Technologia termografii w podczerwieni polega na wykrywaniu promieniowania podczerwonego za pomocą kamer termowizyjnych. Kamery termowizyjne kojarzone są przeważnie z przemysłem i konserwacją, jednak obecnie znajdują szersze zastosowanie. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej wykorzystaniu tej technologii w branży medycznej do wykrywania różnego rodzaju problemów zdrowotnych. Większość chorób wykazuje regularności pod względem rozkładu ciepła w ciele człowieka, a wykrywanie temperatury ciała metodą bezkontaktową zapewnia elastyczność w zakresie diagnostyki i jest tańsze dzięki niewygórowanym cenom urządzeń.
Czym jest termografia?
Termografia, zwana także obrazowaniem termicznym, polega na wykrywaniu promieniowania podczerwonego i generowaniu barwnych obrazów tego promieniowania. Promieniowanie podczerwone emitowane jest przez wszystkie przedmioty, których temperatura przekracza zero stopni Celsjusza. Główne korzyści z tej technologii wynikają z faktu, że nie wymaga ona światła widzialnego ani bezpośredniego kontaktu.
Stwarza to idealne warunki do korzystania z niej w sytuacjach potencjalnie niebezpiecznych, na przykład w pracy służb ratunkowych. Strażacy za pomocą kamer termowizyjnych widzą przez dym, dzięki czemu mogą szybko odnaleźć ludzi w trudnych warunkach, na przykład podczas pożaru. Kamer takich używa się także do wykrywania źródła ognia poprzez rozpoznawanie na obrazie obszarów wysokiej temperatury, aby następnie podjąć działania w celu ugaszenia pożaru. Również inżynierowie z firm energetycznych korzystają z tego rodzaju urządzeń do wykrywania gorętszych punktów linii przesyłowych, które mogą zapowiadać zbliżającą się awarię, a tym samym przerwę w dostawie energii do domów i firm, której skutki mogą być katastrofalne.
Technologia kamer termowizyjnych ewoluowała z biegiem lat i niegdysiejszy wielki, nieporęczny sprzęt zastąpiły urządzenia ręczne — znacznie wygodniejsze w obsłudze dla inżynierów i techników serwisu w terenie. Jest to związane z zastosowaniem czujników FPA, które — choć ich rozdzielczość jest znacznie niższa niż kamer optycznych — umożliwiają oglądanie obrazu na żywo bez konieczności wykonywania zdjęć i poddawania zgromadzonych danych czasochłonnej analizie.
Termografia w branży medycznej
Termografia medyczna jest wykorzystywana w diagnostyce przedklinicznej w przypadku pacjentów z zaburzeniami homeostazy. Urządzenia do obrazowania termicznego umożliwiają szczegółowy odczyt temperatury ciała za pomocą szybkich komputerów i precyzyjnych kamer termowizyjnych. Specjaliści z dziedziny medycyny mogą następnie sporządzić mapę pełnego obrazu termicznego ciała pacjenta i przeanalizować obszary ciepłe i chłodne, mogące wskazywać na szereg chorób. Digitalizacja umożliwia również łatwe udostępnianie danych innym specjalistom medycznym lub samym pacjentom.
Najbardziej rozpowszechnionym obszarem zastosowania termografii w medycynie jest wykrywanie raka piersi. W ostatniej dekadzie, termografii używano jako narzędzia przesiewowego do wykrywania raka piersi. Odkąd technologię tę dopuszczono do stosowania w medycynie, wczesne wykrycie raka piersi pozwoliło ocalić tysiące ludzi.
Diagnostyka polega na wykrywaniu aktywności metabolicznej tkanki nowotworowej i porównaniu jej do temperatury tkanki sąsiadującej z guzem oraz tkanki drugiej piersi. Porównanie badanej piersi z piersią zdrową pozwala na łatwe wykrycie obszarów ciepła związanych z metabolizmem guza. W medycynie taką różnicę temperatur określa się jako „delta T”.
Tego rodzaju wczesne wykrywanie z wykorzystaniem termografii uważane jest za całkowicie bezpieczną metodę przesiewowego badania pacjentek pod kątem raka piersi za pomocą konwencjonalnej technologii.
Termometry na podczerwień
Technologię bardzo podobną do termografii stosuje się w termometrach na podczerwień. Wykorzystują one część promieniowania termicznego przedmiotu lub osoby związaną z temperaturą, nazywaną również promieniowaniem ciała doskonale czarnego. Są to termometry bezkontaktowe, często z celownikiem laserowym, umożliwiające wykrywanie temperatury na odległość. Podobnie jak termografię, technologię tę stosowano od dziesięcioleci w obszarach wymagających bezkontaktowego pomiaru temperatury na odległość.
Z termometrów na podczerwień korzystają inżynierowie do wykrywania gorących punktów urządzeń mechanicznych i elektrycznych w miejscach, gdzie nie ma czujników temperatury. Technologia ta jest często wykorzystywana zamiast innych metod ze względu na możliwość wykrywania promieniowania cieplnego obiektów w ruchu, ponieważ termometry tego rodzaju są bardzo czułe i umożliwiają pomiar temperatury niemal bez opóźnienia.
Przykładem takich ruchomych obiektów są taśmy przenośnikowe w zakładach obróbki czy inne ruchome maszyny, których temperaturę muszą kontrolować technicy serwisu.
W ostatnim czasie termometry tego rodzaju wykorzystywano w warunkach medycznych do pomiaru temperatury ciała pacjentów, co ważne, bez kontaktowo i na odległość. Od czasu wybuchu pandemii COVID-19 zapotrzebowanie na takie urządzenia wzrosło, jako że jednym z objawów choroby jest właśnie podwyższona temperatura. Możliwość mierzenia temperatury na odległość jest istotna nie tylko w medycynie, ale też w handlu detalicznym i hotelarstwie, ponieważ pomaga ograniczyć rozprzestrzenianie się koronawirusa.
Termometry na podczerwień są wygodnym narzędziem do pomiaru temperatury przedmiotów i osób, ważne jest jednak wybranie odpowiedniego rodzaju urządzenia do danego zastosowania, aby uzyskane pomiary były dokładne. Ma to kluczowe znaczenie w medycynie, ponieważ błąd odczytu niektórych termometrów ręcznych może wynosić około 2 stopni Celsjusza, czyli 4 stopni Fahrenheita. Specjalne urządzenia służą do pomiaru temperatury z dużej odległości, podobnie jak istnieją urządzenia przeznaczone do pomiaru z bliska; zarówno jedne, jak i drugie zapewniają dużą dokładność pomiaru.
