The Propagation of the Temperature Wave in Myocardium

The method for estimating the rate of propagation of temperature waves in the myocardium during hypothermia and hyperthermia of the heart based on noninvasive temperature control on the heart surface in conditions of cardiopulmonary bypass is proposed. The solution of the heat conduction equation for temperature waves in the myocardium is presented, which allows determining at each point of the medium the temperature change function, as well as the amplitude and phasing velocity of the temperature wave upon cooling and warming of the heart in conditions of cardiopulmonary bypass. The velocity distribution for the temperature field on the surface of the myocardium and in the depth of tissues during the hypothermia and hyperthermia of the heart is obtained.The thermographic images of the heart during controlled hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass are obtained. The study of the conditions for spreading the temperature wave in the myocardium is performed, which allows to improve the means of intraoperative protection of vital organs and tools for controlling its effectiveness. The results of introduction of methods of non-invasive temperature control in cardiac surgery and the process of intraoperative cardiac protection in the temperature range from +10°С to +38°С are presented

Мікропроцесорна техніка. Практикум з дисципліни для студентів спеціальностей 163 «Біомедична інженерія» та 152 «Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка»

The workshop on the discipline "Microprocessor Engineering" contains practical classes and laboratory work performed using software Arduino UNO series microprocessor programming environment (Arduino Genuino), laboratory models of measuring equipment using software and information support of National Instruments LabVIEW. Educational the publication is recommended for higher educational institutions of Ukraine with teaching specialties 163 "Biomedical Engineering" and 152 "Metrology and Information Measurement Technology".Практикум з дисципліни «Мікропроцесорна техніка» містить практичні заняття та лабораторні роботи, що виконуються за допомогою програмного забезпечення в середовищі програмування мікропроцесорів серії Arduino UNO (Arduino Genuino), лабораторних макетів вимірювальної апаратури з використанням програмного та інформаційного забезпечення засобів National Instruments LabVIEW. Навчальне видання рекомендовано для вищих навчальних закладів України з викладанням спеціальностей 163 «Біомедична інженерія» та 152 «Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка».Практикум по дисциплине «Микропроцессорная техника» содержит практические занятия и лабораторные работы, выполняемые с помощью программного обеспечения в среде программирования микропроцессоров серии Arduino UNO (Arduino Genuino), лабораторных макетов измерительной аппаратуры с использованием программного и информационного обеспечения средств National Instruments LabVIEW. Учебное издание рекомендовано для высших учебных заведений Украины с преподаванием специальностей 163 «Биомедицинская инженерия» и 152 «Метрология и информационно-измерительная техника»

Метод цифрової обробки відеоданих термограм при операціях на відкритому серці з фільтрацією візуальних фонів міокарда

