Методы тепловизионного анализа пространственно-временной динамики температуры тела человека и их использование в диагностике
![Диссертация: Методы тепловизионного анализа пространственно-временной динамики температуры тела человека и их использование в диагностике](https://westud.ru/work/2523971/cover.png)
Диссертация
В настоящее время тепловизионные методы исследования находят широкое применение при изучении биофизических явлений в сложных системах. Тело человека является примером такой системы и относится к открытой неравновесной термодинамической системе. Находясь в постоянном взаимодействии с окружающей средой, изменяющей свою температуру, влажность и другие параметры, тело человека поддерживает постоянную… Читать ещё >
Содержание
- 1. ЗОНЫ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА С ОСОБЕННОСТЯМИ ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ
- 1. 1. Различные зоны тела человека с выраженной динамикой температуры
- 1. 2. Медленные колебания показателей гемодинамики и температуры пальцев верхних конечностей
- 1. 2. 1. Медленные колебания показателей гемодинамики и температуры конечностей в покое
- 1. 2. 2. Гемодинамика конечностей во время проведения окклюзионной пробы
- 1. 3. Динамика температуры в области глаз и её использование в диагностике глазных болезней
- 1. 4. Тепловидение как оптимальный метод исследования пространственно-временной динамики температуры
- 2. ТЕМПЕРАТУРНАЯ РЕАКЦИЯ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ НА ОККЛЮЗИОННУЮ ПРОБУ
- 2. 1. Колебания температуры верхних конечностей в покое
- 2. 2. Температурная реакция конечностей на окклюзионную пробу
- 2. 3. Корреляция тепловизионной информации с другими методами получения информации о характеристиках кровотока в конечностях во время проведения окклюзионной пробы
- 2. 4. Основные закономерности изменения температуры в процессе проведения окклюзионной пробы, воспроизводимость результатов
- 2. 5. Физиологические процессы, определяющие температурную реакцию конечностей на окклюзионную пробу
- 2. 6. Исследование реакции на окклюзионную пробу у пациентов с нарушениями" регуляции тонуса сосудов, диагностический потенциал метода
- 3. ДИНАМИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ГЛАЗ ПРИ ЗАКРЫТИИ- ОТКРЫТИИ
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Модель температурной динамики глаз с учетом процесса моргания
- 3. 3. Тепловизионный контроль эффективности медикаментозного воздействия на состояние глаз
- 4. АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
- 4. 1. Пространственная неоднородность распределения температуры на термограммах
- 4. 2. Количественная оценка пространственной неоднородности распределения температуры
- 4. 3. Примеры определения пространственной неоднородности распределения температуры на реальных термограммах
Список литературы
- Покровский В.М., Коротько Г. Ф., Наточин Ю. В. и др. Физиология человека. М.: Медицина, 1997. 368 с.
- Бачериков А.Н., Кузьминов В. Н., Ткаченко Т. В. и др. Современные представления о системе терморегуляции // Вестник психиатрии и психофармакотерапии. 2006. № 1. С. 178−182.
- Иваницкий Г. Р. Современное матричное тепловидение в биомедицине // УФН. 2006. Т. 176. № 12. С. 1293−1320.
- Гуляев Ю.В., Годик Э. Э., Петров А. В., Тараторин A.M. О возможностях дистанционной функциональной диагностики биологических объектов по их собственному инфракрасному излучению // ДАН. 1984. Т. 277, № 6. С. 1486−1491.
- Иваницкий Г. Р., Деев А. А., Пашовкин Т. Н. и др. Особенности теплового проявления подкожных источников нагрева на поверхности тела человека //ДАН. 2008. Т. 420. № 4. С. 551−555.
- Biometrics: personal identification in networked society, Infrared identification of faces and body parts. Edited by Jain A., Bolle R., Pankanti S. Kluwer Acad. Pub., USA. 1998.419 р.
