Wstęp
Termografia regulacyjna wg modelu Heidelberskiego przeszła wiele modyfikacji, od momentu jej powstania, do dzisiejszej metody skanowania. Historia TRD, bo tak początkowo się nazywała od termoregulation diagnostik, rozpoczyna się już w latach 50-tych. Dzięki dr E. Schwamowi i dr Reehe powstały w tym czasie pierwsze fundamentalne zasady diagnostyki termoregulacyjnej – kolejne zmiany wartości temperatury w zakresie podczerwieni określają tzw. regulację, czyli reakcje żywego organizmu na stymulację.
Następnie na Uniwersytecie w Heidelbergu grupa naukowców skupiona wokół prof. G. Heima i prof. M. Blomhke opracowała naukowe standardy i procedury dokonywania pomiarów bezdotykowym czujnikiem podczerwieni. Metoda ta rozwijała się jednak głównie jako metoda kontaktowa w wielu krajach obok klasycznie znanej termografii medycznej.
Dopiero w 2008 roku polska firma ENERGOMEDICA skonstuowała bezdotykowy skaner podczerwieni i rozpoczęła rozwój tzw. skaningowej diagnostyki termoregulacyjnej – STRD.
Na czym polega ta metoda skanowania
Metoda polega na bezdotykowym pomiarze, czujnikiem podczerwieni, ciała człowieka, które jest poddane bodźcowi stresowemu, jakim jest w tym przypadku, ochłodzenie ciała, co osiąga się przez rozebranie badanego. W badaniach Heidelberskich dowiedziono, że mały bodziec w tym przypadku to zdjęcie odzieży i poddanie ciała zmianie temperatury jest miarodajne dla oceny reakcji stresowej ciała.
Dla ułatwienia sposób badania można porównać do badania usg, gdzie sondę, w tym przypadku analizator podczerwieni, przesuwamy wg określonej procedury wzdłuż ciała człowieka zbierając dane, czyli określone wartości temperatury w zakresie podczerwieni. W odróżnieniu od badania usg tutaj sonda nie styka się z ciałem. Dokonywane są trzy kolejne pomiary w ustalonym porządku i czasie oraz czasem odroczony pomiar czwarty.
Pierwsze trzy pomiary są wykonywane co 30 sekund a czwarty dopiero po 5 minutach. Taka metodyka pozwala obserwować i analizować reakcje ciała nieświadome, czyli niestabilne do świadomych, czyli stabilnych. Otrzymujemy szereg wartości, które poddane są matematycznej analizie celem znalezienia korelacji. Poniżej przykład grafów STRD do analizy rozkładu zmienności punktów.
W STRD jest istotne nie tylko wartość samej temperatury, ale także trend oraz wahania temperatury podczerwieni w określonej jednostce czasu. Zamiany te nazywamy wartością regulacyjna lub inaczej plastycznością. Wszystkie pomiary można przedstawić w formie obrazów lub wykresów. Poniżej dla ułatwienia zrozumienia przedstawiam różne warianty obrazów STRD.
A. Przedstawia obraz klasycznej termografii
B. Przedstawia obraz o podwyższonej emisji energii cieplnej w psychologi to może odpowiadać reakcji np. walki
C. Przedstawia obraz o obniżonej emisji energii cieplnej w psychologi to może odpowiadać reakcji np. ucieczki
D. Przedstawia obraz zahamowania regulacji w psychologi to reakcja zatrzymania np. lęk
E. Przedstawia obraz różnicy ujemnej temperatur pomiędzy temperaturą rdzenia a kory. Można go wykorzystywać do oceny ognisk zapalnych lub miejsc o charakterze przewlekłych stanów zapalnych oraz analizy różnic między wnętrzem a poszczególnymi dermatomami
F. Przedstawia obraz różnicy dodatniej temperatur pomiędzy temperaturą rdzenia. Pozwala to zaobserwować osłabione miejsca lub te, potencjalnie narażone na uszkodzenie
Reasumując w procesie analizy termogramów poddajemy trzy oceny zmienności promieniowania elektromagnetycznego w zakresie podczerwieni czyli:
1. FUNKCJĘ – regulację (plastyczność) przepływu energii cieplnej.
2. ENERGIĘ – zmiany zawartości ciepła, czyli zamiany temperatury.
3. AKTYWNOŚĆ – czyli zmiany przepływu kierunku ciepła
Co znaczy regulacja oraz sztywność regulacyjna
Każdy punkt który zmierzyliśmy ma swoją określoną wartość. Na skutek bodźca ( stresora – w tym wypadku jest nim ochłodzenie ciała poprzez rozebranie pacjenta) następuje reakcja pod postacią zmiany wartości danego punktu.
