Metodologia de normalização de análise do campo de temperaturas em imagem infravermelha humana

Orientador : Prof. Dr. Jose Viriato Coelho VargasTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 23/03/2011Bibliografia: fls. 102-109Resumo: A imagem infravermelha é um exame diagnóstico ainda emergente no campo da Medicina. No entanto, já bem estabelecido e utilizado na Engenharia. A principal razão para esse contraste é a falta de métodos quantitativos confiáveis para associar leituras de temperatura da pele humana aos fenômenos fisiológicos e das doenças, uma vez que a temperatura da superfície corporal exposta é altamente dependente das condições ambientais e do metabolismo do próprio indivíduo. Portanto, uma proposta seria normalizar as leituras de temperatura para qualquer localização da superfície corporal, i.e., independente do ambiente e da temperatura corporal do indivíduo. Em função dos problemas detectados no estado-da-arte da Medicina, identificou-se que as contribuições de métodos matemáticos bem estabelecidos na Engenharia podem vir a transformar a imagem infravermelha em método de diagnóstico e monitorização de enfermidades seguro e eficaz. Assim, esta tese de doutorado teve como objetivos gerais: i) verificar se é viável o uso da técnica de normalização térmica cutânea considerando temperatura ambiente e central do paciente para estudo termográfico infravermelho médico, e ii) determinar os valores normalizados, por região e por gradientes conjugados de diversas áreas simétricas do corpo humano, para diagnóstico das enfermidades mais comumente citadas na literatura da termografia médica. Para tanto, foram avaliados por termografia infravermelha, 104 voluntários saudáveis (61 mulheres) com idade entre 17 a 72 anos, e também um grupo com enfermidades que contou ao todo com 900 pacientes, destes 35 casos com tumor de mama, 56 com doenças benignas da mama (displasia mamária, cistos, mastite), 99 casos de artrite em joelhos, 27 de sacroileíte, 331 casos de síndrome de dor miofascial, 236 casos de síndrome fibromiálgica, 77 casos de distúrbio do sono, 35 casos de febre e 4 casos de amputação parcial de extremidade. Os principais resultados foram a determinação dos valores normais das faixas de temperatura normalizadas, tanto de gradientes conjugados de áreas simétricas como da temperatura adimensionalizada de diversas regiões do corpo humano. Além disso, a metodologia atingiu sensibilidade e especificidade elevadas para diagnóstico de diferentes doenças comumente avaliadas por termografia. Consequentemente, o método de gradientes conjugados de temperatura adimensionalizada em conjunto com o valor absoluto de temperatura adimensional da região de interesse, com ajuda da isoterma (alarme de cor), é viável e eficaz para diagnóstico de enfermidades que comumente causam anormalidades na distribuição de temperatura cutânea.Abstract: The infrared imaging is still an emerging diagnostic exam in medicine. However, it is a well-established field in engineering. The main reason for this disparity is the lack of safe quantitative methods to correlate the skin temperature readings with physiological phenomena and diseases, since the temperature of the exposed body surface is highly dependent on environmental conditions and individual metabolism. Thus, a way to normalize the temperature readings for any surface of the body site would be very useful in medical practice, i.e., regardless of environmental conditions and the individual's body temperature. In the light of the problems noticed in medical state-of-the-art identified that the contribution of well-established methodologies in engineering today could convert infrared imaging on a precise and efficient method of diagnosis and monitoring. Thus, the proposed doctoral thesis, has the following main purposes: i) to verify the feasibility of a standardization methodology of cutaneous thermal readings considering the environmental and central body temperature for medical infrared thermography studies; ii) to define the normalized values per region of interest (ROI) and symmetrical conjugated gradients of human body, for the diagnosis of the most common diseases cited at medical thermography literature. For that, it was evaluated by infrared thermography, 104 healthy volunteers (61 women), between 17 and 72 years, and also an abnormal group with a total of 900 patients. This group was composed by 99 knee arthritis, 27 sacroiliites, 331 miofascial pain syndrome, 236 fibromyalgia, 77 sleep disorders, 35 fever and 4 ischemic limbs cases. The main results established the normal value of normalized temperature ranges for conjugated gradients of symmetrical areas and also the adimensional temperature of the different human body ROI. Further than, the methodology reached high diagnostic sensibility and specificity for common thermographic studied pathologies. Therefore, the temperature conjugated gradients method in conjunction with the ROI absolute adimensional temperature, with isotherm (color alarm) aid, is feasible and efficient for diseases diagnosis that alters the skin temperature

The use of infrared thermography in evaluating returns to work in an extended rehabilitation program (PRA)

