CC BY
4
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2023 - Vol. 30, № 4 - P. 101-107
УДК: 611.1 DOI: 10.24412/1609-2163-2023-4-101-107 EDN SALLOP |||||
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНИАТЮРНЫХ МАТРИЧНЫХ ИК КАМЕР, РАБОТАЮЩИХ ПОД
УПРАВЛЕНИЕМ СМАРТФОНОВ, В МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Е.П. ХИЖНЯК*, Л.Н. ХИЖНЯК*, А.К. НИКИТИН**
* Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ул. Институтская, д. 3, г. Пущино Московской области, 142290, Россия ** АНО Институт инженерной физики, Большой ударный переулок, д. 1-А, г. Серпухов Московской области, 142210, Россия
Аннотация. Введение. Работа посвящена оценке проблем и перспектив применения миниатюрных матричных неохла-ждаемых инфракрасных камер, работающих под управлением смартфонов, в медицинской диагностике. Идея использования таких ИК камер в медицинской диагностике определяется рядом причин. Портативность ИК камер такого типа позволяет их использовать в палатах больных и машинах скорой помощи. Доступность программных средств разработчика (SDK) дает возможность создания и установки на управляющем смартфоне собственных программ обработки данных в соответствии с требованиями медицинской диагностики. Возможность передачи ИК изображений с помощью интернета врачу для анализа результатов обследований. Цель исследования - детальный анализ реальных технических характеристик миниатюрных матричных неохлаждаемых ИК камер (тепловизоров), работающих под управлением смартфонов. Материалы и методы исследования. В работе использовались пять типов современных матричных ИК камер, работающих под управлением смартфонов. Проведен детальный анализ реальных технических характеристик пяти типов современных миниатюрных матричных ИК камер (тепловизоров), работающих под управлением смартфонов, при этом особое внимание было сосредоточено на точности температурных измерений. Калибровка ИК камер проводилась с использованием эталонного температурного образца типа «Черное тело». был собран лабораторный макет медицинской диагностической системы, оснащенный специально разработанным экспериментальным пакетом программ обработки изображений. Результаты и их обсуждение. Показано, что пространственное разрешение и температурная чувствительность, которые могут обеспечить современные миниатюрные ИК камеры, вполне достаточны для медицинской диагностики. Однако без дополнительной коррекции результатов температурных измерений ни одна из камер не в состоянии обеспечить необходимую точность измерений. Коррекция результатов измерений с применением внешних реперных температурных образцов позволяет достичь точности, необходимой для медицинской диагностики, однако такой метод существенно ограничивает возможность использования миниатюрных ИК камер в палатах больных. Рассматривается принципиально новый метод коррекции результатов измерений без использования внешних температурных образцов.
Ключевые слова: диагностика, воспалительные и сосудистые заболевания, тепловизор, инфракрасная термография.
POSSIBILITIES OF USING MINIATURE IR CAMERAS OPERATING UNDER THE CONTROL OF SMARTPHONES IN
MEDICAL DIAGNOSTICS. PROBLEMS AND PROSPECTS
E.P. KHIZHNYAK*, L.N. KHIZHNYAK*, A.K. NIKITIN**
* Institute of Theoretical and Experimental Biophysics Russian Academy of Sciences, Institutskaya str., 3, Pushchino, Moscow region, 142290, Russia ** ANO Institute of Engineering Physics, Bolshoy Udarny lane, 1-A, Serpukhov, Moscow region, 142210, Russia
Abstract. Introduction. The work is devoted to the assessment of the problems and prospects of using miniature matrix non-cooled infrared cameras operating under the control of smartphones in medical diagnostics. The idea of using such IR cameras in medical diagnostics is determined by a number of reasons. The portability of IR cameras of this type allows them to be used in patients' wards and ambulances. The availability of the developer's software (SDK) makes it possible to create and install proprietary data processing programs on the control smartphone in accordance with the requirements of medical diagnostics. The possibility of transmitting IR images via the Internet to a doctor to analyze the results of examinations. The purpose of the study is a detailed analysis of the actual technical characteristics of miniature matrix non-cooled IR cameras (thermal imagers) running on smartphones. Materials and methods of research. Five types of modern matrix IR cameras running on smartphones were used in the work. A detailed analysis of the actual technical characteristics of five types of modern miniature matrix IR cameras (thermal imagers) operating under the control of smartphones was carried out, while special attention was focused on the accuracy of temperature measurements. The calibration of the IR cameras was carried out using a reference temperature sample of the "Black Body" type. A laboratory mock-up of a medical diagnostic system was assembled, equipped with a specially developed experimental package of image processing programs. The results and their discussion. It is shown that the spatial resolution and temperature sensitivity that modern miniature IR cameras can provide are quite sufficient for medical diagnostics. However, without additional correction of the results of temperature measurements, none of the cameras is able to ensure the necessary measurement accuracy. Correction of measurement results using external reference temperature samples makes it possible to achieve the accuracy necessary for medical diagnostics, however, this method significantly limits the possibility of using miniature IR cameras in patients' wards. A fundamentally new method of correction of measurement results without the use of external temperature samples is considered.
