Основы термографии (тепловидения). Теплоотдача организма

Термография – диагностический метод, основанный на регистрации теплового излучения поверхности тела человека или его отдельных участков. Картина распределения температур поверхности тела называется термограммой. Части тела с разной температурой различаются на экране используемого прибора – тепловизора – либо цветом[1], либо интенсивностью. Применение термографии в диагностике основано на давно известном принципе: телу здорового человека присуща тепловая симметрия. Несимметричность распределения температур правой и левой половин тела – первый признак, который может свидетельствовать о нарушении в состоянии человека.

Следует иметь в виду, что температура в любой точке поверхности тела определяется, прежде всего, переносом тепла кровью и выделением тепла в результате локальной метаболической активности, связанной с нормальным или патологическим состоянием кожного покрова и соответствующих подкожных органов.

В основе метода лежат законы Стефана-Больцмана и Вина. Рассмотрим, к чему это приводит:

а). По закону Стефана-Больцмана R ~ Т⁴. Используя этот закон, можно показать, что: . Следовательно, относительное изменение энергетической светимости в 4 раза больше относительного изменения температуры излучающей поверхности. Поэтому даже небольшое изменение температуры участка поверхности тела при развитии патологии может вызвать такое изменение излучаемой энергии, которое надежно зафиксируется соответствующим приемником излучения. Именно этот факт делает тепловидение достаточно точным диагностическим методом. Современные тепловизоры позволяют отличать участки тела, разность температур которых составляет (0,1 – 0,2) градуса.

б). Закон Вина позволяет определить вид приемника излучения в тепловизоре. Он должен обладать максимальной чувствительностью вблизи l_max излучателя.

Длина волны, на которую приходится максимум спектра теплового излучения тела человека при физиологически разумных температурах лежит в ИК – области. Например, при Т = 30°С = 303 К по закону Вина

мкм.