Тепловизионная скрининг-диагностика. Болезни щитовидной железы. Атлас термограмм

    МЕДИЦИНСКОЕ ТЕПЛОВИДЕНИЕ





И.М. Долгов, М.Г. Воловик


            ТЕПЛОВИЗИОННАЯ


      СКРИНИНГ - ДИАГНОСТИКА


Болезни щитовидной железы
АТЛАС ТЕРМОГРАММ









Москва, 2020

    УДК 616.441 ББК 54.15я6
         Д64




               Рецензенты:
               Меньков А.В. - доктор медицинских наук, профессор кафедры общей, оперативной хирургии и топографической анатомии им. А. И. Кожевникова Приволжского исследовательского медицинского университета (ФГБОУ ВО «ПИМУ») Минздрава России.
               Сахно Ю.Ф. - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой функциональной и лучевой диагностики факультета непрерывного медицинского образования Медицинского института Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский университет дружбы народов» (ФГАОУ ВО «РУДН») Минобрнауки России.











          И.М. Долгов, М.Г. Воловик
          Тепловизионная скрининг-диагностика. Болезни щитовидной
    Д64 железы : Атлас термограмм / И.М. Долгов, М.Г. Воловик.
          - Москва : Дигносис : Паблит, 2020. - 52 с.


                ISBN 978-5-6044658-2-0




УДК 616.441 ББК54.15я6


    ISBN 978-5-6044658-2-0

     Введение


      Доля больных с патологией эндокринной системы постоянно увеличивается во всех экономически развитых странах мира. В структуре всех эндокринных заболеваний второе место после сахарного диабета принадлежит различным заболеваниям щитовидной железы (ЩЖ). Это один из серьезных вызовов мировому сообществу, являющийся приоритетом национальных систем здравоохранения (таблица 1).

Таблица 1.

Абсолютные числа  На 100000 всего населения  
 2017     2018     2017         2018        
3411495  3493590  2323,2       2378,5       

             Таблица 1. Динамика прироста болезней щитовидной железы в Российской Федерации*

      На сегодняшний день одной из проблемных тем в эндокринологии остаются варианты дисфункции ЩЖ, которые относятся к категории субклинических форм: субклинический тиреотоксикоз и гипотиреоз.

      По существующим в литературе данным, общая распространённость субклинического гипертиреоза (не считая незарегистрированных случаев манифестного тиреотоксикоза, встречаемость которого по минимальным подсчётам в 1,5-2 раза превышает официальную статистику), варьирует от 1,0 до 9,7% в зависимости от региона, при этом она наиболее высока среди лиц старше 50 лет и является серьезной медицинской проблемой, ассоциированной с повышенной смертностью, риском фибрилляции предсердий, слабоумием, болезнью Альцгеймера, потерей костной массы.

      Распространённым состоянием является гипотиреоз. Манифестный гипотиреоз встречается у 0,2-2% населения, субклинический - у 4-10% (у пожилых - 7-26%). Столь высокая распространённость определяет медико-социальное значение гипотиреоза. Самой частой причиной данной патологии является аутоиммунный тиреоидит (АИТ).


* Александрова Г.А., Поликарпов А.В., Голубев Н.А., Оськов Ю.И. и др. Заболеваемость всего населения России в 2018 году. Статистические материалы. Часть III. М.: Департамент мониторинга, анализа и стратегического развития здравоохранения Минздрава Российской Федерации, ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения» Минздрава Российской Федерации. 2017. Доступно по: http:// mednet.nVrniac/meditsinskaya-statistika

3

       Методом скрининга патологии ЩЖ в настоящее время является определение содержания тиреотропного гормона (ТТГ), что, к сожалению, не входит в набор обязательных осмотров и исследований комплекса диспансеризации населения.
       Раннее выявление и лечение бессимптомных лиц с аномальными уровнями ТТГ в сыворотке крови с аномальными уровнями Т4 или без них может быть полезным, поскольку оно может предотвратить долговременную заболеваемость и смертность от переломов, рака или сердечно-сосудистых заболеваний.*

       В рамках повышения эффективности поиска патологии ЩЖ мы предлагаем рассмотреть использование медицинского тепловидения, некоторые направления которого уже представлены в номенклатуре медицинских услуг.
       Медицинское тепловидение - метод регистрации теплового излучения тела человека в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн (8-14 мкм) с помощью специального прибора - тепловизора, преобразующего интенсивность теплового потока от поверхности объекта в матрицу температур, визуальный образ которой привычен глазу и доступен анализу и интерпретации. Формирование тепловизионной картины на поверхности кожных покровов является результатом взаимодействия локальных и центральных механизмов терморегуляции. Распределение температур на поверхности тела меняется при любом местном изменении кровотока или метаболизма (при наличии опухоли, воспаления, нагноения, локальных нарушений кровоснабжения и т.п.), поэтому тепловидение -один из немногих современных методов визуализации, отражающих не морфологические, а функциональные изменения в области интереса.