Key words: diagnostics, inflammatory and vascular diseases, thermal imaging, infrared thermography.
Введение. Температура является одной из важнейших характеристик состояния здоровья человека. Бесконтактный инфракрасный медицинский термометр широко применяется в последние годы в медицинской диагностике для определения температуры, как правило, в области лба человека. Термометр такого типа позволяет измерить температуру и в других областях тела человека. Однако, регистрация пространственного распределения температур с помощью инфракрасных медицинских термометров весьма проблематична. Температурные распределения на поверхности тела позволяют определить локализацию патологических процессов, связанных с воспалительными заболеваниями, различными формами нарушений кровотока, локальными нарушениями метаболизма и развитием онкологических новообразований. Инфракрасная (ИК) термография является наиболее совершенным методом регистрации пространственного распределения температур [1,2]. Этот метод диагностики абсолютно безопасен для человека, так как в его основе лежит принцип регистрации температурных распределений по собственному тепловому излучению. Поэтому он может без каких-либо ограничений использоваться в медицинской диагностике [2,7,9-14].
В последнее время появились недорогие, миниатюрные ИК камеры (тепловизоры), работающие под управлением смартфонов. По температурной чувствительности и пространственному разрешению такие тепловизоры вполне сопоставимы с соответствующими характеристиками медицинских тепловизоров при гораздо меньшей стоимости. Однако, практически все ИК камеры такого типа, согласно указаниям производителей, не предназначены для использования в медицинской диагностике.
Идея использования таких ИК камер в медицинской диагностике определяется рядом причин:
1. Портативность позволяет их использовать в палатах больных и машинах скорой помощи;
2. Доступность программных средств разработчика (SDK), что дает возможность создания и установки на управляющем смартфоне собственных программ обработки ИК данных;
3. Оперативная обработка ИК изображений прямо на смартфоне в соответствии с требованиями медицинской диагностики;
4. Беспроводная передача результатов обследований на внешние устройства с помощью интернета;
5. В перспективе возможно создание диагностических систем для использования в домашних условиях, зарегистрированные ИК термограммы могут быть переданы врачу по интернету для дальнейшего анализа.
Для оценки возможности использования миниатюрных ИК камер, работающих под управлением смартфонов, в медицинской диагностике
необходимо, прежде всего, ответить на вопрос: «а что мы хотим увидеть и какие заболевания распознать?» На раннем этапе медицинской ИК термографии пространственное разрешение тепловизоров и их температурная чувствительность рассматривались в качестве важнейших параметров, определяющих диагностические возможности. Если использовать клинические рекомендации, выработанные на раннем этапе применения тепловизоров в медицине [8], когда главным диагностическим критерием было наличие локального перегрева в области патологии, то можно сделать вывод, что практически все современные миниатюрные ИК камеры для смартфонов пригодны для медицинской диагностики.
Исследования, выполненные с использованием высокоточных охлаждаемых ИК камер, показали, что надежность диагностики заболеваний существенно зависит от точности регистрации абсолютных значений температур на поверхности тела [2-7,9]. Основная проблема заключается в том, что практически все неохлаждаемые ИК камеры имеют значительно худшую точность температурных измерений по сравнению с ИК камерами охлаждаемого типа. Более того, миниатюрные ИК камеры, работающие под управлением смартфонов, не оснащаются системой температурной стабилизации матриц ИК фотоприемников, что может быть причиной вариабельности ошибок измерений. Вопрос о реальной точности температурных измерений, которую могут обеспечить современные миниатюрные ИК камеры, является принципиально важным при принятии решения о возможности использования таких ИК камер в медицинской диагностике.