Background. The implementation of the video data digital processing method of cardiac thermograms in the extracorporeal circulation is considered.Objective. The aim of the paper is to apply digital image processing methods to the video sequence of cardiac thermograms to quantify the temperature gradient observed on the myocardium surface during hypothermia and hyperthermia in the extracorporeal circulation.Methods. To obtain the initial video data, which represent a sequence of heart thermograms, a thermal imager, and a video capture and storage device are used. For analysing the temperature field, thermal imaging diagnostic methods, and digital image processing methods are used, which allow obtaining a binary image for quantitative evaluation of temperature gradients between blood in vessels and myocardium when the heart is heated or cooled, respectively.Results. As a result of digital processing of the video data of the heart thermograms, the areas in the myocardium and the contours of the coronary vessels are distinguished, in which the temperature change is significantly ahead of or lagging behind the average temperature on the surface when the heart is heated or cooled. The application of the method of digital processing of thermograms allows visualizing the spread of temperature profiles on the myocardium surface and evaluating myocardial metabolism at different stages of perfusion.Conclusions. The results of video data digital processing of heart thermograms allow supplementing the information on the temperature and homogeneity of blood vessels during cooling and warming of the heart in the extracorporeal circulation. Non-invasive temperature control makes it possible to minimize the time of cardiopulmonary bypass and to provide conditions for maximum protection of the myocardium and brain in the extracorporeal circulation.Проблематика. Рассматривается реализация метода цифровой обработки видеоданных термограмм сердца в условиях искусственного кровообращения.Цель исследования. Целью работы является применение методов цифровой обработки изображений для видеопоследовательности термограмм сердца для количественной оценки градиента температуры, который наблюдается на поверхности миокарда в процессе гипотермии и гипертермии в условиях искусственного кровообращения.Методика реализации. Для получения исходных видеоданных, которые представляют последовательность термограмм сердца, применяются тепловизор и устройство захвата и сохранения видеоизображения. При анализе температурного поля применяются методы тепловизионной диагностики и методы цифровой обработки изображений, которые позволяют получить бинарное изображение для количественной оценки градиентов температуры между кровью в сосудах и миокардом при нагревании или охлаждении сердца.Результаты исследования. В результате цифровой обработки видеоданных термограмм сердца выделены области в миокарде и контуры коронарных сосудов, в которых изменение температуры значительно опережает или отстает от средней температуры на поверхности при согревании или охлаждении сердца. Применение метода цифровой обработки термограмм позволяет визуализировать распространение температурных профилей на поверхности миокарда и оценивать метаболизм миокарда на разных стадиях перфузии.Выводы. Результаты цифровой обработки видеоданных термограмм сердца позволяют качественно дополнить информацию о температуре и однородности сосудов во время охлаждения и согревания сердца в условиях искуственного кровообращения. Неинвазивный контроль температуры позволяет минимизировать время проведения искусственного кровообращения и обеспечить условия максимальной защиты миокарда и мозга в условиях искусственного кровообращения.Проблематика. Розглядається реалізація методу цифрової обробки відеоданих термограм серця в умовах штучного кровообігу.Мета дослідження. Метою роботи є застосування методів цифрової обробки зображень для відеопослідовності термограм серця для кількісної оцінки градієнта температури, який спостерігається на поверхні міокарда в процесі гіпотермії та гіпертермії в умовах штучного кровообігу.Методика реалізації. Для отримання вихідних відеоданих, які відображають послідовність термограм серця, застосовуються тепловізор і пристрій захоплення та збереження відеозображення. При аналізі температурного поля застосовуються методи тепловізійної діагностики і методи цифрової обробки зображень, які дають змогу отримати бінарне зображення для кількісної оцінки градієнтів температури між кров’ю в судинах і міокардом при нагріванні або охолодженні серця.Результати дослідження. В результаті цифрової обробки відеоданих термограм серця виділені області в міокарді та контури коронарних судин, у яких зміна температури значно випереджає або відстає від середньої температури на поверхні при нагріванні або охолодженні серця. Застосування методу цифрової обробки термограм дає можливість візуалізувати поширення температурних профілів на поверхні міокарда й оцінювати метаболізм міокарда на різних стадіях перфузії.Висновки. Результати цифрової обробки відеоданих термограм серця дають змогу якісно доповнити інформацію про температуру й однорідності судин під час охолодження і зігрівання серця в умовах штучного кровообігу. Неінвазивний контроль температури дає можливість мінімізувати час проведення штучного кровообігу і забезпечити умови максимального захисту міокарда і мозку в умовах штучного кровообігу

Метод цифрової обробки відеоданих термограм при операціях на відкритому серці з фільтрацією візуальних фонів міокарда

