Medical thermography: capabilities and perspectives

Abstract

Medical thermography is a modern diagnostic method that is currently gaining popularity due to high informative value and non-invasiveness. The aim of the study was to review the capabilities and prospects of medical thermography in modern medicine. The analysis of domestic and foreign literature on the application of medical thermography methods for the period of 2012-2017 was performed. The article presents the capabilities of imaging in various fields of medicine, evaluates the prospects of further development of the method, advances and disadvantages of thermography were identified. It also provides the review of the application of medical infrared thermography in clinical medicine. The experience of thermography application in various medical fields was investigated: angiology, otolaryngology, surgery, neurology, obstetrics and gyenecology, etc. Apart from medical aspects of this topic, the article discusses the history of medical thermography as well as provides the physical principles of this method. At present, thermal imaging can solve a wide range of problems: determining the presence of changes in the human body, and, as a result, the probability of pathology development, monitoring the effectiveness of treatment and rehabilitation. Every year more and more studies are carried out, confirming the high efficiency, reliability and safety of thermography, thermographic screenings are suggested, that can be assumed as prediction of future method's popularity.

Keywords

thermography / thermal imaging / temperature / infrared radiation / thermodiagnostics

References

[1] Maevskiy E.I., Khizhnyak L.N., Smurov S.V., Khizhnyak E.P. The present and future of infrared thermography. Izvestiya instituta inzhenernoy fiziki. 2015; (1): 2–12. (In Russ.)

[2] Маевский Е.И., Хижняк Л.Н., Смуров С.В., Хижняк Е.П. Настоящее и будущее инфракрасной термографии. Известия ин-та инженерной физики. 2015; (1): 2-12.

[3] Urakov A.L. Infrared thermography and thermal imaging in medical diagnostics: advantages and limitations. Elektronnyy nauchno-obrazovatel'nyy vestnik zdorov'e i obrazovanie v XXI veke. 2013; 15 (11): 45–51. (In Russ.)

[4] Ураков А.Л. Инфракрасная термография и тепловая томография в медицинской диагностике: преимущества и ограничения. Электронный науч.-образоват. вестн. здоровье и образование в XXI веке. 2013; 15 (11): 45-51.

[5] Andreev R.S., Kalenov Yu.N., Yakushkin A.V. et al. Capabilities of infrared thermography for detection of morphofunctional human characteristics (of children and adults). Vestnik moskovskogo universiteta. Seriya 23: antropologiya. 2016; (3): 49–58. (In Russ.)

[6] Андреев Р.С., Каленов Ю.Н., Якушкин А.В. и др. Возможности инфракрасной термографии по выявлению морфофункциональных характеристик человека (детей и взрослых). Вестн. московского ун-та. Серия 23: антропология. 2016; (3): 49-58.

[7] Khizhnyak L.N., Khizhnyak E.P., Ivanitskiy G.R. The вiagnostic opportunities of infrared thermography. Problems and perspectives. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012; 19 (4): 170–176. (In Russ.)

[8] Хижняк Л.Н., Хижняк Е.П., Иваницкий Г.Р. Диагностические возможности матричной инфракрасной термографии. Проблемы и перспективы. Вестн. новых мед. технол. 2012; 19 (4): 170-176.

[9] Sagaydachnyy A.A., Fomin A.V., Volkov I.Yu. Limit capabilities of modern thermal imaging cameras as a tool for investigation of peripheral blood flow oscillations within different frequency ranges. Meditsinskaya fizika. 2016; (4): 84–93. (In Russ.)

[10] Сагайдачный А.А., Фомин А.В., Волков И.Ю. Предельные возможности современных тепловизоров как инструмента для исследования колебаний периферического кровотока человека в различных диапазонах частот. Мед. физика. 2016; (4): 84-93.

[11] Zhuravlev A.S., Shustakova G.V., Karchinskyy A.A. The possibilities of using remote infrared thermography to diagnose and determine the effectiveness of the treatment of certain ent organs diseases. Folia Otorhinolaryngol. Pathol. Respirator. 2015; (1): 24–26.

[12] Zhuravlev A.S., Shustakova G.V., Karchinskyy A.A. The possibilities of using remote infrared thermography to diagnose and determine the effectiveness of the treatment of certain ent organs diseases. Folia Otorhinolaryngol. Pathol. Respirator. 2015; (1): 24-26.

[13] Dekhtyarev Yu.P., Mironenko S.A., Dunaevskiy V.I. et al. Thermographic diagnosis of spinal diseases in athletes. Lechebnaya fizkul'tura i sportivnaya meditsina. 2013; (8): 16–20. (In Russ.)