- Buddharaju P., Pavlidis I., Kakadiaris I. Face recognition in the thermal infrared // Proc. of the Joint IEEE Workshop on Object Tracking and Classification spectrum. Beyond the Visible Spectrum. Washington, 2004. P
- Buddharaju P., Pavlidis I.T., Tsiamyrtzis P. Physiology-Based Face Recognition in the Thermal Infrared Spectrum// Proc. of the IEEE transactions pattern analysis and machine intelligence surveillance. Huston, 2005. P. 613−626.
- Lin C.L., Fan K.C. Biometric verification using thermal images of palm-dorsa vein patterns // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 2004. Vol.14, № 2. P. 199−213.
- Иваницкий Г. Р., Деев А.А, Е. П. Хижняк. Структуры на поверхности воды, наблюдаемые с помощью инфракрасной техники // УФН. Т. 175, № 11. С. 1207−1216.
- Lawson R.N. Implications of surface temperatures in the diagnosis of breast cancer// Canad. Med. Assoc. J. 1956. Vol. 75. P. 309−310.
- Вайнер Б.Г. Матричное тепловидение в физиологии: Исследование сосудистых реакций, перспирации и терморегуляции у человека. Новосибирск. СО РАН. 2004. 96 с.
- Крупаткин А.И., Сидоров В. В. Лазерная доплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. М.: Медицина. 2005. 256 с.
- Цвибель В.Д., Пеллерито Д. С. Ультразвуковое исследование сосудов: пер. с англ. под ред. Митькова В. В., Никитина Ю. М., Осипова Л. В. М.: Издательский дом Видар-М. 2008. 646 с.
- S6derstrom Т., Stefanovska A., Veber М., et al. Involvement of sympathetic nerve activity in skin flow oscillations in humans // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiology. 2003. Vol. 284. P. 1638−1646.
- Абрахаме П. Иллюстрированный атлас анатомии человека. Полное описание жизнедеятельности тела человека. Пер. с англ. — М.: ЗАО БММ. 2007. 256 с.
- Stikbakke Е., Mercer B.J. An Infrared thermographic and Doppler flowmetric investigation of skin perfusion in the forearm and finger tip flowing a short period of vascular stasis // Thermology international. 2008. Vol. 18, № 3. P. 107 111.
- Stoner H.B., Barker P., Riding G.S., at al. Relationships between skin temperature and perfusion in the arm and leg // Clin. Physiology. 1991. Vol.11, № 1. P. 27−40.
- Clark S., Dunn G., Moore N., at al. Comparison of thermography and laser Doppler imaging in the assessment of Reynoud phenomenon // Microvasc. Res. 2003. Vol. 66, № 1. P. 73−76.
- Francis J.E. Roggli R., Love Т., at al. Thermography as a means of blood perfusion measurement // Journal of biomechanical engineering. 1979. Vol.101. P. 246−249.
- Bornmyr S., Svenson H., Lilja В., at al. Skin temperature changes in skin blood flow monitored with Doppler flowmetry and imaging: methodological study in normal humans // Clinic, physiology. 1997. Vol. 17, № 1. P. 71−81
- Burton A.C., Taylor R.M. A study of the adjustment of peripherial vascular tone to the requirement of the regulation of body temperature. // Am. J. Physiol. 1940. Vol 129. p. 566−577.
- Shusterman V., Anderson K.P., Barnea O. Spontaneous temperature oscillations in normal human subjects// Am. J. Regul Integr. Сотр. Physiol. 1997. Vol 273, p. 1173−1181
- Большой атлас анатомии. Роен И. В., Йокочи Ч., Льютьен-Дреколл Э. Внешсигма, 1997. 483 с.
- Иваницкий Г. Р., Деев А. А., Хижняк JI.H. и др. Особенности температурных распределений в области глаз // ДАН. 2004. Т. 398, № 5. С. 709−714.
- Purslow С., Wolffsohn J. The relation between physical properties of the anterior eye and ocular surface temperature // Optom. Vis. Sci. 2007. Vol. 84, № 3. P. 197−201.