Цель исследования - детальный анализ реальных технических характеристик миниатюрных матричных неохлаждаемых ИК камер (тепловизоров), работающих под управлением смартфонов, и выработка рекомендаций по применению таких ИК камер в медицинской диагностике.
Материалы и методы исследования. В работе использовались пять типов современных матричных ИК камер, работающих под управлением смартфонов:
1. «Seek Thermal» (США) на диапазон 7-13 мкм с пространственным разрешением 206х156, с заявленной производителем точностью регистрации температуры +/- 2 оС при скорости 9 кадров в секунду.
2. «Seek Thermal compact PRO» (США) на диапазон 7-13 мкм с пространственным разрешением 320х240, с заявленной точностью регистрации температуры +/- 2 оС при скорости 15 кадров в секунду.
3. «Therm-App» фирмы «Opgal» (Израиль) на спектральный диапазон 7-13 мкм с пространственным разрешением 384х288, с заявленной точностью регистрации температуры +/- 2 оС при скорости 9 кадров в секунду.
4. «Therm-AppMD» фирмы «Opgal» (Израиль) на
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2023 - Vol. 30, № 4 - P. 101-107
спектральный диапазон 7-13 мкм с пространственным разрешением 384x288, с заявленной точностью регистрации температуры 0,5 оС при скорости 8,7 кадров в секунду.
5. «Т3Б» фирмы «1пАгау» (Китай) на спектральный диапазон 8-12 мкм с пространственным разрешением 384х288, с заявленной точностью регистрации температуры +/- 3 оС при скорости 25 кадров в секунду.
Калибровка ИК камер проводилась с использованием эталонного температурного образца типа «Черное тело», обеспечивающего температурную точность 0,1°С в диапазоне от 10 до 100 оС. Температурная чувствительность и точность измерений абсолютных значений температур тестировались в диапазоне температур образца типа «Черное тело» от 20 до 40оС, что соответствует диапазону температур на поверхности тела человека.
На базе указанных выше ИК камер был собран лабораторный макет медицинской диагностической системы, оснащенный специально разработанным экспериментальным пакетом программ обработки ИК изображений непосредственно на смартфоне, под управлением которого работали ИК камеры.
Therm-App
T3S
Рис. 1. Сравнительные ИК термограммы лица пациента в норме, демонстрирующие реальное пространственное разрешение четырех типов ИК камер: «Seek Thermal» с пространственным разрешением 206*156, «Seek Thermal compact PRO» с пространственным разрешением 320*240, «Therm-App» и «T3S» с пространственным разрешением 384*288. Тип используемой камеры указан под рисунком
Для верификации результатов использовалась высокоточная охлаждаемая ИК камера с чувствительностью 0,01 оС, обеспечивающая точность измерения абсолютных значений температур не хуже 0,1 оС.
Обработка результатов осуществлялась с использованием пакета программ обработки ИК изображений типа «ALTAIR».
Результаты и обсуждение. Проведены детальные исследования реальных технических параметров указанных ИК камер при их использовании в диапазоне температур окружающей среды от 18 до 30оС, что соответствует требованиям для медицинских диагностических систем и обеспечивает возможность использования в палатах больных. При этом особое внимание было сосредоточено на точности температурных измерений.
На рис. 1 приведены ИК термограммы лица пациента в норме, зарегистрированные ИК камерами четырех типов.