Dlaczego dochodzi do zmiany?
Z punktu widzenia fizyki, każdy bodziec (stresor) wywołuje reakcję energetyczną układu, w tym wypadku organizmu człowieka. Każdy punkt na skórze poddany bodźcowi może zareagować na trzy sposoby. Wartość, czyli temperatura, może wzrosnąć, czyli niejako punkt się rozgrzewa; temperatura może ulec spadkowi czyli punkt ulega ochłodzeniu i ostatnia możliwość temperatura nie ulega zmianie. Jeżeli wszystkie badane punkty posegregujemy według wartości, od najmniejszej do największej, i nadamy każdemu z nich określony numer, a następnie zaobserwujemy jak w czasie, czyli podczas następnych dwóch pomiarów, się zachowują otrzymamy informację, która nazywamy regulacją.
Regulacja to najważniejszy parametr zmian energetycznych. Dlaczego, spróbuję to wytłumaczyć w prosty sposób. Jeżeli punkty o najwyższych wartościach w kolejnych pomiarach tzn. drugim i trzecim i czwartym, będą miały wartość niższą to nazwiemy to hyperegulacją pozytywną, jeżeli te same punkty będą się rozgrzewać to nazwiemy to hyperegulacją negatywną. Wynika to ze znanych, podstawowych praw fizyki – żadna wartość prawidłowa nie może rosnąć gdyż taka sytuacja staje się nieprawidłowa i sugeruje patologię danej funkcji.
Analogicznie jeżeli punkty o najniższej wartości w kolejnych pomiarach, czyli drugim i trzecim i czwarty, będą miały wyższą wartość to nazwiemy to hyporegulacją pozytywną, a jeżeli te same punkty będą obniżać swoją wartość to nazwiemy to hyporegulacją negatywną. Powstaje dokładnie taka sama sytuacja jak w przypadku punktów gorących, z tym ze jest to reakcja odwrotna czyli ciągły spadek temperatury jest reakcją nieprawidłową i także sugeruje patologię funkcji.
Reasumując punkty zimne stały się cieplejsze a cieplejsze stały się zimniejsze.
Zostaje nam jeszcze trzecia możliwość, czyli nie zachodzi żadna zmiana wartości temperatury punktu na skutek działania bodźca (stresora). Taką sytuację nazywamy sztywnością regulacyjną, brakiem lub znacznym ograniczeniem plastyczności badanego systemu.
Sztywność regulacyjna jest najbardziej niekorzystną sytuacją regulacji. Brak odpowiedzi na bodziec mówi bowiem o chaosie informacyjnym. Taki stan nie może trwać długo. Dlatego zawsze dążymy do wyjaśnienia tego rodzaju reakcji. Należy pamiętać że sztywność, w potocznym rozumieniu, kojarzy się nam z czymś martwym. Tak w istocie się dzieje bowiem jeżeli system nie reaguje na bodziec to z punktu widzenia procesów energetycznych jest martwy, czyli nie reagujący ze środowiskiem lub właśnie kreuje własny obieg informacji aby przetrwać. Na przykład w psychiatrii, mówimy o afekcie sztywnym. Jeżeli więc coś jest „martwe“ to albo się tego pozbywamy lub próbujemy ożywić. Naturalnie nie mowię o życiu w sensie biologicznym ale już co do emocji to jak najbardziej pasuje.
Skąd bierzemy punkty do analizy TRD i jak oceniamy np. stan narządów lub innych stref
Człowiek dysponuje wieloma systemami – np. systemem naczyń – żyłami, tętnicami, naczyniami limfatycznymi; systemem nerwowym – wegetatywnym. Na ten temat wystarczająco dużo jest zawarte w programie studiów medycznych.