Even with proper treatment of patients with repetitive strain injuries/ work-related musculoskeletal disorders (RSI/WRULD), on certain occasions returning to work can be a difficult judgment call. There are frequent complaints of symptoms not improving or combined with co-morbid associations such as fibromyalgia syndrome. The purpose of this study was to compare the thermal patterns found by a clinical return-to-work evaluation of patients with RSI/WRULD in a double-blind clinical thermographic study. 128 patients were studied suffering from RSI/WRULD from a meat-packing plant from which 62 patients were selected for evaluation to return to work. Of these, 3.2% were cleared for immediate return to work, 77.4% were kept out for 60 days, 6.4% were kept out for 6 months, and 12.9% were retired on disability. Thermal alterations had a direct correlation with the experts' work classifications according to the number of injuries, etiology, thermal differential, and thermographic index for fibromyalgia syndrome. Cutaneous thermometry by infrared thermography has proven itself a useful and objective supplementary method to support clinical evaluations in defining one's capacity to work.Em certas ocasiões, mesmo com tratamento corretamente instituído em pacientes com lesões por esforços repetitivos/distúrbios osteomusculares relacionados ao trabalho (LER/DORT), depara-se com situações de difícil julgamento quanto ao retorno ao trabalho. Muitas vezes por uma queixa persistente de não melhora dos sintomas ou quando associado a outras comorbidades, como síndrome fibromiálgica. O objetivo deste estudo foi comparar os padrões térmicos encontrados com a avaliação pericial de retorno ao trabalho de pacientes acometidos por LER/DORT, por meio de avaliação clínica e termográfica duplo-cega. Foram avaliados 128 pacientes, acometidos por LER/DORT de uma empresa do setor da agroindústria- frigorífico, onde um grupo de 62 pacientes foi selecionado para perícia quanto ao retorno ao trabalho. Destes, 3,2% tiveram retorno imediato ao trabalho, 77,4% afastamento por 60 dias, 6,4%, afastamento por 6 meses e 12,9% aposentadoria por invalidez. As alterações térmicas tiveram direta correlação com a classificação de retorno às atividades realizadas pelos peritos, segundo critérios de número de lesões, natureza etiológica, diferencial térmico e índice termográfico para síndrome fibromiálgica. A termometria cutânea por termografia infravermelha demonstrou-se como método complementar útil e objetivo no apoio a avaliação pericial para definição de capacidade ou incapacidade para o trabalho

Identification of Body Contouring Surgery Complications by Multispectral RGB/Infrared Thermography Imaging

Infrared thermography can assist in the documentation of inflammatory vascular healing reactions and tissue perfusion resulting from esthetic surgical procedures in different parts of the body and face. Both in preoperative planning and in its postoperative evolutionary behavior. Infrared thermography is a functional imaging technique of cutaneous vascular activity using long-infrared electromagnetic radiation emitted by tissue cells. It can accurately identify terminal cutaneous perforating vessels related to greater or lesser skin perfusion, non-invasively, quickly, painlessly, safely and without emission of ionizing radiation by scanning a segment or entire body in a single image. This facilitates the evaluation of patients undergoing lipoabdominoplasty and their postoperative follow-up. Monitoring of new techniques and traditional procedures with infrared scanning technology helps in the early diagnostic elucidation of complications (edema, seromas, epidermolysis, hematoma, dehiscence, infection, necrosis), evolutionary studies of healing and local effects of thermoguided procedures (such as manual therapy, laser photobiomodulation, ultrasound, radiofrequency, hyperbaric oxygen therapy) direct the treatment with more objectivity, better results, and safety