Проблематика. Розглядається реалізація методу цифрової обробки відеоданих термограм серця в умовах штучного кровообігу. Мета дослідження. Метою роботи є застосування методів цифрової обробки зображень для відеопослідовності термограм серця для кількісної оцінки градієнта температури, який спостерігається на поверхні міокарда в процесі гіпотермії та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Методика реалізації. Для отримання вихідних відеоданих, які відображають послідовність термограм серця, застосовуються тепловізор і пристрій захоплення та збереження відеозображення. При аналізі температурного поля застосовуються методи тепловізійної діагностики і методи цифрової обробки зображень, які дають змогу отримати бінарне зображення для кількісної оцінки градієнтів температури між кров’ю в судинах і міокардом при нагріванні або охолодженні серця. Результати дослідження. В результаті цифрової обробки відеоданих термограм серця виділені області в міокарді та контури коронарних судин, у яких зміна температури значно випереджає або відстає від середньої температури на поверхні при нагріванні або охолодженні серця. Застосування методу цифрової обробки термограм дає можливість візуалізувати поширення температурних профілів на поверхні міокарда й оцінювати метаболізм міокарда на різних стадіях перфузії. Висновки. Результати цифрової обробки відеоданих термограм серця дають змогу якісно доповнити інформацію про температуру й однорідності судин під час охолодження і зігрівання серця в умовах штучного кровообігу. Неінвазивний контроль температури дає можливість мінімізувати час проведення штучного кровообігу і забезпечити умови максимального захисту міокарда і мозку в умовах штучного кровообігу

Метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця в умовах штучного кровообігу

Background. The analysis of the heat propagation rate in the myocardium with hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass is considered.Objective. Development of a method for assessing the hypothermia and cardiac hyperthermia rate, which allows quantitatively describe the heat and mass transfer between the liquid medium and the heart muscle tissue.Methods. The analysis of the heat spread rate in the myocardium during hypothermia and cardiac hyperthermia in conditions of cardiopulmonary bypass allows us to isolate from the temperature distribution on the thermogram the branches of the coronary vessels and their distal segments. The method application provides additional information for increasing the effectiveness of non-invasive heart temperature monitoring under cardiopulmonary bypass. Clinical approbation of a method for assessing the rate of hypothermia and hyperthermia was carried out, and cardiac thermograms were used in conditions of cardiopulmonary bypass, which were obtained using Flir i7 and ThermoCam E300 thermal imagers. Results. Formulas are derived and a method for estimating the rate of hypothermia and cardiac hyperthermia is developed, it is determined that the temperature acceleration can be estimated as a derivative of the temperature change rate for the maximum and minimum temperature values in the investigated area of the myocardium, and the temperature change rate during the operation is determined by the ratio of the temperature range to the temperature change time period ∆T/t  for the minimum and maximum temperature fluctuations.Conclusions. The obtained data allow determining the coronary obstruction degree and the degree of narrowing of the coronary arteries, which reduces the probability of ischemic complications after surgery on the open heart.Проблематика. Рассматривается анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения.Цель исследования. Разработка метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, который позволяет количественно описать распределение температур при тепломассообмене между жидкой средой и мышечной тканью сердца.Методика реализации. Анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения позволяет выделить из распределения температур на термограмме ветви коронарных сосудов и их дистальных участков. Применение метода дает дополнительную информацию для повышения эффективности неинвазивного контроля температуры сердца в условиях искусственного кровообращения. Проведена клиническая апробация метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, использовались термограммы сердца в условиях искусственного кровообращения, которые получены с использованием тепловизоров Flir i7 и ThermoCam E300.Результаты исследования. Выведены формулы и разработан метод оценки скорости охлаждения и согревания сердца, определено температурное ускорение, которое можно оценить в виде производной от скорости изменения температуры для максимальных и минимальных значений температуры в исследуемой области миокарда, а скорость изменения температуры в ходе операции определяется соотношением диапазона изменения температур и периода времени изменения температуры ∆T/t для колебаний минимальной и максимальной температур.Выводы. Полученные данные позволяют определить степень коронарной обструкции и степень сужения коронарных артерий, что дает возможность уменьшить вероятность ишемических осложнений после операции на открытом сердце.Проблематика. Розглядається аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу.Мета дослідження. Розробка методу оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, який дає змогу кількісно описати розподіл температур при тепломасообміні між рідким середовищем і м’язовою тканиною серця.Методика реалізації. Аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу дає змогу виділити з розподілу температур на термограмі гілки коронарних судин і їх дистальних ділянок. Застосування методу дає додаткову інформацію для підвищення ефективності неінвазивного контролю температури серця в умовах штучного кровообігу. Проведено клінічну апробацію методу оцінки швидкості гіпотермії та гіпертермії, використовувалися термограми серця в умовах штучного кровообігу, які отримані з використанням тепловізорів Flir i7 і ThermoCam E300.Результати дослідження.Виведено формули і розроблено метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, визначено температурне прискорення, яке можна оцінити у вигляді похідної від швидкості зміни температури для максимальних і мінімальних значень температури в досліджуваній області міокарда, а швидкість зміни температури в ході операції визначається співвідношенням діапазону зміни температур і періоду часу зміни температури ∆T/t для коливань мінімальної та максимальної температур.Висновки. Отримані дані дають змогу визначити ступінь коронарної обструкції та ступінь звуження коронарних артерій, що дає можливість зменшити ймовірність ішемічних ускладнень після операції на відкритому серці

Метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця в умовах штучного кровообігу

Проблематика. Розглядається аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу. Мета дослідження. Розробка методу оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, який дає змогу кількісно описати розподіл температур при тепломасообміні між рідким середовищем і м’язовою тканиною серця. Методика реалізації. Аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу дає змогу виділити з розподілу температур на термограмі гілки коронарних судин і їх дистальних ділянок. Застосування методу дає додаткову інформацію для підвищення ефективності неінвазивного контролю температури серця в умовах штучного кровообігу. Проведено клінічну апробацію методу оцінки швидкості гіпотермії та гіпертермії, використовувалися термограми серця в умовах штучного кровообігу, які отримані з використанням тепловізорів Flir i7 і ThermoCam E300. Результати дослідження.Виведено формули і розроблено метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, визначено температурне прискорення, яке можна оцінити у вигляді похідної від швидкості зміни температури для максимальних і мінімальних значень температури в досліджуваній області міокарда, а швидкість зміни температури в ході операції визначається співвідношенням діапазону зміни температур і періоду часу зміни температури ∆T/t для коливань мінімальної та максимальної температур. Висновки. Отримані дані дають змогу визначити ступінь коронарної обструкції та ступінь звуження коронарних артерій, що дає можливість зменшити ймовірність ішемічних ускладнень після операції на відкритому серці