       К безусловным достоинствам тепловидения относятся:
       - безвредность и, соответственно, отсутствие любых противопоказаний;
       - получение результата путем прямого измерения;
       - панорамность и возможность динамических измерений;
       - визуализация и выдача результата в режиме реального времени;
       - удобство и оперативность применения;
       -       накопленная база данных с описанной термосемиотикой более 150 заболеваний у взрослых и детей;
       - экономическая доступность и долговечность оборудования;
      - низкие эксплуатационные затраты и отсутствие расходных материалов.

* LeFevre ML, on behalf of the U.S. Preventive Services Task Force. Screening for Thyroid Dysfunction: U.S. Preventive Services Task Force Recommendation Statement. Ann Intern Med. 2015;162:641-650.
 doi: https://doi.org/10.7326ZMl 5-0483

4

      В условиях практического здравоохранения это позволяет:
      -       использовать метод как скрининговый, легко встраиваемый в любой контекст процесса диспансеризации;
      -       проводить обследование пациентов в любом возрасте и состоянии неограниченное количество раз для диагностики, прогноза течения заболевания и контроля эффективности его лечения;
      -       оценивать эффект конкретных воздействий на пациента непосредственно после их применения, в частности, при физиолечении, фармакотерапии и т.д.

      Богато васкуляризированная ЩЖ, находящаяся практически непосредственно под кожными покровами на легко доступном для обследования участке тела, представляет собой идеальный орган для тепловизионной диагностики, а накопленные за последние десятилетия данные свидетельствуют о том, что различия в метаболизме железы в «норме» и при патологии (различные варианты гипер- и гипофункции) проявляются нюансами распределения температуры в проекции ЩЖ, что надежно фиксируется современной тепловизионной техникой, имеющей высокую температурную чувствительность (от 0,025°С) и достаточное разрешение (от 320x240 до 1280x960 и более пикселей) для визуализации самых тонких изменений на термограмме.

     Протокол тепловизионного обследования
     Существующий в настоящее время консенсус (The Glamorgan Protocol for recording and evaluation of thermal images of the human body, 2008) предусматривает определенные условия проведения тепловизионного обследования (с целью максимально возможного исключения внешних и внутренних воздействий, способных повлиять на результат обследования), а именно:
     -     температура в помещении 22-24°С, отсутствие потоков горячего или холодного воздуха и прямых солнечных лучей;
     -     предварительная адаптация в течение 10-15 минут с открытыми кожными покровами в области интереса;
     -       приостановка использования парфюмерных средств и проведения физиотерапевтического лечения на область исследования за 12-24 часа;
     -     не ранее, чем через 2-3 часа после приёма пищи, курения и физических нагрузок.

     Правила выполнения исследования ЩЖ:
     - проекция - анфас,
     - плоскость объектива камеры параллельна передней поверхности шеи, - голова запрокинута назад.


5

     Правильное положение (Рис.1) головы повышает информативность исследования, минимизируя влияние окружающих тканей и органов и особенностей анатомического строения передней области шеи: глубина яремной вырезки, характер кожного покрова (особенно у пожилых людей и людей с избыточным весом), выраженность мышечных структур и подкожной клетчатки, ход сосудов на шее.

Рис. 1 Положение головы при ТПВ исследовании ЩЖ:
1,2- правильное; 3,4 - неправильное.


     При правильном положении головы и соблюдении требуемой проекции съемки верхний край термограммы должен быть примерно на уровне подбородка, нижний край - приблизительно на уровне середины рукоятки грудины (Рис.2).
     При такой съемке тепловизорами с матрицами высокого разрешения площадь проекции ЩЖ составляет примерно 2000 пикселей, что является достаточным для проведения количественного анализа зоны интереса на термограмме и выработки заключения.


6

Рис. 2 Термограмма правильной позиции при съемке.

    Методика анализа изображений


     Для формирования обоснованного суждения о наличии/отсутствии тепловизионных признаков патологии ЩЖ необходимо соблюдение ряда правил.
     1. Выбор области интереса адекватно проекции ЩЖ.
Мы исследовали область в проекции ЩЖ между сосудистыми и мышечными структурами (Рис.З).

Рис. 3 Область интереса на передней поверхности шеи в проекции ЩЖ

     2. Определение тепловизионных критериев нормы/патологии.
     На сегодняшний день опубликовано достаточно много исследований, посвященных определению тепловизионных показателей «нормы/патологии», причем акценты сделаны как на выявлении критериев возможной злокачественной трансформации ЩЖ, так и на выявлении пациентов с заболеваниями ЩЖ в рамках перспективного скрининга.
     Нами в качестве такого критерия была исследована разность (АТ) температур между максимальной и минимальной температурой на термограмме в проекции ЩЖ. Показатель изучен у 1400 человек обоего пола, возраст от 17 до 70 лет, с подтвержденным (УЗИ, анализы крови) состоянием нормы или патологии ЩЖ.

