяются: гипертермия верхнешейного (1) и нижнешейного (2) паравертебральных ганглиев, гипотермия нижнегрудных и поясничных паравертебральных ганглиев (3). На фиг.2 изображена термограмма 2, на которой определяются: гипотермия узлов солнечного сплетения (4) и нижнебрыжеечного ганглия слева (5). На фиг.3 изображена термограмма 3, на которой определяются: гипертермия узлового ганглия блуждающего нерва (6), синокаротидного узла (7), верхнешейного паравертебрального ганглия (1).
Отличительные признаки заявленного изобретения, а именно "… поверхность тела над спинным мозгом, вегетативными ганглиями… рассматривается как их рецепторные поля, инфракрасное излучение которых в виде гипертермии и гипотермии напрямую отражает стадии функционального напряжения своей вегетативной структуры, а также органов, которые ими иннервируются", являются существенными, поскольку позволяют более успешно решать задачи диагностики вегетативной нервной системы. Для специалиста данное изобретение явным образом не следует из уровня техники, что соответствует критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".
Выдвигаемое положение о прямой физиологической связи сегментарных вегетативных структур и участков кожи над ними также подтверждается следующими фактами:
1. Исследованиями Н.И.Гращенкова показано, что при раздражении узлов симпатической цепочки в коже образуются активные химические вещества симпатомиметического характера, которые участвуют в регуляции кожных рецепторов. Было установлено, что при одинаковых по силе, месту и продолжительности раздражениях возникает разный характер тактильных и болевых импульсов, появляются спонтанные болевые импульсы, возникают парабиотические состояния в кожных рецепторах. С помощью регистрации электрических потенциалов Н.И.Гращенков доказал и обратное влияние состояния кожных рецепторов на уровень возбудимости узлов пограничного ствола. Этими исследованиями доказано наличие двухсторонней связи между кожей и аппаратами вегетативной системы [Маркелов Г.И. Заболевания вегетативной нервной системы. - Киев, 1948. С.387].
2. Описан метод, который регистрирует электрическую активность симпатических волокон у человека с поверхности кожи. При этом подчеркивается, что соматические афферентные и эфферентные нервные волокна такой активностью не обладают [Иванов К.П. // Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова 92(5); 578-592. 2006].
3. Также известно, что при протекании ионных микротоков происходит выделение Джоулева тепла [Драгун В.Л., Филатов С.А. Вычислительная термография: применение в медицине." Минск, 1992. 232 с.].
4. Необходимость естественного возникновения температурных рецепторных полей на поверхности тела можно объяснить фактором терморегуляции, с помощью которого вегетативная нервная система путем локальных сосудистых реакций регулирует температуру органов и структур "ядра" тела. Так, известно, что повышение температуры в пищеводе ведет к повышению кровотока в коже предплечья, а повышение температуры в гипоталамусе ведет к повышению кровотока в коже кисти.
Исследование проводится в условиях температуры комфорта в помещении (21-22°°С). Перед исследованием пациент в течение 15 минут адаптируется к температуре помещения. Затем в положении стоя проводится термография передних, задних и боковых поверхностей тела, включая конечности. После этого в положении сидя (на крутящемся стуле без спинки) проводится запись термограмм головы - спереди и сзади, а также лица - справа и слева. Далее проводится анализ полученных термограмм на экране монитора компьютера по разработанному алгоритму (блок-схема 1). Анализируются изотермия, гипертермия, гипотермия относительно реперной точки. Реперной точкой служит инфракрасный излучатель с известной температурой или участок тела, температура которого измерена пирометром.
Для того чтобы правильно интерпретировать локальную температуру в свете излагаемого, необходимо исключать локальные повышения температуры вследствие конвекции, обусловленные воспалением кожи, воспалением поверхностных сосудов, злокачественными опухолями кожи, в проекции которых она будет выше 3 градусов относительно фоновой температуры.
Оценка функционального состояния вегетативных структур проводится по критериям теории парабиоза профессора Н.Е.Введенского [Виноградов М.И. Учение Н.Е.Введенского об основных нервных процессах. - М., 1952. С.47-139]:
1. Изотермия - нормальное функциональное состояние.
2. Гипертермия - первая стадия функционального напряжения, которая проявляется усилением возбуждения в нервной структуре с увеличением ее лабильности и функциональной активности.
3. Гипотермия - вторая стадия функционального напряжения или функциональный парабиоз, которая проявляется застойным возбуждением в нервной структуре с уменьшением ее лабильности и функциональной активности.
Доказательством соответствия гипотермии парабиозу служат исследования М.П.Березина, показавшие, что теплопродукция в парабиотической области составляет только 20-80% от исходной (цитируется по [Виноградов М.И. Учение Н.Е.Введенского об основных нервных процессах. - М., 1952. С.145]).
Внутри первой и второй стадий выделены "температурные коридоры", которые определяют четыре степени их функционального напряжения, включая физиологическое (блок-схема 2), что также для специалиста явным образом не следует из уровня техники и отвечает критериям патентоспособности "изобретательский уровень".
Предлагаемое изобретение позволяет улучшить качество диагностики методом компьютерной термографии.