Приведенные на рис. 1 ИК термограммы демонстрируют типичные температурные распределения в области лица здорового пациента, когда, как ранее было установлено, максимальное значение температуры соответствует внутренним уголкам глаз [2,3]. Отклонение данной температуры от нормы используется для оперативного выявления больных. ИК камера типа «Seek Thermal», несмотря на невысокое пространственное разрешение (206* 156), четко выявляет температурные максимумы в области глаз. ИК камеры типа «Seek Thermal compact PRO», «Therm-App», «Therm-App MD» и «T3S» обеспечивают значительно лучшую детализацию ИК изображений по сравнению с ИК камерой типа «Seek Thermal», как за счет более высокого пространственного разрешения и возможности фокусировки, так и за счет более высокого качества ИК оптики. ИК камеры «Therm-App» и «Therm-App MD» и «T3S» позволяют визуализировать локальные температурные перепады величиной порядка 0,2оС в областях с размерами менее одного миллиметра.
ИК камера типа «Therm-App MD» представляла особый интерес, поскольку её назначение было заявлено фирмой-изготовителем в качестве инструмента для выявления больных с повышенной температурой тела в аэропортах (в том числе в период эпидемии, связанной с COVID-19). Заявленная точность регистрации температуры не хуже 0,5 оС, наряду с достаточным пространственным разрешением, давало основание рассматривать данную ИК камеру в качестве одной из наиболее перспективных для создания медицинской диагностической системы, обеспечивающей возможность её использования в палатах больных.
Несмотря на сравнительно низкую, заявленную производителем, точность регистрации температуры (+/- 3оС), ИК камера типа «T3S» рассматривалась в качестве одной из наиболее перспективных, поскольку она обладает наилучшей температурной чувствительностью при скорости регистрации ИК термограмм 25 кадров в секунду. Кроме того, для этой камеры доступны все средства разработчика (SDK), которые необходимы для создания собственных программ обработки ИК изображений.
10иККЛЬ ОБ ЖШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫК0ШЫЕ8 - 2023 - Уо1. 30, № 4 - P. 101-107
Проведенные исследования показали, что ни одна из обозначенных выше ИК камер не в состоянии обеспечить необходимую для медицинской диагностики точность температурных измерений даже при регистрации ИК изображений с поверхности температурного образца типа «Чёрное тело» в диапазоне температур на его поверхности от 20 до 40°С.
Реальная ошибка температурных измерений наиболее совершенной ИК камеры типа «ТИвгш-Арр МО» более чем трехкратно превышает заявленную производителем величину, даже при регистрации ИК изображений с поверхности температурного образца типа «Чёрное тело», причем только после 20-30 минутной адаптации данной ИК камеры к условиям окружающей среды. Ошибка температурных измерений других ИК камер после их 20-30 минутной адаптации к условиям окружающей среды составляла +/-2-3 оС. Без адаптации к условиям окружающей среды ошибка измерений могла возрасти до 4-5 оС.
На рис. 2 приведены примеры ИК термограммы здорового человека, зарегистрированные ИК камерой типа «Т3Б» фирмы «7п/ггау», с интервалом между регистрацией ИК изображений 5 минут.
Рис. 2. ИК термограммы здорового пациента, зарегистрированные ИК камерой типа «Т38» с интервалом 5 минут. Точка в области глаза, обозначенная символом R1, соответствует максимуму температуры в области лица. В левой верхней части приведены максимальное, среднее и минимальное значение температуры в области, обозначенной прямоугольником
Разница в максимальных значениях температуры в области глаза величиной 3,4оС и минимальных значениях температуры в области лица величиной 3,1оС обусловлены дрейфом чувствительности ИК камеры на интервале между регистрацией ИК изображений и не связаны с изменением температуры в данных областях в период между измерениями. Столь высокая ошибка температурных измерений является важнейшей проблемой при решении вопроса о возможности использования миниатюрных ИК камер в диагностических целях.
С учетом неоднородности излучательной способности различных участков тела, состояния кожных покровов, расстояния от ИК камеры до поверхности тела человека и размера области регистрации, ошибка измерений может возрасти до 5-7оС.
Исследования показали, что недостаточная точность регистрации абсолютных значений температур является основной причиной, по которой фирмы-изготовители ИК камер такого типа не рекомендуют их применение в медицинской диагностике.
Точность температурных измерений может быть улучшена при использовании метода оперативной коррекции результатов температурных измерений с применением одного, а лучше - двух внешних репер-ных температурных образцов, расположенных в поле регистрации ИК изображения, и с известными значениями температур (рис. 3).