[14] Дехтярев Ю.П., Мироненко С.А., Дунаевский В.И. и др. Термографическая диагностика заболеваний позвоночника у спортсменов. Лечебн. физкультура и спортивн. мед. 2013; (8): 16-20.

[15] Kartel' A.A., Leshchenko V.G., Butsel' A.Ch. et al. Thermography in the diagnosis of sinusitis. Otorinolaringologiya. Vostochnaya Evropa. 2013; (2): 84–89. (In Russ.)

[16] Картель А.А., Лещенко В.Г., Буцель А.Ч. и др. Термография в диагностике синуситов. Оториноларингология. Восточная Европа. 2013; (2): 84-89.

[17] Kozhevnikova I.S., Pankov M.N., Startseva L.F., Afanasenkova N.V. Application of infrared thermography with vascular pathology (brief overview). Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. 2017; (5-1): 72–74. (In Russ.)

[18] Кожевникова И.С., Панков М.Н., Старцева Л.Ф., Афанасенкова Н.В. Применение инфракрасной термографии при сосудистых патологиях (краткий обзор). Международн. ж. прикладных и фундаментал. исслед. 2017; (5-1): 72-74.

[19] Potekhina Yu.P., Kurnikov G.Yu., Golovanova M.V., Tkachenko Yu.A. Possibilities of novel technique of infrared thermography in differential diagnosis of melanocytic skin neoplasms. Vestnik esteticheskoy meditsiny. 2012; (2): 83–88. (In Russ.)

[20] Потехина Ю.П., Курников Г.Ю., Голованова М.В., Ткаченко Ю.А. Возможности новой технологии инфракрасной термографии в дифференциальной диагностике меланоцитарных образований кожи. Вестн. эстетической мед. 2012; (2): 83-88.

[21] Urakova N.A., Urakov A.L. Infrared thermography of fetal head as new methodic of diagnostics in obstetrics. Vestnik rossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii. 2014; (3); 32–36. (In Russ.)

[22] Уракова Н.А., Ураков А.Л. Инфракрасная термография головы плода - новая методика диагностики в акушерстве. Вестн. рос. военно-мед. академии. 2014; (3); 32-36.

[23] Gerasimova N.N. Modern possibilities of radiological imaging of lymph nodes in the armpit. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. 2016; (10-2): 201–204. (In Russ.)

[24] Герасимова Н.Н. Современные возможности лучевой визуализации лимфатических узлов в подмышечной области. Международн. ж. прикладных и фундаментал. исслед. 2016; (10-2): 201-204.

[25] Kozhevnikova I.S., Pankov M.N., Ermoshina N.A. Methods of infrared hermogram processing and analysis for instant diagnosis of breast cancer. Zhurnal mediko-biologicheskikh issledovaniy. 2017; 5 (2): 56–66. (In Russ.)

[26] Кожевникова И.С., Панков М.Н., Ермошина Н.А. Методы обработки и анализа термограмм для экспресс-диагностики новообразований молочных желёз. Ж. мед.-биол. исслед. 2017; 5 (2): 56-66.

[27] Sheyko E.A., Kozel' Yu.Yu., Triandafilidi E.I., Shikhlyarova A.I. Remote infrared thermography as an auxiliary method in the diagnosis and treatment of hemangiomas in children under one. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy. 2015; (9-2): 302–304. (In Russ.)

[28] Шейко Е.А., Козель Ю.Ю., Триандафилиди Е.И., Шихлярова А.И. Дистанционная инфракрасная термография как вспомогательный метод в диагностике и лечении гемангиом у детей до года. Международн. ж. прикладных и фундаментал. исслед. 2015; (9-2): 302-304.

[29] Parshikova S.A., Parshikov V.V. Noninvasive monitoring of wounds healing (review). prospects of using in children facial surgery. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2012; (2): 64. (In Russ.)

[30] Паршикова С.А., Паршиков В.В. Неинвазивные методы мониторинга раневого процесса (обзор литературы). Перспективы их применения в челюстно-лицевой хирургии у детей. Соврем. пробл. науки и образования. 2012; (2): 64.

[31] Mekshina L.A., Usynin V.A., Stolyarov V.V., Usynin A.F. Thermal imaging in the diagnosis of obliterating diseases of lover limb arteries. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal. 2012; 27 (2): 15–22. (In Russ.)

[32] Мекшина Л.А., Усынин В.А., Столяров В.В., Усынин А.Ф. Применение тепловидения в диагностике облитерирующих заболеваний артерий нижних конечностей. Сибирский мед. ж. 2012; 27 (2): 15-22.