O czym jednak wiemy niewiele, to np. podział ciała człowieka na segmenty. Pojęciem segment będziemy określać cały obszar obejmowany przez pojedynczy nerw rdzeniowy w różnych tkankach. Taki podział segmentacyjny występuje nie tylko w tułowiu, ale także w kończynach. Na poniższym rysunku widzimy rozkład segmentów ciała. Nerw rdzeniowy jest punktem orientacyjnym unerwienia segmentacyjnego.
Obszary jego wpływów obejmują, skórę (dermatoma), mięśnie szkieletowe (myotoma) i trzewia (enterotoma). Segmentacyjnemu porządkowi podlega także unerwienie wegetatywne naczyń, gruczołów potowych, „stroszycieli” włosów. Centrum segmentu stanowi krążek międzykręgowy.
Podział segmentacyjny organów wewnętrznych mógł nastąpić dopiero dzięki ich unerwieniu i ich stosunkowi do rdzeniowego systemu nerwowego. Podział ten został dokonany wyłącznie na podstawie obserwacji klinicznych. Pewne części skóry, mięśni i poszczególnych organów wewnętrznych tworzą, w oparciu o ich unerwienie przez nerwy rdzeniowe, funkcjonalną jedność, w której bodziec może przebiegać poprzez nerw rdzeniowy do organu wewnętrznego na odpowiedni dermatom, ale także w przeciwnym kierunku. W obrębie głowy nie istnieje rdzeniowy podział na segmenty. Zasada podziału opiera się tu na jednostce łuku skrzelowego.
Przy regulacji ciepłoty ciała decydującą rolę odgrywa skóra. Dlatego należałoby na krótko powrócić do anatomii i fizjologii tego organu. Jak wiemy w skórze wyróżniamy trzy warstwy: epidermis, corium i subkutis. Przy czym corium jest w skórze miejscem odpowiedzialnym za tworzenie i wydalanie ciepła skóry.
Substancja podstawowa corium tworzona jest przez siateczkowo – śródbłonkową tkankę łączną (RES). W całym corium skóry wytwarza ona jednolite, płynne, luźne, wysoko aktywne ciało tkanki łącznej. Ukrwienie żylne skóry jest o wiele silniejsze niż pozostałych części organizmu człowieka. Tak silne wyposażenie skóry w splot żylny odpowiada histologicznej budowie organu zmysłu.
Poza tym w corium przebiegają dwie sieci naczyń włosowatych limfy. Przyjmują one obficie międzykomórkowy płyn tkankowy, który ostatecznie uchodzi potem poprzez miejscowe gruczoły limfatyczne do przewodu piersiowego.
W przypadku płynu tkankowego chodzi o fizjologiczny przesięk naczyń włosowatych, który wydzielany jest z kapilarów tętniczych do przestrzenie międzykomórkowej. Później jest on wchłaniany w części przez kapilary żylne z powrotem do krwi, a pozostała część uczestniczy w tworzeniu limfy. Unerwienie skóry jest również intensywne. Luźna tkanka łączna corium zaopatrywana jest przez włókna sympatyczne i parasympatyczne. Regulacja ciepłoty skóry następuje w wyniku zwężania lub rozszerzania się kapilarów, które z kolei sprzężone są z innymi systemami corium.
W każdym przypadku przy regulacji ciepłoty przez skórę, zasadniczą rolę odgrywa mezenchymalna substancja podstawowa, która pod względem funkcjonalnym znajduje się pomiędzy systemem naczyniowym żył i tętnic. Na podstawie segmentacyjnego podziału ciała przez nerw rdzeniowy, ciepłota i zdolność reagowania skóry na bodźce stają się wskaźnikami głębiej zlokalizowanych zaburzeń funkcjonowania całego organizmu lub jego poszczególnych organów. Przykładowo tacy badacze unerwienia segmentowego jak dr Head i MacKenzie byli w stanie stwierdzić palpacyjnie przy schorzeniach organów wewnętrznych niesymetryczne temperatury w przyporządkowanych organom segmentach.
Wiemy też, że określone strefy skóry odpowiadają określonym narządom i nazywamy je strefami Heada.