Рис. 3. ИК термограмма здорового человека с двумя внешними реперными температурными образцами, расположенными в поле регистрации ИК изображения, с заданными значениями температур Т1 и Т2
Коррекция результатов температурных измерений с использованием одного реперного температурного образца может осуществляться методом линейного сдвига температурной шкалы. Использование двух реперных температурных образцов позволяет улучшить точность температурных измерений в интервале температур между значениями Т1 и Т2. Именно такой метод коррекции результатов температурных измерений с помощью двух внешних ре-перных температурных образцов применяется в аэропортах зарубежных стран с целью оперативного выявления больных. При этом используются высокоточные стационарные и гораздо более дорогостоящие неохлаждаемые ИК камеры. Кроме того, поле регистрации значительно сужается и регистрируется только ИК изображение области лица при строго фиксированном расстоянии между ИК камерой и человеком. Такой метод коррекции результатов измерений позволяет достичь точности порядка 0,1-0,2оС, однако он может быть реализован только в стационарных условиях.
Рассмотренный выше метод коррекции результатов температурных измерений хорошо работает при использовании стационарных неохлаждаемых ИК камер, однако такой метод коррекции никогда ранее не применялся при использовании миниатюрных неохлаждаемых ИК камер, работающих под управлением смартфонов.
Основная проблема применения такого метода коррекции при использовании миниатюрных ИК камер заключается в том, что ИК камеры для смартфонов не оснащаются системой термостабилизации матриц фотоприемников [12] и, как следствие, имеют гораздо большую погрешность температурных
измерений, которая может достигать величин порядка 7-8оС при температурном дрейфе 2-3оС в минуту. Фактически это означает, что для достижения необходимой точности температурных измерений необходима коррекция результатов измерений для каждого ИК изображения.
Проведенные исследования показали, что коррекция результатов температурных измерений для каждого ИК изображения с использованием двух ре-перных температурных образцов позволяет повысить точность измерений абсолютных значений температур до 0,1-0,2оС в интервале температур между реперными образцами. Это позволяет использовать миниатюрные неохлаждаемые ИК камеры, работающие под управлением смартфонов, для выявления больных с повышенной температурой и проводить практически все диагностические обследования без каких-либо ограничений. Однако, необходимость использования двух реперных температурных образцов существенно осложняет процедуру обследования пациентов в палатах больных и практически исключает возможность проведения обследований в машинах скорой помощи.
Процедура обследования пациентов существенно упрощается при использовании одного ре-перного температурного образца. В этом случае коррекция результатов температурных измерений может быть выполнена только в небольшом интервале температур, близких к температуре реперного образца, при этом температура реперного образца должна устанавливаться близкой к наиболее важным с диагностической точки зрения значениям. Данный способ коррекции результатов температурных измерений также приемлем для оперативного выявления больных с повышенной температурой. При этом на реперном образце должна быть установлена температура в районе 37-38оС, а сам реперный образец должен быть расположен вблизи лица пациента.
Проведенные исследования с использованием созданного лабораторного образца диагностической системы на базе ИК камер, работающих под управлением смартфонов, показали, что коррекция результатов температурных измерений может быть реализована с помощью специальной программы, установленной на управляющем смартфоне. При этом вполне может быть достигнута точность измерений порядка 0,2-0,3оС при проведении диагностических обследований в условиях, близких к условиям в палатах больных.
На рис. 4 приведен пример термографического обследования, демонстрирующий возможность выявления ранней реакции у пациента на прививку от столбняка.
Рис. 4. ИК термограммы пациента, представленные в черно-белом и цветном виде, зарегистрированные через 8 часов после прививки от столбняка, и температурный профиль по линии, обозначенной на термограммах в области руки. Слева от термограмм приведены температурные шкалы в диапазоне от 25 до 35оС. На температурном профиле шкала абсцисс соответствует расстоянию от верхней точки линии в области плеча до нижней точки линии в области локтевого сустава. Использовалась ИК камера типа «Seek Thermal» с пространственным разрешением 206*156, и заявленной производителем точностью регистрации температуры +/- 2оС. ИК изображения и температурный профиль откорректированы с применением одного внешнего реперного температурного образца
Приведенный на рис. 4 пример четко демонстрирует, что даже ИК камера типа «Seek Thermal», обладающая низким пространственным разрешением, позволяет выявить значительное повышение температуры в области прививки. Максимум перегрева точно соответствует месту прививки. Температурный профиль показывает, что температура в области максимума достигает 36оС, при нормальных значениях температуры в данной области руки 31-32оС. Вдали от места прививки температура равна 31оС. Кроме того, температурный профиль позволяет оценить размер области перегрева. Последовательные регистрации ИК термограмм показали, что со второго по третий день после прививки температура в области максимума возрастала до 37оС и возвращалась к норме только через 2 недели. Необходимо отметить, что в данном случае важное диагностическое
значение имеет абсолютная величина температуры в области максимума перегрева.