Documentation of myofascial pain syndrome with infrared imaging Marcos

Os pontos-gatilho (PG) miofasciais são encontrados em muitas lesões cervicais com hiperextensão/hiperflexão, discopatias e lesões/ desordens por esforço repetitivo. Desde o extremo da simulação, ao frustrante dilema na investigação objetiva da dor crônica, uma das indicações básicas e melhores da comprovação por imagem infravermelha (IR) é a de documentar afecções de tecidos moles, particularmente nos casos em que não são demonstradas por exames radiológicos, eletroneuromiográficos ou laboratoriais. Os autores revisaram a literatura sobre imagem IR na documentação da síndrome dolorosa miofascial. O exame por IR é complemento essencial do diagnóstico clínico mostrando objetivamente PG na forma de pontos aquecidos hiperradiantes. Estas áreas hiperradiantes, correspondem a PG dolorosos anotados no exame clínico. Estes são corroborados pela sensibilidade local e confirmação da dor pelos pacientes. As áreas dolorosas referidas se apresentam termicamente assimétricas com o lado oposto. Os PG latentes, não objetivamente queixados pelos pacientes durante o exame IR, também são descritos sob a forma de pontos hiperradiantes. A presença destes PG latentes pode ser confirmada pela algometria de pressão nestas áreas. Após infiltração/agulhamento há alteração do perfil térmico cutâneo demonstrando resposta neurovegetativa simpática imediata. As alterações de imagem IR se constituem, assim, em importante recurso objetivo na demonstração de PG miofasciais, correlatos com as queixas objetivas do paciente. A documentação dos PG por imagem IR é útil no direcionamento para causa da dor, orientação do tratamento adequado, assim como avaliação de sua resposta.The myofascial trigger points (TP) are involved as much pathologies of hyperextension/hyperflexion cervical injuries, disc injuries, and overuse injuries. One of the basic indications and clinical uses of infrared (IR) imaging is documentation of soft tissue pathology, particularly in conditions which cannot be demonstrated on radiologic tests, electroneuromyography or laboratory workup. The authors review the literature regarding IR imaging in the documentation of myofascial pain syndrome. The IR imaging is a diagnostic test which objectively documents TP in the form of hyperradiant hot spots. These hyperradiant spots corresponding to areas of pain usually represent active TP in clinical examination. They can be corroborated by local tenderness in the region, thus confirming the patient’s complaint. The areas of pain are presented as thermal asymmetry between corresponding areas of opposite sides of the body. Latent TP, not subject to patient complaints at the time of IR imaging examination, are detected in the form of hyperradiant spots. The presence of these latent TP can be documented by abnormal pressure threshold measurement in these areas. There was an alteration of the skin thermal profile after TP local anesthesia/dry needling demonstrating an immediate neurovegetative sympathetic response. The IR imaging findings represent an objective mean to document TP, thus corroborating with the subjective patient’s complaints. The documentation of TP by IR imaging is important to introduce the most adequate treatment directed the pain cause as well as to evaluate its response

Metodologia de normalização de análise do campo de temperaturas em imagem infravermelha humana

Orientador : Prof. Dr. Jose Viriato Coelho VargasTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 23/03/2011Bibliografia: fls. 102-109Resumo: A imagem infravermelha é um exame diagnóstico ainda emergente no campo da Medicina. No entanto, já bem estabelecido e utilizado na Engenharia. A principal razão para esse contraste é a falta de métodos quantitativos confiáveis para associar leituras de temperatura da pele humana aos fenômenos fisiológicos e das doenças, uma vez que a temperatura da superfície corporal exposta é altamente dependente das condições ambientais e do metabolismo do próprio indivíduo. Portanto, uma proposta seria normalizar as leituras de temperatura para qualquer localização da superfície corporal, i.e., independente do ambiente e da temperatura corporal do indivíduo. Em função dos problemas detectados no estado-da-arte da Medicina, identificou-se que as contribuições de métodos matemáticos bem estabelecidos na Engenharia podem vir a transformar a imagem infravermelha em método de diagnóstico e monitorização de enfermidades seguro e eficaz. Assim, esta tese de doutorado teve como objetivos gerais: i) verificar se é viável o uso da técnica de normalização térmica cutânea considerando temperatura ambiente e central do paciente para estudo termográfico infravermelho médico, e ii) determinar os valores normalizados, por região e por gradientes conjugados de diversas áreas simétricas do corpo humano, para diagnóstico das enfermidades mais comumente citadas na literatura da termografia médica. Para tanto, foram avaliados por termografia infravermelha, 104 voluntários saudáveis (61 mulheres) com idade entre 17 a 72 anos, e também um grupo com enfermidades que contou ao todo com 900 pacientes, destes 35 casos com tumor de mama, 56 com doenças benignas da mama (displasia mamária, cistos, mastite), 99 casos de artrite em joelhos, 27 de sacroileíte, 331 casos de síndrome de dor miofascial, 236 casos de síndrome fibromiálgica, 77 casos de distúrbio do sono, 35 casos de febre e 4 casos de amputação parcial de extremidade. Os principais resultados foram a determinação dos valores normais das faixas de temperatura normalizadas, tanto de gradientes conjugados de áreas simétricas como da temperatura adimensionalizada de diversas regiões do corpo humano. Além disso, a metodologia atingiu sensibilidade e especificidade elevadas para diagnóstico de diferentes doenças comumente avaliadas por termografia. Consequentemente, o método de gradientes conjugados de temperatura adimensionalizada em conjunto com o valor absoluto de temperatura adimensional da região de interesse, com ajuda da isoterma (alarme de cor), é viável e eficaz para diagnóstico de enfermidades que comumente causam anormalidades na distribuição de temperatura cutânea.Abstract: The infrared imaging is still an emerging diagnostic exam in medicine. However, it is a well-established field in engineering. The main reason for this disparity is the lack of safe quantitative methods to correlate the skin temperature readings with physiological phenomena and diseases, since the temperature of the exposed body surface is highly dependent on environmental conditions and individual metabolism. Thus, a way to normalize the temperature readings for any surface of the body site would be very useful in medical practice, i.e., regardless of environmental conditions and the individual's body temperature. In the light of the problems noticed in medical state-of-the-art identified that the contribution of well-established methodologies in engineering today could convert infrared imaging on a precise and efficient method of diagnosis and monitoring. Thus, the proposed doctoral thesis, has the following main purposes: i) to verify the feasibility of a standardization methodology of cutaneous thermal readings considering the environmental and central body temperature for medical infrared thermography studies; ii) to define the normalized values per region of interest (ROI) and symmetrical conjugated gradients of human body, for the diagnosis of the most common diseases cited at medical thermography literature. For that, it was evaluated by infrared thermography, 104 healthy volunteers (61 women), between 17 and 72 years, and also an abnormal group with a total of 900 patients. This group was composed by 99 knee arthritis, 27 sacroiliites, 331 miofascial pain syndrome, 236 fibromyalgia, 77 sleep disorders, 35 fever and 4 ischemic limbs cases. The main results established the normal value of normalized temperature ranges for conjugated gradients of symmetrical areas and also the adimensional temperature of the different human body ROI. Further than, the methodology reached high diagnostic sensibility and specificity for common thermographic studied pathologies. Therefore, the temperature conjugated gradients method in conjunction with the ROI absolute adimensional temperature, with isotherm (color alarm) aid, is feasible and efficient for diseases diagnosis that alters the skin temperature