- Флейшман A.H. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики. Нелинейные феномены: Учебный атлас для врачей. Новокузнецк, СО РАН, 2004. 99 с.
- Баевский P.M., Иванов Г. Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения//Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001,№ 3. С.108−127.
- Наумова В.В., Земцова Е. С. Медленные колебания гемодинамики у юношей и девушек в условиях покоя // Бюллетень СО РАМН, 2008. Т. 134, № 6. С. 174−181.
- Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Теория, практическое применение, а клинической медицине и профилактике. Новосибирск: Наука сибирское предприятие РАН, 1999. 264 с.
- Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.:Мир, 1979.512 с.
- Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology. Heart Rate Variability: Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use // Circulation. 1996: Vol. 93. P. 1043−1065.
- Burton A.C. The range and variability of the blood flow in the human fingers and the vasomotor regulation of body temperature // Am. J. Physiol. 1939. Vol. 127. P. 437−453.
- Burton A.C., Bazett H.C. A study of the average temperature of the tissues, of the exchanges of heat and vasomotor responses in man by means of a bath calorimeter // Am. J. Physiol. 1936. Vol. 117. P. 36−54.
- Godik E.E., Guljaev Yu. V., Markov A.G. et al. Infrared dynamical thermovision of the biological objects // Int. J. of infrared and millimeters waves. 1987. Vol. 8, № 5. P. 517- 533.
- Гуляев Ю.В., Марков А. Г., Коренева Л. Г. и др. Регуляция кровотока ладоней человека // ДАН. 1994. Т. 337, № 2. С. 266−270.
- Kondo К., Kakuta N., Chinzei Т. at al. Thermal rhytmography topograms of the spectral analysis of fluctuations in skin temperature. // IEEE. Eng. In Med. & Biol. Soc. 2001. Vol 3. P. 2812−2815.
- Podtaev S., Morozov M., Frick P. Wavelet based correlation of skin temperature and blood flow oscillations // Cardiovasc. Eng. 2008. Vol. 8. P. 185−189.
- Окороков, A.H. Диагностика болезней внутренних органов: Т.6. Диагностика болезней сердца и сосудов. М: Мед. лит., 2008. 464 с.
- Денисов, Е.Н. Состояние регуляции эндотелий-зависимых компонентов тонуса сосудов в норме и при некоторых формах сердечно-сосудистой патологии: дис. докт. мед. наук. / Е. Н. Денисов. Оренбургская государственная медицинская академия, 2008 г. 226 с.
- Тихонова И.В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Возрастные особенности функционирования микроциркуляторного русла кожи человека // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова: 2005. Т. 91, № 10. С. 1132−1137.
- Fronek A., Johansen K., Dilley R.B., at al. Ultrasonographically monitored postocclusive reactive hyperemia in the diagnosis of peripheral arterial occlusive disease // Circulation. 1973. Vol. 48. P. 149−152.
- Обрезан А.Г., Шункевич Т. Н. Теория «периферического сердца» профессора М.В. Яновского: классические и современные представления // Вестн. Санкт-Петербургского университета. 2008. Т. 11, № 3. страницы
- Mulinos M.G., Shulman I. Vasoconstriction in the hand from a deep inspiration // Am. J. Physiol. 1939. Vol.125. P. 310−322.
- Pennes H.H. Analysis of tissue arterial blood temperature in the resting forearm //J. of applied physiology. 1948. Vol. 1, № 2. P. 93−122.
- Fromy В., Abraham P., Bouvet C., at al. Early decrease of skin blood flow in response to locally applied pressure in diabetic subjects // Diabetes. 2002. Vol. 51. P. 1214−1217.
- Lamblin V., Favory R., Boulo M., at al. Microcirculation alterations induced by sedation in intensive care patients. Effects of midazolam alone and association with sufentanil // Critical care. 2006. V.10, № 6. P. 176−184.
- Танканаг A.B., Чемерис H.K. Адаптивный вейвлет анализ колебаний периферического кровотока кожи человека // Биофизика. 2009, Т. 54, с. 537 544.