Наряду с перечисленными выше ошибками температурных измерений, обусловленными временной нестабильностью чувствительности ИК камер, необходимо учитывать ошибку измерений, обусловленную неравномерностью чувствительности по полю регистрации ИК изображения. Последняя ошибка измерений не может быть скорректирована с помощью рассмотренных выше методов с применением внешних температурных образцов с заранее известными значениями температуры, расположенных в поле регистрации ИК изображений. Неравномерность чувствительности по полю регистрации ИК изображения, как правило, монотонно изменяется от центра к краям ИК изображения с максимумом чувствительности в центральной области ИК изображения.
Измерения, проведенные при условии, когда все поле регистрации ИК изображения сфокусировано на температурный образец типа «Чёрное тело», показали, что различия в регистрируемых температурах между разными областями ИК изображения в пределах одного кадра может достигать 1,5оС. При этом следует иметь в виду, что температурная неравномерность на поверхности образца типа «Чёрное тело» не превышает 0,1оС. Такого рода ошибку температурных измерений необходимо учитывать при диагностике патологий, диагностическим критерием которых служит относительный перепад температур между разными участками тела.
Основная причина неравномерности температурной чувствительности ИК камер по полю регистрации ИК изображения заключаются в том, что стандартная встроенная в ИК камеру процедура калибровки и коррекции неравномерности чувствительности (ЛиС) осуществляется с помощью специального затвора, расположенного между объективом ИК камеры и матрицей ИК фотоприемников. Такая процедура калибровки не учитывает оптические свойства объектива и температурную неравномерность на поверхности калибровочной пластины, которая на короткое время помещается с помощью затвора в непосредственной близости от матрицы ИК фотоприемников.
Более точная коррекция температурной неравномерности может быть выполнена с использованием ИК изображения, зарегистрированного с поверхности температурного образца типа «Чёрное тело», неравномерность температуры на поверхности которого не превышает 0,1оС, вместо стандартной процедуры калибровки с помощью затвора ИК камеры. Измерения показали, что использование последнего метода коррекции позволяет уменьшить температурную неравномерность до величины не более 0,2оС.
Выводы:
1. Точность температурных измерений,
которая может быть достигнута непосредственно в момент регистрации ИК термограмм, является важнейшим ограничением возможностей использования ИК камер, работающих под управлением смартфонов, в медицинской диагностике.
2. В случаях, когда требуется достаточно точное измерение абсолютных значений температуры в определенных областях тела непосредственно в момент регистрации ИК изображений, необходима оперативная коррекция результатов температурных измерений с использованием внешних реперных образцов. К таким случаям относятся оперативное выявление больных в аэропортах и выявление и локализация острых воспалительных процессов. Создание диагностических комплексов для таких случаев вполне реально, однако их использование в палатах больных и машинах скорой помощи будет крайне затруднено.
3. Диагностика заболеваний, диагностическим критерием которых является относительный перепад температур между разными участками тела, может проводиться без использования внешних реперных образцов. При этом необходимо скорректировать только пространственную неравномерность чувствительности по полю регистрации ИК изображений.
4. При необходимости определения абсолютного значения температуры в какой-либо области тела с лучшей точностью, чем может обеспечить ИК камера, температура в данной области может быть измерена с помощью стандартного бесконтактного инфракрасного медицинского термометра.
