Thermografie

Alle Körper, deren Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, senden Radiowellen eines kontinuierlichen Frequenzspektrums aus (thermische Radioemission). Die Intensität der Wärmestrahlung ist proportional zur Körpertemperatur.

Die medizinische Thermografie ist eine Methode zur Aufzeichnung der natürlichen Wärmestrahlung des menschlichen Körpers im unsichtbaren Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Die Thermografie ermittelt das charakteristische „thermische“ Bild aller Körperbereiche. Bei einem gesunden Menschen ist es relativ konstant, verändert sich jedoch bei pathologischen Zuständen. Die Thermografie ist eine objektive, einfache und absolut unbedenkliche Methode, deren Anwendung keine Kontraindikationen aufweist.

Die Vorbereitung des Patienten auf die Thermographie umfasst das Absetzen von Medikamenten, die den Blutkreislauf und Stoffwechsel beeinflussen. Die Körperoberfläche darf frei von Salben oder Kosmetika sein. Vier Stunden vor der Untersuchung ist dem Patienten das Rauchen verboten. Dies ist besonders wichtig bei der Untersuchung des peripheren Blutflusses. Die Thermographie der Bauchorgane wird auf nüchternen Magen durchgeführt. Im Raum werden eine konstante Temperatur (18–20 °C) und Luftfeuchtigkeit (55–65 %) aufrechterhalten. Der zu untersuchende Körperteil wird freigelegt, danach gewöhnt sich der Patient 10–15 Minuten an die Raumtemperatur, bei der Untersuchung der Hände und Füße 30 Minuten. Je nach Untersuchungsziel wird die Thermographie in verschiedenen Patientenpositionen und Projektionen durchgeführt.

Die Thermografie ermöglicht eine genaue und schnelle Beurteilung der Intensität der PC-Strahlung von der Oberfläche des menschlichen Körpers, die Erkennung von Veränderungen der Wärmeproduktion und Wärmeübertragung in verschiedenen Körperbereichen und dadurch die Identifizierung von Störungen der Durchblutung und Innervation sowie von Symptomen der Entwicklung von entzündlichen, onkologischen und einigen Berufskrankheiten.

Die menschliche Körpertemperatur gilt als konstant. Diese Konstanz ist jedoch relativ. Die Temperatur der inneren Organe ist höher als die Temperatur an der Körperoberfläche. Bei Veränderungen der Umgebung verändert sich die Temperatur abhängig vom physiologischen Zustand des Körpers.

Aufgrund des extrem entwickelten Gefäßnetzes in Haut und Unterhautgewebe sind die Indikatoren des oberflächlichen Blutflusses ein wichtiger Indikator für den Zustand der inneren Organe: Wenn sich in ihnen pathologische Prozesse entwickeln, kommt es zu einer reflektorischen Veränderung des oberflächlichen Blutflusses, die mit einer Veränderung der Wärmeübertragung einhergeht. Der Hauptfaktor, der die Hauttemperatur bestimmt, ist daher die Intensität der Durchblutung.

Der zweite Mechanismus der Wärmeerzeugung sind Stoffwechselprozesse. Der Grad der Ausprägung des Stoffwechsels im Gewebe wird durch die Intensität biochemischer Reaktionen bestimmt: Mit zunehmender Intensität steigt die Wärmeproduktion.

Der dritte Faktor, der den Wärmehaushalt von Oberflächengeweben bestimmt, ist deren Wärmeleitfähigkeit. Sie hängt von der Dicke, Struktur und Lage dieser Gewebe ab. Insbesondere wird die Wärmeübertragung des menschlichen Körpers durch den Zustand der Haut und des Unterhautfettgewebes bestimmt: deren Dicke, die Entwicklung der wichtigsten Strukturelemente und ihre Hydrophilie.

Normalerweise weist jeder Bereich der Körperoberfläche ein charakteristisches Temperaturrelief auf. Über großen Blutgefäßen ist die Temperatur höher als in den umliegenden Bereichen. Die durchschnittliche Hauttemperatur beträgt 31–33 °C, variiert jedoch an verschiedenen Körperstellen – von 24 °C am Daumen bis 35 °C in der Brustbeingrube. An symmetrischen Körperstellen ist die Hauttemperatur jedoch üblicherweise gleich; der Unterschied sollte hier 0,5–0,6 °C nicht überschreiten. Die physiologische Asymmetrie an den Gliedmaßen schwankt zwischen 0,3 und 0,8 °C und überschreitet an der vorderen Bauchdecke nicht 1 °C. Bei Frauen kommt es aufgrund des Menstruationszyklus zu periodischen Veränderungen des Temperaturreliefs einiger Körperteile (Brustdrüsen, Bauchbereich), daher wird ihnen am 6.–8. Tag des Zyklus eine Thermographie dieser Bereiche empfohlen. Erhebliche Veränderungen des Temperaturreliefs treten bei vielen pathologischen Zuständen auf. In diesem Fall treten Hyper- oder Hypothermiezonen auf, das normale Gefäßmuster wird gestört und es kommt zu einer thermischen Asymmetrie am Körper oder an den Gliedmaßen.

Es gibt drei Arten der Thermografie: Flüssigkristallthermografie, Infrarotthermografie und Radiothermografie (Mikrowellenthermografie).