- Тихонова, И.В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Исследование эндоте-лийзависимых колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожичеловека // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2006. Т.92, № 12. С. 1429−1435.
- Тихонова И.В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Оценка возрастных изменений периферического кровотока у человека // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2005. Т.91,№ 11. С. 1305−1311.
- Stefanovska A. Bracic М. Physics of the human cardiovascular system // Contemporary physics. 1999. Vol. 40, № 1. P. 31−55.
- Khawar M., Naser A., Zhiying W. at al. Digital thermal monitoring of vascular functions novel tool to improve cardiovascular risk assessment // Vascular Medicine. 2009. V.14. P. 143−148.
- Ley O., Deshpande C.V. Comparison of two mathematical models for the study of vascular reactivity // Computers in Biology and Medicine. 2009. Vol. 39, № 7. P. 579−589.
- Deshpande C.V. Thermal analysis of vascular reactivity. A thesis for the degree of master of sciences. Texas A&M University. 2007. 131 p.
- Thorne S., Mullen М. J., Clarkson P., at al. Early endothelial dysfunction in adults at risk from atherosclerosis: different responses to L-arginine // J. Am. Coll. Cardiol. 1998. Vol. 32. P. 110- 116.
- Khun M. The role of endothelium in regulation of blood vessel tone/blood flow. Gomal jornal of medical sciences. 2003. Vol. 1, № 2. P. 67−69.
- Антончик С. Л.Температурные характеристики органа зрения в норме и при некоторых патологических процессах / Дис. канд. мед. наук. Тюмень, 2005. 142 с.
- Purslow С., Wolffsohn J. S. Ocular Surface Temperature: A Review // Eye & Contact Lens: Science & Clinical Practice. 2005. Vol. 31, № 3. P. 117−123.
- Орлов П.И. Инфракрасная радиотермометрия в дифференциальной диагностике дистрофических и воспалительных заболеваний переднего отдела глаза// Вестник офтальмологии. 2008. № 2. С. 19−22.
- Togawa Т. Body temperature measurement // Clin Phys Physiol Meas. 1985. Vol. 6: P. 83−108.
- Kocak I., Orgul S., Flammer J. Variability in the measurement of corneal temperature using a noncontact infrared thermometer // Ophthalmologica. 1999. Vol. 213. P. 345−349.
- Morgan, Soh M., Efron N. Corneal surface temperature decreases with age // Contact Lens and Anterior Eye. 1999. Vol. 22, № 1. P. 11−13.
- Пантелеева О. Г. Современная концепция механизма развития нарушений зрительных функций при эндокринной офтальмопатии. дис. докт. мед. наук. Москва. 2007. 279 с.
- Бровкина А.Ф., Яценко О. Ю., Борисова Э. Л. и др. // Офтальмология. 2007. Т.4, № 4. С. 24 29.
- Пантелеева О. Г. Компьютерная термография в диагностике злокачественных опухолей глаза и орбиты // РМЖ. Клиническая офтальмология. 2001. Т. 2,№ 1 С. 12−14.
- Fujishima H., Toda I., Yamada M. at al. Corneal temperature in patients with dry eye evaluated by infrared radiation thermometry // British journal of ophthalmology. 1996. Vol. 80. P.92−32.
- Lawson R.N. Thermography a new tool in the investigation of breast lesions // Can. Serv. Med. 1957. Vol.13, P. 517−524.
- Иваницкий Г. Р. Тепловидение в медицине // Вестник РАН. 2006. Т. 76, № 1. С. 48−62
- Terada N., Ohnishi K., Kobayashi M. at al. Spectral radiative properties of a living human body // International journal of thermophysics. 1985. V.7, № 5
- Togawa T., Saito H. Non-contact imaging of thermal properties of the skin // Physiol. Meas. 1994. Vol.15, № 3. 291−298.