5. Измеренная температура может быть использована для последующей коррекции результатов температурных измерений для всего последнего зарегистрированного ИК изображения методом линейного сдвига температурной шкалы с помощью программы обработки ИК данных, установленной на смартфоне. В принципе, данный метод аналогичен случаю, когда вместо одного внешнего реперного образца для коррекции измерений используется область тела с известными значениями температуры. Однако такой метод позволяет скорректировать результаты измерений только в уже зарегистрированном ИК изображении.
Необходимо отметить, что при использовании последнего метода коррекции результатов температурных измерений не требуется длительная адаптация ИК камер к условиям окружающей среды, что повышает мобильность диагностических систем на базе рассмотренных ИК камер и практически снимает ограничения по их использованию в палатах больных.
В настоящее время ведутся разработки автоматической компенсации дрейфа чувствительности матриц ИК фотоприемников. В случае успеха это позволит использовать ИК камеры данного типа без применения внешних температурных образцов.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2023 - Vol. 30, № 4 - P. 101-107
Работа выполнена в рамках Государственного задания ИТЭБ РАН № 075-01025-23-01.
Литература / References
1. Вайнер Б.Г. Медицинское тепловидение высокого разрешения: новые возможности // Врач. 1999. № 2. С. 25-27 / Vainer BG. Medicinskoe teplovidenie vysokogo razresheniya: novye vozmozhnosti [High resolution medical thermal imaging: new opportunities]. Vrach. 1999:2:25-7. Russian.
2. Иваницкий Г.Р. Современное матричное тепловидение в биомедицине // Успехи физических наук. 2006. №176. С. 1293-1320 / Ivanitskiy GR. Sovremennoe matrichnoe teplovidenie v biomedicine [State of the art of thermovision in biomedicine]. Uspekhi fisicheskikh nauk. 2006;176:1293-320. Russian.
3. Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Пашовкин Т.Н., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н., Цыганов М.А. Особенности теплового проявления подкожных источников нагрева на поверхности тела человека // ДАН. 2008. Т. 420, № 4. С. 551-555 / Ivanitskiy GR, Deev AA, Pashovkin TN, Khizhnyak EP, Khizhnyak LN, Tsyganov MA. Osobennosti teplovogo proyavleniya podkozhnykh istochnikov nagreva na poverkhnosti tela che-loveka [Display peculiarities of hypodermic heating sources on the human body surface]. DAN. 2008;420(4):551-5. Russian.
4. Иваницкий Г.Р., Деев А.А., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н. Анализ теплового рельефа на теле человека // Технологии живых систем. 2007. Т. 4, №5-6. С. 43-50 / Ivanitskiy GR, Deev AA, Khizhnyak EP, Khizhnyak LN. Analiz teplovogo rel'efa na tele cheloveka [Analysis of human body thermal relief]. Tekhnologii zhivykh sistem. 2007;4(5-6):43-50. Russian.
5. Иваницкий Г.Р., Маевский Е.И., Смуров С.В., Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н. Повышение диагностической информативности инфракрасных изображений с использованием методов нелинейного контрастирования // Известия института инженерной физики. 2016. №4 (42). С. 83-89 / Ivanitskiy GR, Maevskiy EI, Smurov SV, Khizhnyak EP, Khizhnyak LN. Povyshenie diagnosticheskoi informativnosti in-frakrasnykh izobrazheniy s ispolzovaniem metodov nelineinogo kon-trastirovaniya [Improvement of infrared images diagnostic informativity using non-linear construction methods]. Isvestiya instituta inzhenernoy fiziki. 2016;4(42):83-9. Russian.
6. Иваницкий Г.Р., Хижняк Е.П., Деев А.А. Биофизические основы медицинского тепловидения // Биофизика. 2012. Т. 57, В.1. С. 130-139 / Ivanitskiy GR, Khizhnyak EP, Deev AA. Biofizicheskie osnovy medicinskogo teplovideniya [Biophysical base of medical thermal imaging]. Biofizika. 2012;57(1):130-9. Russian.
7. Маевский Е.И., Смуров С.В., Хижняк Л.Н., Хижняк Е.П. Настоящее и будущее инфракрасной термографии // Известия института инженерной физики. 2015. №1. С. 2-12 / Maevskiy EI,
Smurov SV, Khizhnyak EP, Khizhnyak LN. Nastoyashchee i budushchee infrakrasnoy termografii [Present and future of infrared thermography]. Isvestiya instituta inzhenernoy fiziki. 2015;1:2-12. Russian.
