Медицинское тепловидение

МЕДИЦИНСКОЕ 
ТЕПЛОВИДЕНИЕ

Е.Е. АЧКАСОВ, М.Г. ВОЛОВИК, 
И.М. ДОЛГОВ, С.Н. КОЛЕСОВ

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Министерство здравоохранения Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение 
высшего образования
«Первый Московский государственный медицинский университет 
имени И.М. Сеченова
(Сеченовский Университет)»

Рекомендовано Координационным советом по области образования 
«Здравоохранение и медицинские науки» в качестве учебного пособия 
для использования в образовательных учреждениях, реализующих программы 
дополнительного профессионального образования врачей.
Регистрационный номер рецензии: 582 ЭКУ от 17 января 2019 г.

УДК 616-079(075.8)
ББК 53.4я73
 
А97

 
Ачкасов Е.Е.
А97  
Медицинское тепловидение : учебное пособие / Е.Е. Ачкасов, 
М.Г. Воловик, И.М. Долгов, С.Н. Колесов. — Москва : ИНФРА-М, 
2020. — 218 с. — (Высшее образование: Специалитет). — DOI 10.12737/
text-book_5ce64de5707d59.18786697.

ISBN 978-5-16-015293-6 (print)
ISBN 978-5-16-107754-2 (online)
В учебном пособии последовательно изложены история развития, физические и физиологические основы, нормативно-правовое регулирование, методологические аспекты медицинского тепловидения. Подробно 
рассмотрены термосемиотика областей тела человека в норме и патологии. 
Представлены диагностические возможности тепловидения при патологических процессах в области головы и шеи, заболеваниях внутренних органов, сердечно-сосудистой системы, молочной железы, в урологии, ревматологии, гнойной хирургии, комбустиологии, неврологии, нейрохирургии, 
пластической хирургии, в оценке лучевых поражений при лучевой терапии 
злокачественных опухолей. Отражены перспективы развития медицинского тепловидения.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для обучающихся по программам дополнительного профессионального образования врачей, может быть полезно врачам 
функциональной диагностики, врачам-профпатологам, онкологам, пульмонологам, спортивным врачам, урологам, хирургам, нев  рологам, травматологам и врачам смежных специальностей.

УДК 616-079(075.8)
ББК 53.4я73

Р е ц е н з е н т ы:
Сахно Ю.Ф., доктор медицинских наук, заведующий кафедрой 
функциональной диагностики Медицинского института Российского 
университета дружбы народов Министерства здравоохранения Российской Федерации;
Абдулганеева Д.И., доктор медицинских наук, профессор,  заведующая кафедрой госпитальной терапии Казанского государственного 
медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации

ISBN 978-5-16-015293-6 (print)
ISBN 978-5-16-107754-2 (online)
© Ачкасов Е.Е., Воловик М.Г., 
Долгов И.М., Колесов С.Н., 2019

Авторы

Ачкасов Евгений Евгеньевич — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой спортивной медицины и медицинской реабилитации, директор Клиники медицинской реабилитации, профессор кафедры госпитальной хирургии Первого 
Московского государственного медицинского университета имени 
И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовского Университета), лауреат премии Президента 
РФ в области науки и инноваций;
Воловик Михаил Григорьевич — доктор биологических наук, 
ведущий научный сотрудник отделения функциональной диагностики Приволжского исследовательского медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации, 
руководитель экспертного отдела ООО «Дигносис»;
Долгов Игорь Маратович — доктор медицинских наук, врач 
по спортивной медицине Федерального научно-клинического 
центра спортивной медицины и реабилитации Федерального медико-биологического агентства, заместитель генерального директора ООО «Дигносис», лауреат Государственной премии РФ;
Колесов Сергей Никандрович — доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник отделения функциональной 
диагностики Приволжского исследовательского медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Список сокращений

АЗИ — автономная зона иннервации
АПК — аппаратно-программные комплексы
ВСИ — вегетативно-сосудистая ирритация
ВСУ — вегетативно-сосудистое угнетение
ИБС — ишемическая болезнь сердца
ИК — инфракрасный (-ая, -ое)
КРБС — комплексный регионарный болевой синдром
МК — мозговой кровоток
МКО — Международная комиссия по освещению
ПЭТ — позитронно-эмиссионная томография
РСД — рефлекторная симпатическая дистрофия
ТМО — твердая мозговая оболочка
ТПВ — тепловидение
ТТГ — тиреотропный гормон
ТЭС — термоэнцефалоскопия
УЗДГ — ультразвуковая допплерография
УЗИ — ультразвуковое исследование
ФДТ — фотодинамическая терапия
ХП — холодовая проба
ЭМГ — электромиография
ЭНМГ — электронейромиография

Введение

В какой бы части тела ни ощущался 
избыток тепла или холода, там болезнь 
и должна быть обнаружена.
Гиппократ, 400 г. до н.э.