Dzisiaj wiemy, że za te reakcje odpowiadają tzw. reakcje segmentowe, które obrazuje poniższy rysunek.
Co badamy w diagnostyce STRD?
Promieniowanie podczerwone człowieka jako aspekt otaczającego go pola cieplnego jest znakomitym narzędziem, które służy do ukazania stanu wewnętrznego organizmu człowieka. Zmiany promieniowania podczerwonego korespondują ze zmian mikrokrążenia na skórze oraz udowodniono, że mikrokrążenie skórne jest potencjalnym przedstawicielem całego łożyska naczyniowego i odzwierciedla jego mechanizmy strukturalne i funkcjonalne, a także zaburzenia ogólno-naczyniowe.
Mikrokrążenie skórne jest łatwo dostępne, stanowi przydatne przełożenie modelu ogólnego łożyska naczyniowego (Holowatz i wsp. 2007). Obieg skórny jest głównym miejscem termoregulacji człowieka i ma dużą rezerwę pojemności, a tym samym możliwość wyraźnej reakcji naczyniowej w odpowiedzi na bodźce fizjologiczne, metaboliczne, termiczne i farmakologiczne (Holowatz i wsp. 2007).
W klasycznej termografii otrzymuje tylko obraz pól cieplnych tj „zimne” lub „gorące” pola. Nie oddaje to w pełni charakteru zmian mikrokrążenia skórnego. W metodzie STRD (skaningowej diagnostyce termoregulacyjnej), która jak już wiemy, jest rozwinięciem metody TRD (diagnostyki termoregulacyjnej w/g metody heidelberskiej) jest możliwe pokazanie oraz obliczenie dodatkowych obok obrazu temperatur zmian promieniowania podczerwonego, w postaci oscylacji zmian temperatury oraz wyznaczenie statystycznego zmiany trendu czyli wzrost spadek lub zahamowanie temperatury.
Podstawowa różnica między metoda TRD a STRD polega na tym w metodzie STRD skanujemy bezkontaktowo skórę człowieka mikrokamerą termowizyjną a w metodzie TRD mierzymy poszczególny punkty na ciele. Metoda STRD dostarcza zdecydowanie więcej danych niż metoda TRD. Ponadto metoda STRD ta pozwala na funkcjonalna ocenę stanu organizmu. W odniesieniu do klasycznej termografii metoda STRD pokazuje dynamikę zmian.
Metoda ta umożliwia:
- traktowanie człowieka jako całość,
- uchwycenie w czasie funkcji poszczególnych systemów, które tworzą tę całość oraz w miarę możliwości, ujęcie ich ilościowo,
- określenie wewnętrznych zależności tych systemów.
Technicznie metoda STRD polega na pomiarze temperatury w wybranych miejscach na skórze miernikiem wykorzystującym promieniowanie podczerwone. Ponieważ konieczne jest określenie nie tylko samych wartości zmian, lecz także funkcji, należy przedstawić cały ten system w formie amplitudy. W podobny sposób przedstawia się w medycynie „stres”. To znaczy: uruchamia się jakiś bodziec, a następnie sprawdza się wartości temperatury przed i po tym obciążeniu. Następnie otrzymane wartości pomiarów temperatury i ich wzajemne zależności przedstawia się w formie analizy statystycznej.
Metoda pozwala w sposób całościowy i miejscowy pokazać rodzaj zaburzeń autoregulacji mikrokrążenia u człowieka. Podstawą analizy zmienności jest porównanie tzw. temperatury rdzeniowej reprezentowanej na czole do tzw. temperatury korowej, czyli pozostałej powierzchni ciała. Temp. rdzenia, czyli wnętrza ciała jest reprezentowana przez środek czoła (glabella) – udowodniono, że to miejsce odpowiada temperaturze rdzeniowej.
Po przeprowadzeniu skanu otrzymujemy trzy lub cztery (w zależności od wyboru i celu badania) wartości zmienności pola elektromagnetycznego w zakresie podczerwieni, mianowicie trend, czyli kierunek zmian temperatury, wartość bezwzględną temperatury oraz tzw. regulacje, czyli różnice pomiędzy poszczególnymi pomiarami temperatury.