Дискретна модель системи міокард–коронарні судини

Background. The numerical heat transfer model for a system of myocardium coronary vessels is considered.Objective. The goal is to develop a discrete model for the physical system of myocardium and coronary vessels that would make it possible to explore the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass.Methods. To solve the differential equation of heat conduction in the MSC Sinda thermal system the network method (TNM – Thermal Network Method) is used, in which system of heat equations is presented in the form of cellular-centered nodes and resistances between the nodes using the finite difference method. In constructing the model of myocardial in the MSC Sinda system the thermal contact between three-dimensional bodies is implemented – the myocardium, coronary arteries, a liquid cooling of heart.Results. Implementation of the model of heat exchange in the MSC Sinda system for infarction cooling process gives on the final process step in establishing the heat balance the temperature difference at the boundary between the myocardium and coronary vessels not more than 0,5 °C. However, in the areas of the myocardium that are removed from the coronary vessels the temperature difference exceeds 1,0 °C. The use of additional cooling for hearts allows for the cooling of myocardium with using of ice surface, that provides the unevenness reduction of the heart temperature during its cooling with cardiopulmonary bypass. This result allows exploring the dynamics of the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass.Conclusions. The discrete 3D-model of heat transfer in the layer structure of the myocardium and coronary vessels allows us to investigate the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass. The simulation results also make it possible to perform the analysis of the temperature distribution on the surface of the myocardium provided free convection of heat between the layers. Проблематика. Рассматривается реализация численной модели теплообмена для системы миокард–коронарные сосуды.Цель исследования. Разработка дискретной модели физической системы миокарда и коронарных сосудов, которая позволила бы исследовать процесс гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения.Методика реализации. Для решения дифференциального уравнения теплопроводности в системе MSC Sinda использован метод тепловой сети (TNM), в котором система уравнений теплопроводности представлена с помощью конечноразностного метода в виде клеточно-ориентированных узлов и сопротивлений между узлами. При построении модели миокарда в системе MSC Sinda реализован тепловой контакт между трехмерными телами – миокардом, коронарными артериями, жидкостью для охлаждения сердца.Результаты исследования. Реализация модели теплообмена в системе MSC Sinda для процесса охлаждения миокарда дает на конечной стадии процесса, при установлении теплового баланса, разность температур на границе между миокардом и коронарными сосудами температур не более 0,5 °C. При этом в областях миокарда, которые удалены от коронарных сосудов разность температур превышает 1,0 °C. Использование дополнительного охлаждения для сердца предусматривает охлаждение миокарда с использованием поверхности льда, что обеспечивает снижение неравномерности распределения температуры сердца при его охлаждении искусственным кровообращением. Этот результат позволяет исследовать динамику процесса гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения.Выводы. Дискретная 3D-модель теплопередачи для системы слой миокарда-коронарные сосуды позволяет исследовать процесс гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения. Результаты моделирования также дают возможность провести анализ распределения температуры на поверхности миокарда при свободной конвекции тепла между слоями.Проблематика. Розглядається реалізація числової моделі теплообміну для системи міокард–коронарні судини.Мета дослідження. Розробка дискретної моделі фізичної системи міокарда та коронарних судин, яка б дала змогу досліджувати процес гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу.Методика реалізації. Для розв’язання диференціального рівняння теплопровідності в системі MSC Sinda використано метод теплової мережі (TNM), у якому система рівнянь теплопровідності представлена за допомогою скінченнорізницевого методу у вигляді клітино-орієнтованих вузлів і опорів між вузлами. При побудові моделі міокарда в системі MSC Sinda реалізований тепловий контакт між тривимірними тілами – міокардом, коронарними артеріями, рідиною для охолодження серця.Результати дослідження. Реалізація моделі теплообміну в системі MSC Sinda для процесу охолодження міокарда дає на кінцевій стадії процесу, при встановленні теплового балансу, різницю температур на межі між міокардом і коронарними судинами температур не більше 0,5 °C. При цьому в областях міокарда, які віддалені від коронарних судин, різниця температур перевищує 1,0 °C. Використання додаткового охолодження для серця передбачає охолодження міокарда з використанням поверхні льоду, що забезпечує зниження нерівномірності розподілу температури серця при його охолодженні штучним кровообігом. Цей результат дає змогу досліджувати динаміку процесу гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу.Висновки. Дискретна 3D-модель теплопередачі для системи шар міокарда–коронарні судини дає змогу досліджувати процес гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Результати моделювання також дають можливість провести аналіз розподілу температури на поверхні міокарда за умови вільної конвекції тепла між шарами

Неінвазивний контроль температури серця при гіпо- і гіпертермії в умовах штучного кровообігу