Die Flüssigkristallthermografie basiert auf der Eigenschaft von Flüssigkristallen, je nach Temperaturänderung ihre Farbe zu ändern. Es wurden spezielle Geräte entwickelt, bei denen der Bildschirm mit einer Flüssigkristallzusammensetzung beschichtet ist. Bei der Thermografie wird der Bildschirm näher an den zu untersuchenden Körperteil herangeführt. Anhand der Farbe des Bildes lässt sich die Temperatur des Oberflächengewebes mithilfe eines kalorimetrischen Lineals bestimmen.

Die Infrarot-Thermografie ist die am weitesten verbreitete Methode der Thermografie. Sie ermöglicht es, ein Bild des Wärmereliefs der Körperoberfläche zu erhalten und die Temperatur an jedem Teil der Körperoberfläche mit einer Genauigkeit von Zehntelgraden zu messen. Die Infrarot-Thermografie wird mit speziellen Geräten – Thermografen (Wärmebildkameras) – durchgeführt.

Jeder Bereich der zu untersuchenden Oberfläche wird je nach Temperatur auf dem Thermographenbildschirm heller oder dunkler dargestellt oder hat eine konventionelle Farbe. Das Bild kann auf dem Bildschirm betrachtet (Thermoskopie) oder auf fotochemischem Papier aufgezeichnet werden, um ein Thermogramm zu erhalten. Mithilfe einer Skala und eines Wärmeleitstrahlers („schwarzer Körper“) ist es möglich, die absolute Temperatur auf der Hautoberfläche oder die Temperaturdifferenz in verschiedenen Körperbereichen berührungslos zu bestimmen, d. h. eine Thermometrie durchzuführen.

Die qualitative Analyse von Thermogrammen umfasst eine allgemeine Betrachtung des Bildes, die Untersuchung des Temperaturverlaufs und der Verteilung von heißen und kalten Zonen. Besonderes Augenmerk wird bei dieser visuellen Analyse auf die Identifizierung von Hyper- und Hypothermiezonen sowie Störungen der Gefäßstruktur gelegt. Dabei werden das Ausmaß des Hyper- oder Hypothermiebereichs (begrenzt, ausgedehnt, diffus), seine Lokalisation, Größe, Form und Umrisse beurteilt. Störungen des Gefäßmusters äußern sich in Veränderungen der Anzahl, Lage und des Durchmessers der Gefäßäste.

Die quantitative Analyse ermöglicht es, die Ergebnisse der visuellen Analyse des Thermogramms zu klären und den Temperaturunterschied des untersuchten Bereichs und des umgebenden Gewebes oder eines symmetrischen Bereichs zu bestimmen. Bei einem gesunden Menschen hat das Thermogramm jedes Körperbereichs ein charakteristisches Erscheinungsbild. Bei entzündlichen Prozessen wird eine Hyperthermiezone bestimmt, die dem Infiltrationsbereich entspricht und eine heterogene Struktur aufweist, während der Temperaturunterschied zum umgebenden Gewebe bei chronischen Entzündungen 0,7–1 °C, bei akuten Entzündungen 1–1,5 °C und bei einem eitrig-destruktiven Prozess über 1,5–2 °C beträgt. Insbesondere ist die Thermografie nützlich, um die Aktivität von Arthritis und Schleimbeutelentzündung zu beurteilen und die Grenzen einer Verbrennungsläsion oder einer Erfrierungszone zu bestimmen.

Ein bösartiger Tumor ist durch eine Zone intensiver Hyperthermie gekennzeichnet (2–2,5 °C höher als die Temperatur des symmetrischen Bereichs). Die Struktur des Hyperthermiebereichs ist gleichmäßig, seine Konturen relativ klar und erweiterte Gefäße sind sichtbar. Bei arteriellen Durchblutungsstörungen (Angiospasmus, Gefäßverengung oder -stenose) wird eine Hypothermiezone definiert, die nach Lage, Form und Größe dem Bereich verminderter Durchblutung entspricht. Bei Venenthrombose, Thrombophlebitis und postthrombophlebitischem Syndrom hingegen wird in der Regel eine Zone erhöhter Temperatur im entsprechenden Bereich festgestellt. Darüber hinaus wird bei Durchblutungsstörungen eine Veränderung des für eine bestimmte anatomische Region charakteristischen Gefäßmusters beobachtet.

Radiothermometrie ist die Messung der Temperatur innerer Organe und Gewebe durch Selbstuntersuchung. Es ist seit langem bekannt, dass der Mensch eine Quelle von Radiostrahlung ist. A. Barrett und P. Myers nutzten 1975 erstmals die Registrierung dieser Strahlung für die medizinische Diagnostik.

Die Radiothermometrie misst die Gewebetemperatur in verschiedenen Tiefen mithilfe eines Mikrowellenradiometers. Kennt man die Hauttemperatur in einem bestimmten Bereich, lässt sich die Temperatur in jeder beliebigen Tiefe berechnen. Dies ist auch durch die Messung der Temperatur bei zwei verschiedenen Wellenlängen möglich. Der Wert der Methode wird dadurch verstärkt, dass die Temperatur tiefen Gewebes einerseits konstant ist und sich andererseits unter dem Einfluss bestimmter Medikamente, insbesondere Vasodilatatoren, nahezu augenblicklich ändert. Dies ermöglicht Funktionsstudien, beispielsweise bei der Entscheidung über die Amputationshöhe bei Gefäßverschlüssen in den Extremitäten.