Wszystkie te dane są podane analizie czynnikowej i statystycznej. Pozwala to znaleźć powiązania pomiędzy poszczególnymi podsystemami ciała, które mogą mieć wpływ na powstawanie wielu chorób oraz zachowań emocjonalnych.
Wczesne wykrycie zmian autoregulacji i powiązanie tych zaburzeń z chorobami oraz z występowaniem określonych wzorów emocjonalnych pozwala na zastosowanie metody STRD do screeningu dużych grup ludzi bez narażania ich na niekorzystne oddziaływanie pól elektromagnetycznych jak promieniowanie rentgenowskie czy magnetyczne.
Przewlekły stres nazwany w medycynie „distresem” uznawany jest za jeden z głównych czynników wielu chorób. Wiadomo dziś, że chroniczny stres dobrze koresponduje z zaburzeniami termoregulacji. Na tej podstawie obrazujemy tzw. wzorce emocjonalne, które opisują przyczyny oraz objawy zaburzeń całego systemu człowieka.
Metodyka dokonywania pomiaru
Przygotowanie pacjenta do badania STRD.
3 dni przed pomiarem:
– nie powinno się wykonywać takich badań jak RTG, tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny oraz żadnych zabiegów laserowych (fizjoterapeutycznych i kosmetologicznych).
1 dzień przed pomiarem:
– zarówno w dniu poprzedzającym, jak i w dniu badania nie powinno się uprawiać intensywnych / wyczerpujących dyscyplin sportowych, takich jak: biegi długodystansowe, wspinaczka itp.
W dniu pomiaru:
– nie powinno się używać perfum, dezodorantów i kosmetyków (innych niż do delikatnej pielęgnacji)
– można zjeść lekki posiłek (na śniadanie maksymalnie: 1 kromka chleba z masłem + 1 szklanka herbaty ziołowej, np. rumianek, koper)
– należy zrezygnować z kawy, herbaty i innych środków pobudzających (w tym z: alkoholu, narkotyków i papierosów)
– do badania należy przyjść w luźnej (nieuciskającej – bez gumek, ścigaczy) odzieży wykonanej z włókien naturalnych, najlepiej z długim rękawem
Na 1 godzinę przed pomiarem:
– należy unikać mycia ciała zimną wodą oraz nie myć zębów i nie przepłukiwać ust (najlepiej umyć się i wyczyścić zęby dzień wcześniej – wieczorem)
Na 30 minut przed pomiarem:
– na badanie należy przyjść z minimum 30 minutowym wyprzedzeniem, aby dobrze zaadoptować się do warunków panujących w gabinecie. Powinno się, chwilę posiedzieć w spokoju (nie rozmawiać przez telefon!). Osoby noszące okulary powinny je zdjąć, a kobiety rozebrać biustonosz
Przed pomiarem:
– należy poinformować osobę przeprowadzającą pomiar o przyjmowanych lekach, preparatach, suplementach (w tym ziołowych i homeopatycznych)
Warunki, jakie powinno spełniać pomieszczenie, w którym wykonywane jest badanie:
– wielkość pomieszczenia – minimum 12m2;
– temperatura pomieszczenia – 22-25oC;
– wilgotność pomieszczenia – 60-80%;
– w pomieszczeniu nie powinno być żadnych włączonych urządzeń do nadmuchu powietrza;
– wentylacja powinna być grawitacyjna.
Przeciwwskazania do wykonania badania:
– stan gorączkowy lub podgorączkowy;
– obecność osób niewspółpracujących z osobą wykonującą badania (np. chorzy psychicznie, niespokojne dzieci);
– osoby po wyczerpującym stresie fizycznym, emocjonalnym, psychicznym w dniu badania.
Metodyka pomiaru
Mikrokamera termowizyjna firmy ENERGOMEDICA
Czujnik fabrycznie kalibrowany do zastosowań medycznych
Rozdzielczość pomiaru: 0,02 °C
Dokładność pomiaru: 0,1 °C
Kąt widzenia: 5° (rysunek poniżej)
Temperatura otoczenia od -25°C do 125°C
Czas pomiaru: 0,15 s
Widmo pomiaru –
Procedura wykonania badania
Metoda badania została przyjęta z modelu Heidelberskiego z modyfikacją wg Dr Elsen gdzie bodźcem (stresorem) jest zdjęcie ubrania przez badanego.