Can Dual Infrared–Visual Thermography Provide a More Reliable Diagnosis of Perforator Veins and Reflux Severity?

The accurate identification of perforator veins (PV) in asymptomatic veins that do not meet the criteria established by venous Doppler (VD) is a complex challenge, considered the gold standard in diagnosis, and is operator-dependent. This study explored the potential of dual infrared–visual thermography (IRVT) to identify PV in 99 patients aged 29 to 80 years. IRVT was conducted using a high-definition hyperspectral visual–infrared sensor. The temperature difference (ΔT) between maximum temperature (Tmax) and minimum temperature (Tmin) within the region of interest (ROI) served as an indicator for assessing vascular dysfunction severity. Comparative analysis was performed with VD results obtained using a Doppler ultrasound unit equipped with a 7.5 MHz linear transducer. Significant statistical differences (p < 0.05) in ΔT (Tmax−Tmin) were observed among PV sites categorized by reflux severity: no reflux (ΔT = 1.2 °C), mild reflux (ΔT = 1.8 °C), moderate reflux (ΔT = 2.9 °C), and severe reflux (ΔT = 3.6 °C). This study concludes that IRVT effectively distinguishes varying degrees of vascular reflux severity. IRVT shows promise as a non-invasive, radiation-free tool to enhance PV identification, especially in challenging cases, potentially improving patient outcomes and healthcare management. Further research is required to validate and refine its diagnostic utility

Exploring Facial Thermography Patterns in Women with Chronic Migraine

(1) Background: Chronic migraine is a debilitating neurological condition affecting millions worldwide. This study delves into the facial point-of-care (POC) thermographic patterns of women with chronic migraine, aiming to shed light on the condition’s pathophysiology and diagnostic potential. (2) Methods: Using infrared POC thermography, the facial temperature distribution of 24 female participants with chronic migraine were analyzed. (3) Results: The findings revealed significant temperature asymmetry in women with right-sided unilateral headaches, particularly in the right frontal and temporal regions. Notably, individuals with bilateral pain did not exhibit thermal pattern differences, suggesting potential diagnostic complexities. While these results offer valuable insights, further research with larger samples is warranted (4) Conclusions: Facial thermography holds promise as an adjunctive tool for migraine diagnosis and understanding its neurophysiological basis; however, cautious interpretation is advised, given the need for validation and expanded investigations. Improved diagnostic criteria and treatment strategies may emerge from this ongoing exploration, ultimately enhancing the quality of life of chronic migraine sufferers

Imagens infravermelhas na avaliação do pé diabético

Introdução: O diabetes é patologia frequente, de distribuição universal cuja incidência do tipo 2 vem aumentando com a obesidade. A identificação precoce das patologias de origem dermatológica, vascular, ortopédica e neurológica auxilia o diagnóstico e o tratamento do pé diabético. Objetivo: Avaliar por termografia os pés de pacientes pré-diabéticos e diabéticos portadores de onicomicose, com o intuito de identificar o comprometimento vascular, neurológico e ortopédico, bem como acompanhar a evolução clínica. Métodos: Captação de imagens infravermelhas basais e após teste de estímulo ao frio com sensor infravermelho em ambiente controlado. Resultados: Esse exame possibilitou a suspeita de neuropatia periférica de fibras finas, áreas de pressão de calçados e avaliação da progressão do pé de Charcot. Conclusões: O exame por meio de imagens infravermelhas associado ao exame dermatológico pode ser instrumento propedêutico para a identificação precoce de alterações vasomotoras nas plantas dos pés, também em pacientes assintomático