Background.The implementation of the method of non-invasive control of heart temperature based on the model of heat exchange in the myocardium during extracorporeal circulation is considered.Objective. The purpose of the research is the use of numerical simulation methods in the MSC Sinda system to estimate the temperature gradient that is observed on the surface of the myocardium during hypo- and hyperthermia in the conditions of artificial circulation.Methods. To obtain the original data in the cardiopulmonary bypass loop temperature sensor system in arterial, venous, and cardioplegic lines is used. When assessing the temperature gradient applied of thermal diagnostics methods and analysisof thermograp in the infrared spectrum that allow getting data for the simulation of heat transfer process between the myocardium and coronary vessels in the MSC Sinda system.Results. As a result of numerical modeling 2D-model of heat exchange in the myocardiumwas proposed and the comparative analysis of thermal images of open heart with hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass was carried out. Carrying out non-invasive temperature measurement and simulation results of heat transfer on the surface of the myocardium allow more accurately adjust the speed of warming (hyperthermia) of venous blood in the heat exchanger.Conclusions. The simulation results allow supplementing the qualitative indications of system sensors for cardiopulmonary bypass. Application of thermal diagnostics methods and imaging analysis of thermograms for the monitoring of venous return temperature cardiopulmonary bypass circuit that allows you to adjust the flow of blood to the hollow veins with using venous occlusion line change with the clamp or a special device.Проблематика. Рассматривается реализация метода неинвазивного контроля температуры сердца на основе модели теплообмена в миокарде при искусственном кровообращении.Цель исследования. Целью исследования является применение методов численного моделирования в системе MSC Sinda для оценки градиента температуры, который наблюдается на поверхности миокарда в процессе гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения.Методика реализации. Для получения исходных данных в контуре искусственного кровообращения применяется система температурных датчиков в артериальной, венозной и кардиоплегической линиях. При оценке градиента температур применяются методы тепловизионной диагностики и анализа термограмм в инфракрасном спектре, которые позволяют получить исходные данные для моделирования процесса теплообмена между миокардом и коронарными сосудами в системе MSC Sinda.Результаты исследования. В результате численного моделирования предложена 2D-модель теплообмена в миокарде и выполнен сравнительный анализ термограмм открытого сердца при гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения. Проведение неинвазивного измерения температуры и результаты моделирования процесса теплообмена на поверхности миокарда позволяют с большей точностью регулировать скорость согревания (гипертермии) венозной крови в теплообменнике.Выводы. Результаты моделирования позволяют качественно дополнить показания системы датчиков аппарата искусственного кровообращения. Применение методов тепловизионной диагностики и анализа термограмм для контроля температуры венозного возврата в контуре искусственного кровообращения позволяет регулировать приток крови к полым венам с помощью изменения окклюзии венозной линии зажимом или специальным устройством.Проблематика. Розглядається реалізація методу неінвазивного контролю температури серця на основі моделі тепло­обміну в міокарді при штучному кровообігу.Мета дослідження. Метою дослідження є застосування методів числового моделювання в системі MSC Sinda для оцінки градієнта температури, який спостерігається на поверхні міокарда в процесі гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу.Методика реалізації. Для отримання вихідних даних у контурі штучного кровообігу застосовується система температурних датчиків в артеріальній, венозній і кардіоплегічній лініях. При оцінці градієнта температур застосовуються методи тепловізійної діагностики й аналізу термограм в інфрачервоному спектрі, які дають змогу одержати вихідні дані для моделювання процесу теплообміну між міокардом і коронарними судинами в системі MSC Sinda.Результати дослідження. В результаті числового моделювання запропоновано 2D-модель теплообміну в міокарді і виконано порівняльний аналіз термограм відкритого серця при гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Проведення неінвазивного вимірювання температури і результати моделювання процесу теплообміну на поверхні міокарда дають можливість більш точно регулювати швидкість зігрівання (гіпертермії) венозної крові в теплообміннику.Висновки. Результати моделювання дають змогу якісно доповнити показання системи датчиків апарата штучного кровообігу. Застосування методів тепловізійної діагностики й аналізу термограм для контролю температури венозного повернення в контурі штучного кровообігу дає можливість регулювати приплив крові до порожнистих вен за допомогою зміни оклюзії венозної лінії затискачем або спеціальним пристроєм

Assessment Method of Cooling and Heart Rewarming Speed under Cardiopulmonary Bypass