[33] Klyukin L., Ermakov V., Rudenko M. Тhe practice of early and noninvasive diagnosis of a number of nosology in the human body by unit DOT. Am. Sci. J. 2016; (1–2): 62–69. (In Russ.)

[34] Клюкин Л., Ермаков В., Руденко М. Практика ранней и неинвазивной диагностики ряда нозологий в теле человека аппаратом ДОТ. Am. Sci. J. 2016; (1-2 ): 62-69.

[35] Efimova G.S. The experience of thermal imaging application in clinical oncology. Sciencerise. 2015; 3 (4): 91–96. (In Russ.)

[36] Ефимова Г.С. Опыт использования термографии в клинической онкологии. Sciencerise. 2015; 3 (4): 91-96. DOI: 10.15587/2313-8416.2015.39341.

[37] Durnovo E.A., Marochkina M.S., Khomutinnikova N.E. et al. Features of infrared thermography in the diagnosis of complex diseases of maxillofacial region. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2012; (4): 30. (In Russ.)

[38] Дурново Е.А., Марочкина М.С., Хомутинникова Н.Е. и др. Возможности инфракрасной термографии в комплексной диагностике заболеваний челюстно-лицевой области. Соврем. пробл. науки и образования. 2012; (4): 30.

[39] Stulin I.D., Budadin O.N., Ivanushkin E.F. et al. Possibilities of the method of active thermolocation probe of carotid artery projection in patients with obliterating atherosclerosis of carotid arteries. Opticheskiy zhurnal. 2015; 82 (7): 75–79. (In Russ.)

[40] Стулин И.Д., Будадин О.Н., Иванушкин Е.Ф. и др. Возможности метода активного термолокационного зондирования проекции сонных артерий у больных со стенозирующим атеросклерозом сонных артерий. Оптический ж. 2015; 82 (7): 75-79.

[41] Morozov V.V., Vayner B.G., Novikova Ya.V. Medical infrared thermography: modern capabilities and application to endovasal surgery. Fundamental'nye issledovaniya. 2012; (12-2): 325–330. (In Russ.)

[42] Морозов В.В., Вайнер Б.Г., Новикова Я.В. Медицинское тепловидение: современные возможности и применение в эндовазальной хирургии. Фундаментал. исследования. 2012; (12-2): 325-330.

[43] Abbaszade T.N., Anisimov A.Yu. Possibilities of thermography in diagnostics and treatment of patients with large postoperative ventral hernias complicated with seroma and hematoma. Vrach-aspirant. 2012; 50 (1.4) 505–509. (In Russ.)

[44] Аббасзаде Т.Н., Анисимов А.Ю. Возможности термографии в диагностике и лечении больных с большими послеоперационными вентральными грыжами, осложнёнными серомами и гематомами. Врач-аспирант. 2012; 50 (1.4) 505-509.

[45] Morozov A.M. Thermograph in diagnosis of acute appendicitis. Vrach-aspirant. 2017; 81 (2.2): 273–280. (In Russ.)

[46] Морозов А.М. Термография в диагностике острого аппендицита. Врач-аспирант. 2017; 81 (2.2): 273-280.

[47] Kamzolova O.A. Thermal imaging in the evaluation of the efficiency of remedial action in rheumatology (scientific review). Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. Elektronnoe izdanie. 2013; (1); 235. (In Russ.)

[48] Камзолова О.А. Тепловидение в оценке эффективности восстановительных мероприятий в ревматологии (научный обзор литературы). Вестн. новых мед. технол. Электронное издание. 2013; (1); 235.

[49] Kolesov S.N. Imrovement of the method of thermal imaging diagnosis of peripheral nerve damage of the upper limbs. Opticheskiy zhurnal. 2015; 82 (7): 51–61. (In Russ.)

[50] Колесов С.Н. Совершенствование методики тепловизионной диагностики повреждений периферических нервов верхних конечностей. Оптический ж. 2015; 82 (7): 51-61.

[51] Krasnokutskaya L.N. Creation of the system of mass screening of the population based on the method of medical infrared thermography. Aktual'nye problemy sotsial'no-gumanitarnogo i nauchno-tekhnicheskogo znaniya. 2014; 2 (3); 63–64. (In Russ.)

[52] Краснокутская Л.Н. Создание системы массового скрининга населения на основе метода медицинской инфракрасной термографии. Актуальн. пробл. социально-гуманитарного и научно-технического знания. 2014; 2 (3); 63-64.

RIGHTS & PERMISSIONS

Morozov A.M., Mokhov E.M., Kadykov V.A., Panova A.V.