- Hardy J.D., Muschenheim C. The radiation of heat from the human body. lV. The emission, reflection, and transmission of infra-red radiation by the human skin // J. Clin. Invest. 1934 № 13, P. 817−831
- Сагайдачный А.А. Функциональная тепловизионная диагностика регуля-торной функции периферических сосудов // Всерос. мол. Выставка конкурс прикладных исследований, изобретений, и инноваций. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2009. 232 с.
- Cooley J.W., Tukey J.W. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series // Math. Comput. 1965. Vol. 19. P. 297−301.
- Тараторин A.M., Годик Э. Э., Гуляев Ю. В. Функциональные изображения биологических объектов // ДАН СССР. 1986. Т. 287, № 5. С. 1088−1092.
- Тепловизионная биомедицинская диагностика. Скрипаль А. В., Сагайдачный А. А., Усанов Д. А. Изд-во Сарат. ун та. 2009- 118 с.
- Смирнов И.В., Старшов A.M. Функциональная диагностика. ЭКГ, реогра-фия, спирография. М.: Эксмо, 2008. 224 с.
- Roman М. J., Tasneem Z. N., Julius М. G., at al. Clinical Application of Noninvasive Vascular Ultrasound in Cardiovascular Risk Stratification // Journal of the American Society of Echocardiography 2006. August. P. 943−954.
- Полож. реш. о выд. пат. по заяв. № 2 009 117 567/14(24 139) от 12.05.2009. Способ диагностики функционального состояния периферических сосудов. Авторы: Усанов. Д.А., Скрипаль А. В., Протопопов А. А., Сагайдачный А.А.
- Исаченко В.П. Теплопередача. М.: Энергия, 1975. 488 с.
- Lienhard J.H., Lienhard J.H. A heat transfer textbook 3-rd ed. Cambrige, Phlogiston Press. 2004. 750 p.
- Березовский В. А, Колотилов H.H. Биофизические характеристики тканей человека. Киев: Наук, думка, 1990. 224 с.
- Патологическая физиология / Под ред. Адо А. Д., Адо М. А., Пыцкого В. И. и др. М.: Триада-Х, 2002. 616 с.
- Strucl M., Pretec D., Finderle Z., Maver J. Pressure sensitivity of flow oscillation in postocclusive reactive skin hyperemia // Am. J. Physyol. 1994. Vol. 266. P. 1762−1768.
- Hassan M., Togawa T. Observation of skin thermal inertia distribution during reactive hyperaemia using a single-hood measurement system.// Physiol. Meas. 2001. Vol. 22, № 1. P. 187−200.
- Merla A. Quantifying the relevance and stage of disease with the Tau image technique // IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 2002. Vol. 21. № 6. P. 86−91.
- Medical infrared imaging / Edited by N. A. Diakides, J. D. Bronzino. CRC Press, Taylor & Francis Group. Boca Raton, U.S.A. 2008. 448 p.
- Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Каменских Т. Г., Сумарокова Е. С., Сагай-дачный А.А., Лопатинская Н. Р. Тепловизионный контроль состояния глаз у больных после факоэмульсификации катаракты // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 1 С. 8−12.
- Plyler Е.К., Aquista N. IR absorption of liquid water from 2 to 42 microns // J. of the Optical Society. 1954. Vol. 44. P. 505−508.
- Пат. РФ № 2 313 271, МПК, А 61 В 5/02. Способ прогнозирования воспаления на посттравматическом субатрофичном и парном глазах / Гундоро-ва P.A., Саакян С. В., Вериго Е. Н. и др.
- Маматов.Е. М. Об автоматической классификации объектов и распознавании образов с использованием весов признаков и репрезентативностей классов // Научные ведомости БелГУ. 2008. № 17. С. 47−55.
- Лагутин М.Б. Наглядная математическая статистика. М.: Бином. Лаборатория знаний. 2007. 472 с.
- Prim R. С. Shortest Connection Networks and Some Generalizations // Bell System Technical Journal. 1957. Vol. 36, P. 1389−1401.