Abstract

Aktywna termografia dynamiczna (ATD) jest metodą obrazowania zmian temperatury na powierzchni badanego obiektu w czasie jako odpowiedź na zastosowane pobudzenie zewnętrzne (ogrzewanie lub chłodzenie). Celem badania jest określenie właściwości obiektu w czasie trwania termicznych procesów przejściowych, takich jak grzanie lub chłodzenie. Obiekt badany jest pobudzany sygnałem cieplnym (zewnętrznie) lub farmakologicznie (wewnętrznie). Formą odpowiedzi obiektu na to pobudzenie jest zmiana temperatury (wzrost lub spadek), a szybkość zmian temperatury zawiera informację o wartościach pojemności cieplnej (Cp) i przewodności cieplnej (ke), charakteryzujących strukturę badanego obiektu. Dla organizmów żywych należy jednak uwzględniać transport ciepła przez krew, a także procesy generacji ciepła w cyklu metabolicznym. Mechanizmy te ujęte są w modelu zaproponowanym w latach 40-tych XX wieku przez Pennesa. Jest to tzw. równanie biologicznego przepływu ciepła. Zdefiniowanych dodatkowych czynników biologicznych nie ma w przypadku analizy przejściowych procesów cieplnych w materiałach sztucznych-przemysłowych. ATD może stanowić w badaniach medycznych nową jakość, jako że pozwala na określenie właściwości termicznych tkanek będących często pochodnymi ukrwienia i procesów metabolicznych. Stanowi też uzupełnienie dla termografii statycznej, która jest bardziej podatna na działanie czynników zewnętrznych. W dotychczasowych aplikacjach aktywnej termografii dynamicznej w medycynie można wyróżnić dwa kierunki. Pierwszy, związany jest z badaniem zmian homeostazy badanej tkanki, na którą zadziałał bodziec np. w kardiochirurgii przy badaniu drożności naczyń. Drugi kierunek koncentruje się na badaniu powierzchni tkanki i różnicowaniu obszarów patologicznych od prawidłowych, które charakteryzują się odmiennymi parametrami termicznymi takimi jak przewodność cieplna i pojemność cieplna. Dla termografii z wymuszeniem rozkład temperatury będzie się zmieniał na kolejnych termogramach wraz z trwaniem bodźca termicznego, a po jego ustaniu obserwowana na powierzchni temperatura będzie dążyła do stanu równowagi termicznej, a rozkład temperatury również będzie się zmieniał, aż do osiągnięcia stanu ustalonego. Te procesy dążenia do osiągnięcia stanu ustalonego można scharakteryzować tzw. zastępczym modelem termicznym (ZMT), najczęściej pewną postacią równania matematycznego ze współczynnikami, których wartości wyznaczone zostaną w procedurze dopasowania do danych pomiarowych (PDD).

Authors (2)