Проблематика. Розглядається аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу. Мета дослідження. Розробка методу оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, який дає змогу кількісно описати розподіл температур при тепломасообміні між рідким середовищем і м’язовою тканиною серця. Методика реалізації. Аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу дає змогу виділити з розподілу температур на термограмі гілки коронарних судин і їх дистальних ділянок. Застосування методу дає додаткову інформацію для підвищення ефективності неінвазивного контролю температури серця в умовах штучного кровообігу. Проведено клінічну апробацію методу оцінки швидкості гіпотермії та гіпертермії, використовувалися термограми серця в умовах штучного кровообігу, які отримані з використанням тепловізорів Flir i7 і ThermoCam E300. Результати дослідження.Виведено формули і розроблено метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, визначено температурне прискорення, яке можна оцінити у вигляді похідної від швидкості зміни температури для максимальних і мінімальних значень температури в досліджуваній області міокарда, а швидкість зміни температури в ході операції визначається співвідношенням діапазону зміни температур і періоду часу зміни температури ∆T/t для коливань мінімальної та максимальної температур. Висновки. Отримані дані дають змогу визначити ступінь коронарної обструкції та ступінь звуження коронарних артерій, що дає можливість зменшити ймовірність ішемічних ускладнень після операції на відкритому серці.Background. The analysis of the heat propagation rate in the myocardium with hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass is considered. Objective. Development of a method for assessing the hypothermia and cardiac hyperthermia rate, which allows quantitatively describe the heat and mass transfer between the liquid medium and the heart muscle tissue. Methods. The analysis of the heat spread rate in the myocardium during hypothermia and cardiac hyperthermia in conditions of cardiopulmonary bypass allows us to isolate from the temperature distribution on the thermogram the branches of the coronary vessels and their distal segments. The method application provides additional information for increasing the effectiveness of non-invasive heart temperature monitoring under cardiopulmonary bypass. Clinical approbation of a method for assessing the rate of hypothermia and hyperthermia was carried out, and cardiac thermograms were used in conditions of cardiopulmonary bypass, which were obtained using Flir i7 and ThermoCam E300 thermal imagers. Results. Formulas are derived and a method for estimating the rate of hypothermia and cardiac hyperthermia is developed, it is determined that the temperature acceleration can be estimated as a derivative of the temperature change rate for the maximum and minimum temperature values in the investigated area of the myocardium, and the temperature change rate during the operation is determined by the ratio of the temperature range to the temperature change time period ∆T/t for the minimum and maximum temperature fluctuations. Conclusions. The obtained data allow determining the coronary obstruction degree and the degree of narrowing of the coronary arteries, which reduces the probability of ischemic complications after surgery on the open heart.Проблематика. Рассматривается анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения. Цель исследования. Разработка метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, который позволяет количественно описать распределение температур при тепломассообмене между жидкой средой и мышечной тканью сердца. Методика реализации. Анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения позволяет выделить из распределения температур на термограмме ветви коронарных сосудов и их дистальных участков. Применение метода дает дополнительную информацию для повышения эффективности неинвазивного контроля температуры сердца в условиях искусственного кровообращения. Проведена клиническая апробация метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, использовались термограммы сердца в условиях искусственного кровообращения, которые получены с использованием тепловизоров Flir i7 и ThermoCam E300. Результаты исследования. Выведены формулы и разработан метод оценки скорости охлаждения и согревания сердца, определено температурное ускорение, которое можно оценить в виде производной от скорости изменения температуры для максимальных и минимальных значений температуры в исследуемой области миокарда, а скорость изменения температуры в ходе операции определяется соотношением диапазона изменения температур и периода времени изменения температуры ∆T/t для колебаний минимальной и максимальной температур. Выводы. Полученные данные позволяют определить степень коронарной обструкции и степень сужения коронарных артерий, что дает возможность уменьшить вероятность ишемических осложнений после операции на открытом сердце