7

     Выявлено, что у пациентов с подтвержденной патологией ЩЖ среднее значение АТ составило 1,65±0,53°С, у обследованных с подтвержденным отсутствием патологии ЩЖ - 0,98±0,23°С, разница достоверна (р<0,05).
      Для проверки корректности модели и уточнения характера изменения чувствительности и специфичности предложенного диагностического теста был применен ROC-анализ.
     Точность прогноза для модели в целом (площадь под кривой, OFC - Overall Fraction Correct) составила 0,922 (95% ДИ 0,908; 0,935), р<0,001; то есть качество модели - «отличное». Значение АТ равное 1,21 °C явилось оптимальным порогом отсечения с максимальными значениями чувствительности (Se) 79,8% и специфичности (Sp) 83,3%.*

     Перед знакомством с материалом мы просим Вас обратить внимание на следующее:
     1.     Тепловизионными признаками патологии могут быть локальные зоны гипер- и/или гипотермии («холодные» и «горячие» очаги) (Рис.4). В то же время, их обнаружение (как и любого симптома) не равнозначно диагнозу, но повод задуматься о возможных нарушениях. Нередкое сочетание обоих признаков, возможно, связано с неравномерностью функционирования различных сегментов ЩЖ.
     При формировании заключения по термограмме значение АТ (если оно было равно или более 1,2°С), трактовалось как признак нарушения функции.


                            Тепловизионный признак «локальная гипертермия» («горячий очаг». Такой терморисунок присутствует (в разной интенсивности) преимущественно у

                           пациентов с гиперфункций ЩЖ



                            Тепловизионный признак «локальная гипотермия» («холодный очаг»). Такой терморисунок присутствует (в разной интенсивности) преимущественно у пациентов со сниженной функцией ЩЖ


          Рис. 4 Термограммы с тепловизионными признаками «локальная гипертермия» и «локальная гипотермия»


 * Долгов И.М., Воловик М.Г., Никитина О.В., Шкурат Т.П. Тепловизионный скрининг щитовидной железы: как нам отличить норму от патологии // Медицинский алфавит. 2019. Т 3, № 29 (404). С: 32-39.

8

     2.     При соблюдении правил съемки возможен корректный анализ градиента (и, соответственно, оценка функции ЩЖ) у пациентов любого пола, возраста и комплекции (форма грудной клетки, избыточный вес).
    3.     Описание и заключения УЗИ получены из разных медицинских учреждений, поэтому возможны различия в стиле и трактовке изменений в ЩЖ.
    4.     В рамках сформулированной задачи оценить возможности использования тепловидения для скрининга мы соотносим тепловизионные данные с данными референтных методов: определением содержания ТТГ и результатами УЗИ.
    5.     На шее, кроме ЩЖ, внимание специалистов УЗИ могут привлекать и иные образования, чаще - увеличенные лимфоузлы. Эти фрагменты мы также сохранили в описаниях для повышения информативности.
   6.     Каждая термограмма сопровождается значением разности температур (АТ), данными УЗИ и, в большинстве случаев, анализами. Группы сформированы по диагнозам, установленным в клиниках.
   7.     Представлены диагнозы по кодам из МКБ-10: [Е] - болезни щитовидной железы и [D34] - доброкачественное новообразование щитовидной железы.
   8.     У некоторых пациентов с патологией ЩЖ на фоне приема лекарственных препаратов, могут отсутствовать признаки нарушения функции ЩЖ (состояние медикаментозного эутиреоза). Этот феномен отражает как правильность назначенного лечения, так и возможности тепловидения в оценке эффективности специфической терапии.

9

    Норма


П-06-51 Жен/42 года

Тепловидение. В проекции щитовидной железы области «локальная гипертермия» или «локальная гипотермия» отсутствуют. ЛТ= 1,1 °C. Заключение.
Тепловизионных признаков нарушения функции ЩЖ не выявлено.



УЗИ. Общий объем ЩЖ - 8,2 см³. Акустическая плотность - обычная.
Сосудистый рисунок - не усилен.
Заключение. Очаговых патологических образований не выявлено. Норма.








П-06-43 Жен/39 лет

Тепловидение. В проекции щитовидной железы области «локальная гипертермия» или «локальная гипотермия» отсутствуют. АТ= 1,05°С. Заключение.
Тепловизионных признаков нарушения функции ЩЖ не выявлено.


УЗИ. Общий объем ЩЖ - 9,8 см³. Акустическая плотность - обычная.
Сосудистый рисунок - не усилен.
Заключение. На момент исследования очаговых патологических образований не выявлено. Норма.



10