Тепловидение — метод функциональной диагностики, более полувека успешно применяемый врачами во всем мире. Несомненные 
достоинства, такие как неинвазивность, безвредность, наглядность, 
простота и быстрота получения результатов при высокой информативности, привели к быстрому расширению сферы применения 
тепловидения в медицине.
Несомненна и бесспорна ценность в биомедицинских исследованиях современных методов визуализации живых объектов. Среди 
них рентгеновские, в том числе компьютерная томография и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), различные модификации 
магнитно-резонансной томографии, ультразвуковые, оптические, 
спектроскопические, электрофизиологические методы и многие 
другие. Однако помимо достоинств каждого из существующих 
методов картирования все они на практике в физиологических 
и в клинических исследованиях имеют те или иные ограничения.
Поэтому, несмотря на богатство инструментального обеспечения и возможность для некоторых из вышеназванных методов 
измерять температуру, тепловидение в медицине занимает свою 
нишу, определяемую не только длиной волны регистрируемого 
от тела излучения, но также рядом дополнительных возможностей: 
полной безвредностью, бесконтактностью, быстротой и простотой 
исследования при высокой диагностической информативности. 
При этом комплексное применение тепловидения с другими методами клинической и аппаратной оценки функционального состояния организма и его систем повышает его эффективность.
Исследуя распределение температуры по поверхности тела человека (терморисунок), можно выявить признаки большого количества разнообразных заболеваний, нередко на доклинической 
стадии, т.е. до появления жалоб больного. На сегодня разработана 
термосемиотика более 200 заболеваний.
Термографические исследования применяются в травматологии 
и ортопедии, спортивной медицине, медицинской реабилитации, 

оториноларингологии, комбустиологии, онкологии, нейрохирургии, неврологии, акушерстве и гинекологии, стоматологии, и т.д. 
Например, термодиагностика при скрининговом исследовании молочной железы позволяет заподозрить патологические процессы 
на доклинической стадии и выявить женщин, нуждающихся в дальнейшем обследовании и лечении.
Быстрая эволюция технических достижений в технологии инфракрасных (ИК) датчиков, обработка изображений, базы данных 
и системная интеграция открывают путь для новых методов исследования и использования в медицине инфракрасной визуализации. 
Эти прорывы позволяют эффективно использовать высокочувствительную аппаратуру, с помощью которой можно решать ключевые 
проблемы диагностики, прогноза и мониторинга лечения. Новый 
уровень диагностической стандартизации позволяет, в свою очередь, еще шире использовать ИК-визуализацию как конкурентоспособный и экономически выгодный, неинвазивный, безопасный 
диагностический метод.
Медицинское тепловидение сегодня является продуктом многих 
новых и ярких идей, концепций и технологий, которые обусловливают более широкое внедрение метода в скрининг-диагностику, 
мониторинг лечения и прогноз течения множества заболеваний, 
основой чего является понимание механизмов теплопродукции 
и терморегуляции в живом организме. Динамическое тепловое 
изображение, важная роль тепловидения в мультимодальных системах визуализации и передовые технологии машинной обработки 
изображений — вот только некоторые из ключевых достижений 
современной науки и техники, которые делают вспомогательную 
ИК-информацию все более актуальной. С их помощью функциональная ИК-визуализация может определять значимость, стадийность и прогрессирование заболеваний, предупреждать возникновение осложнений. Получение эффективных, достоверных и воспроизводимых результатов обеспечивается не только высокими 
технологиями, но и грамотным методологическим подходом, стандартизацией, калибровкой и разработкой детальных протоколов 
тепловизионных измерений.
Современная медицинская ИК-визуализация предоставляет 
медицинскому сообществу высокоэффективные инструменты для 
использования метода в клинике.

Глава 1.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОВИЗИОННОЙ 
ТЕХНИКИ И МЕДИЦИНСКОГО ТЕПЛОВИДЕНИЯ

1.1. ОТКРЫТИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

На существование невидимых глазом тепловых лучей указывал 
еще в 1791 г. французский философ и физик Пьер Прево. Однако 
честь их открытия принадлежит английскому физику Уильяму 
Гершелю (рис. 1.1). Изучая в 1800 г. тепловые свойства различных 
компонентов спектра, он обнаружил, что наибольшее нагревание 
термометра происходит на границе и за пределами красной части 
видимого спектра. Это невидимое излучение, нагревающее термометр, В. Гершель назвал «термометрическим спектром», позже оно 
получило название «инфракрасное» (ИК) излучение, т.е. лежащее 
за красной частью видимого спектра света.