8. Применение тепловидения в многопрофильных больницах и поликлиниках. Методические рекомендации. // Под ред. д.т.н.. проф. М.М. Мирошникова. Л., 1982. 84 с. / Primeneniye teplovideniya v mnogoprofilnykh bolnitsakh. Metodicheskie rekomendacii [Usage of thermal imaging in multidisciplinary hospitals. Methodological recommendations]. edited by d.t.n. prof. M.M. Miroshnikov. L;1982. Russian.
9. Хижняк Л.Н., Хижняк Е.П., Иваницкий Г.Р. Диагностические возможности матричной инфракрасной термографии. Проблемы и перспективы // Вестник новых медицинских технологий. 2012. № 4. С. 170-176 / Khizhnyak LN, Khizhnyak EP, Ivanitskiy GR. Diagnosticheskie vozmozhnosti matrichnoy infrakrasnoy termografii. Problemy i perspektivy [The diagnostic opportunities of infrared thermography. Problems and perspectives]. Journal of New Medical Technologies. 2012;4:170-6. Russian.
10. Anbar M. Quantitative Dynamic Telethermographv in Medical Diagnosis. CRC Press: Boca Raton, 1994. P. 1-180 / Anbar M. Quantitative Dynamic Telethermographv in Medical Diagnosis. CRC Press: Boca Raton; 1994.
11. Brian M. Sanchez, Mark Lesch, David Brammer, Susan E. Bove, Melissa Thiel, Kenneth S. Kilgore. Use of a portable thermal imaging unit as a rapid, quantitative method of evaluating inflammation and experimental arthritis // Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 2008. № 57. P. 169-175 / Brian M. Sanchez, Mark Lesch, David Brammer, Susan E. Bove, Melissa Thiel, Kenneth S. Kilgore. Use of a portable thermal imaging unit as a rapid, quantitative method of evaluating inflammation and experimental arthritis. Journal of Pharmacological and Toxico-logical Methods. 2008;57:169-75.
12. Cornelius J. Willers. Electro-optical system analysis and design. A radiometry perspective. SPIE PRESS, Bellingham, Washington, USA, 2021. P. 153-160 / Cornelius J. Willers. Electro-optical system analysis and design. A radiometry perspective. SPIE PRESS, Bellingham, Washington, USA; 2021.
13. Ring E.F.J., Ammer K. Infrared thermal imaging in medicine. // Physiological Measurement (IOP Publishing). 2012. № 33. P. 33-46 / Ring EFJ, Ammer K. Infrared thermal imaging in medicine. Physiological Measurement (IOP Publishing). 2012;33:33-46.
14. Tay M.R., Low Y.L., Zhao X., Cook A.R., Lee V.J. Comparison of Infrared Thermal Detection Systems for mass fever screening in a tropical healthcare setting // Public Health. 2015. № 129. P. 1471-1478 / Tay MR, Low YL, Zhao X, Cook AR. Lee VJ. Comparison of Infrared Thermal Detection Systems for mass fever screening in a tropical healthcare setting. Public Health. 2015;129:1471-8.
Библиографическая ссылка:
Хижняк Е.П., Хижняк Л.Н., Никитин А.К. Возможности использования миниатюрных матричных ИК камер, работающих под управлением смартфонов, в медицинской диагностике. Проблемы и перспективы // Вестник новых медицинских технологий. 2023. №4. С. 101-107. БОТ: 10.24412/1609-2163-2023-4-101-107. ББМ БЛЬЬОР.
Bibliographic reference:
Khizhnyak EP, Khizhnyak LN, Nikitin AK. Vozmozhnosti ispol'zovaniya miniatyurnykh matrichnykh IK kamer, rabotayushchikh pod up-ravleniem smartfonov, v meditsinskoy diagnostike. Problemy i perspektivy [Possibilities of using miniature ir cameras operating under the control of smartphones in medical diagnostics. Problems and prospects]. Journal of New Medical Technologies. 2023;4:101-107. DOI: 10.24412/1609-2163-2023-4-101-107. EDN SALLQP. Russian.