Pacjent rozbiera się.
Przerwa 30 sekund
- I pomiar – pomoc bazowy
Przerwa 30 sekund
- II pomiar
Przerwa 30 sekund
- III pomiar
- IV pomiar – tzw odroczony
Metodyka obliczeń regulacji stref
Temperaturę podczerwieni mierzono w punktach, które zgrupowano wzdłuż 10 linii ciała (linii pionowe na tułowiu):
A-B – linia pośrodkowa przednia i tylna,
C-D – linie sutkowe lewa i prawa,
E-F – linie przyśrodkowej tułowia
G-H – linie kątów łopatki lewa i prawa;
I- L – linie przyśrodkowe kręgosłupa
Każda kolumna A-J zawierała 63 punkty pomiarowe. W obrębie linii A-F wyodrębniono dodatkowo część górną, środkową i dwie dolną, odpowiadające odpowiednio części ciała (1) głowowej, (2) piersiowo-nadbrzusznej (3) brzusznej i (4) podbrzuszno-miednicznej (A1, A2, A3, B1, B2, B3,).
Wykonuje się 3 serie pomiarów w odstępach 30-sekundowych, traktując pierwszą serię jako wzorcowy rozkład zmienności temperatury, a drugą i trzecią i czwarta [ostatnia po 5 min]. Jako reakcję organizmu na ochłodzenie wynikające z i dla pierwszej serii pomiarów wylicza się różnicę temperatury T0 między danym punktem a następnymi pomiarami, czyli T1-T2,-T3-T4 uzyskując rozkład zmienności temperatury niezależny od indywidualnych różnic międzyosobniczych.
Dla drugiej i trzeciej czwartej serii wyliczono trend temperatury w danym punkcie względem pierwszej serii pomiarów T.0 będącą obrazem reakcji termicznej danego punktu na ochłodzenie.
Trend podzielono na dwie grupy, czyli wzrost temperatury w kolejnych pomiarach lub spadek.
Ciało podzielono na cztery strefy, czyli GŁOWA – KLATKA PIERSIOWA -BRZUCH I PODBRZUSZE
Następnie oblicza się dynamikę zmian ich statystyczna korelacje dla jednego badania oraz kolejnych
Wyznaczanie trendu zmian regulacji systemu
Każde badanie nie tylko w medycynie jest pewnym „zatrzymaniem w kadrze”. Nie powinno się wyciągać wniosków z jednego badania. W przypadku badan funkcji o wysokiej zmienności to jest jeszcze szczególnie ważne. Zamiana w badaniu STRD jest szczególnie pożądane bowiem świadczy o takiej a nie innej zdolności adaptacji. Dopiero brak zmiany plastyczności pokazuje problem. Czy to zdrowia fizycznego czy emocjonalnego Naturalnie już w pierwszym badaniu możemy to spróbować zdefiniować, ale dopiero po wykonaniu następnego badania jesteśmy w stanie jeszcze lepiej zobaczyć to „zablokowane” miejsce. W kolejnych skanach niejako nakładamy poszczególne wartości zmian regulacji, jak na rysunku poniżej Widoczne procesy „zablokowania „ regulacji jako zagęszczenia krzywych oznaczane są strzałka. W takim wypadku dokonujemy dokładnej analizy matematycznej i statystycznej miejsc w których plastyczność jest bardzo wysoka, czyli niestabilna oraz miejsc tzw. o niskiej plastyczności.
Takie podejście pozwala śledzić zmiany autoregulacji cieplnej danego sytemu, czyli całego ciała lub jego wybranych części. Odpowiednia analiza danych pozwala wyciągać wnioski o zaburzeniach nie tylko ciała, emocji, ale także wpływu mózgu na ciało. Tworzy to unikalny obraz tego jak naprawdę reagujemy na otaczając środowisko.
Ten krótki artykuł ma za zadanie wyjaśnić w miarę prosty sposób czym jest skaningowa diagnostyka termoregulacyjna oraz jej potencjalne zastosowanie nie tylko w medycynie, ale w innych naukach, które potrzebują obiektywnej informacji o reakcji człowieka na otaczające go środowisko.