Рис. 1.1. Английский астроном Уильям Гершель (1783–1822)

Создание первой так называемой тепловой картины стало возможным в 1840 г. в результате работ сына Уильяма Гершеля — сэра 
Джона Гершеля. Получение изображения основывалось на раз

личной скорости испарения тонкой пленки масла под воздействием 
сфокусированного на ней теплового излучения и наблюдении интерференционной картины в отраженном свете. Сэру Джону Гершелю удалось также получить примитивную запись тепловой картины на бумаге, которую он назвал термограммой (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Сэр Джон Гершель (1792–1871) (слева) и термограмма солнечного 
излучения, полученная Д. Гершелем в 1840 г. (справа)

В 1832 г. Фарадей высказал предположение о существовании 
электромагнитных волн. В 1865 г. Максвелл теоретически доказал, 
что электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью света, из чего ученый сделал вывод, что и свет представляет собой, по существу, электромагнитные волны. В 1888 г. Герц 
в опытах подтвердил правильность теории Максвелла.
Эти открытия позволили доказать, что рентгеновские лучи, 
гамма-лучи, ультрафиолетовые лучи, лучи, формирующие видимый 
спектр света, инфракрасные и радиоволны различных диапазонов 
длин волн (миллиметровый, сантиметровый, дециметровый, метровый) — все это есть электромагнитные колебания различной 
частоты и длины волны.

ЗАПОМНИТЕ! Инфракрасное излучение (ИК-излучение, ИКлучи) — это вид электромагнитного излучения, занимающий спектральную область от конца красного цвета видимой части света (длина 
волны 0,78 мкм) до коротковолнового радиоизлучения (с длиной 
волны 1000 мкм).

Весь диапазон инфракрасного излучения условно делят на три 
области: коротковолновое (ближнее), средневолновое (среднее) 
и длинноволновое (дальнее) ИК-излучение (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Распределение спектра инфракрасного излучения на диапазоны 
согласно классификации Международной организации 
по стандартизации (схема ISO 20473)

Наименование диапазона
Аббревиатура
Длина волны

Ближний инфракрасный 
диапазон
(коротковолновое излучение)

NIR
0,78–3 мкм

Средний инфракрасный диапазон
(средневолновое излучение)

MIR
4–50 мкм

Дальний инфракрасный диапазон
(длинноволновое излучение)

FIR
51–1000 мкм

ЗАПОМНИТЕ! Инфракрасное излучение также называют тепловым излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых 
предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. 
При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры 
нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше 
интенсивность излучения.

Согласно закону смещения Вина длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, 
обратно пропорциональна его абсолютной температуре. С повышением температуры максимум энергии излучения смещается 
в сторону более коротких волн. Закон Вина, получаемый из уравнения Планка путем дифференцирования, как и закон Стефана-Больцмана (связывающий излучение и температуру объекта), выполняется и для серых тел, каковым является тело человека.
Эти законы лежат в основе создания тепловизионной техники: 
измеряя излучение тел, можно определять их температуру.
Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, 
слой воды в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с  = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет 

большую часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, 
около 50% излучения Солнца.

1.2. ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ МЕДИЦИНСКОГО 
ТЕПЛОВИДЕНИЯ

Гиппократ писал в 400 г. до н.э.: «В какой бы части тела ни ощущался избыток тепла или холода, там болезнь и должна быть обнаружена». Древние греки погружали тело во влажную грязь, и область, которая высыхала быстрее, указывала им на местное проявление болезни.
До восемнадцатого века использование руки и термометров 
оставалось единственным способом измерения тепла, исходящего 
из тела, и до сих пор мы все еще полагаемся на контактные термометры при проведении медицинского обследования. Начиная с новаторской работы доктора Карла Вундерлиха в 1868 г., где он изложил основные принципы регистрации температуры и ее значение 
в исследовании и лечении лихорадки, измерение температуры тела 
человека сыграло заметную роль в медицине. Знание о динамике 
температуры тела при заболеваниях, отмечал Вундерлих, очень 
важно для практикующих врачей, а в ряде случаев незаменимо, ибо:
 
• температура не может быть ни притворной, ни фальсифицированной;
 
• конкретные значения температуры указывают на то, что есть лихорадка;
 
• степень превышения нормальных границ температуры часто 
указывает на тяжесть и опасность заболевания;
 
• термометрия наиболее быстро и безопасно отслеживает любые 
отклонения от контролируемого течения заболевания, обнаруживая как рецидивы, так и улучшения;
 
• термометрия может использоваться для оптимизации тактики 
лечения.
Термометрия медленно развивалась от раннего термоскопа Галилея (1592) к более удобным калиброванным шкалам польско-немецкого физика Фаренгейта (1724) и шведского ученого Цельсия 
(1742) (рис. 1.3). Шкала Фаренгейта в настоящее время широко 
используется только в США. Единица измерения температуры 
Кельвин названа в честь одного из основателей термодинамики, 
британского физика Томсона (лорда Кельвина), предложившего 
термодинамическую шкалу температур, где начало (0K) совпадает 
с абсолютным нулем (температура, при которой прекращается хао