열화상(서모그래피)

1960년, 군 엔지니어 R. 로슨은 당시 비밀이었던 야간 투시경을 시험하던 중 우연히 장치의 수신 렌즈를 맞은편에 앉아 있던 가슴이 드러난 여성에게 향하게 했습니다. 그러자 장치 화면에 유선의 열화상이 나타났습니다. 이 현상에 소령은 관심을 보였습니다. 이 분야의 전망을 파악한 그는 군을 떠났고, 1961년 R. 반스와 함께 최초의 의료용 열화상 장비를 개발하여 성공적으로 적용했습니다.

시술에 대한 표시

열화상을 진단에 가장 일반적으로 활용하는 분야는 다음과 같습니다.

• 유방선, 갑상선, 안와 및 일부 피부 질환의 전암성 및 종양성 병변을 인식합니다.
• 관절 질환의 진단.
• 경동맥, 쇄골하동맥, 대퇴동맥 및 슬와동맥의 협착/폐쇄 병변의 초기 및/또는 진행 단계를 감지합니다.
• 사지와 음낭의 정맥 순환 장애 진단.

위 목록에서 볼 수 있듯이, 연구의 "신경학적 측면"은 경동맥 부전의 발견으로만 나타납니다. 무증상 또는 거의 증상 없이 진행되는 것으로 알려진 경동맥의 협착/폐쇄 병변을 발견하는 것의 중요성을 전혀 훼손하지 않으면서도, 신경학 분야에서 열화상 검사의 범위를 크게 확장할 권리가 있다고 생각합니다.

신경학의 고전학자들은 척추후만증, 척추분리증 등을 놓치지 않기 위해 환자를 알몸으로 검사하는 것이 의무적이라고 여겼다는 사실이 알려져 있습니다.

신경학적 검사의 기본이 뇌신경, 운동 및/또는 감각 영역의 다양한 비대칭을 확인하는 것과 마찬가지로, 환자 신체의 다양한 부위에서 등온선을 식별하는 것이 열화상 검사의 핵심입니다.

열화상은 민감도가 매우 높은 방법(측정 정확도가 최대 0.01°C)이지만 특이성은 상대적으로 낮다는 점을 고려하면, 열화상 분석은 각 사례의 상황에 대한 필수적인 임상 분석이 필요한 창의적인 과정이 됩니다.

예를 들어, 안와 부등온증은 경동맥 폐색부터 상안와열 종양, 토안증부터 군발 편두통까지 완전히 다른 원인으로 발생할 수 있습니다. 열화상 검사의 간편성, 짧은 검사 시간, 안전성, 무통성, 그리고 이용 가능성 등을 고려할 때, 진단의들은 이 방법이 흉부, 갑상선, 신장, 관절, 음낭, 사지의 종양, 혈관, 염증성 질환의 초기 단계를 진단하기 위한 집단 무작위 검사에 이상적이라고 생각합니다.

이 경우, 환자의 신속한 사전 선별을 위해 고감도 체부 열화상 촬영이 필수적입니다. 머리 부위의 체온 이상인 경우, 신경과 전문의, 신경외과 전문의, 안과 전문의 또는 이비인후과 전문의에게 의뢰될 가능성이 가장 높습니다. 목이나 유선의 온도 불균형인 경우, 환자는 내분비과 전문의 또는 종양 전문의에게 의뢰됩니다. 사지 부위의 체온 이상인 경우, 혈관과 전문의에게 의뢰될 가능성이 높습니다.

구현 방법론

열화상은 눈에 보이지 않는 적외선 복사를 기록하는 기술입니다. 최대 복사선은 9.5마이크론 파장에 있습니다. 슈테판-볼츠만 법칙에 따르면, 방출되는 에너지의 양은 절대 온도의 네제곱에 비례합니다. 즉, W=T4 ^입니다.

피부의 적외선 복사는 인종, 색소 침착 정도 및 기타 개인의 특성과 무관합니다. 신체 표면의 온도는 혈관 형성 특성, 대사 과정의 수준, 그리고 열전도도의 차이라는 세 가지 주요 요인에 따라 결정됩니다.

현재 신체의 적외선 복사를 기록하는 데는 3가지 변형이 사용되고 있습니다.

• 열화상은 피부의 가장 표피층(0.5~1.5mm)의 열발생을 기록합니다.
• 센티미터와 데시미터 범위(파장 17cm, 주파수 대역 1.5~2.0kHz)의 적외선 복사 측정을 통해 신체의 심부 구조에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
• 접촉형 액정 스트립을 이용한 필름 열화상은 두께 0.3~0.8mm의 피부 바깥층에서 발생하는 열 복사를 기록합니다.

열화상 장치에는 기본적인 유형이 있습니다.

• 액체 질소를 사용하여 온도 감지 센서를 냉각하는 열화상 카메라. 이 장치를 사용하면 검사 부위의 적외선을 원거리에서 촬영할 수 있습니다. 병원이나 외래 진료소에서 예정된 환자를 검사하는 데는 유용하지만, 특히 환자 병실에서 응급 의료를 수행하는 데는 거의 효용이 없습니다. 중요한 한계는 비교적 부족하고 쉽게 증발되는 액체 질소를 지속적으로 공급해야 한다는 것입니다.
• 액체 질소를 사용하지 않는 열화상 카메라입니다. 이러한 장치는 검사 대상 스펙트럼의 적외선 활동도를 비접촉식으로 표시합니다. 휴대용 열화상 카메라는 특히 편리합니다. 응급 의료에 널리 사용되는 장치로, 가정, 구급차, 입원실, 병원, 진료소, 중환자실, 수술실 등 어디에서든 검사할 수 있습니다. 이 장치들은 휴대가 간편하고 감도가 높으며 유지 관리가 매우 쉽습니다. 이러한 시스템의 감도는 매우 높아 백분의 일도에 이릅니다.
• 액정 필름 기반 접촉식 열화상 촬영. 국내외 유사 제품이 있습니다. 장점: 연구 비용이 저렴하고 액체 질소를 사용할 필요가 없습니다. 단점: 노동 집약적, 평평한 표면에서만 사용 가능, 건조한 피부 표면에 균일하게 밀착되어야 함, 응급 의료에서의 사용 어려움. 이러한 열화상 촬영 방식은 감도가 약 0.5°C로 낮습니다.
• 적외선 복사 측정법 또는 열단층촬영법. 이 유형의 열화상 카메라는 초고주파 범위를 기록하는 특수 안테나를 탑재하여 최대 17cm 깊이의 신체 구조 온도를 0.1°C의 정확도로 측정할 수 있습니다. 하지만 이 장치는 간섭에 매우 민감하기 때문에 특수 차폐 챔버에서 작업할 때만 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

결과 평가

일반적으로 인체의 동일 부위의 온도 활동 분포는 매우 균일합니다. 따라서 의료용 열화상 촬영의 핵심은 열 비대칭의 정도를 파악하고, 위치를 파악하고, 그 정도를 임상적으로 평가하는 것입니다. 건강한 사람의 경우, 대칭적인 열 분포의 특징이 관찰됩니다. 따라서 안와 부위, 얼굴 피부, 입술, 목은 일반적으로 코, 이마 윗부분, 얼굴 바깥쪽(어두운 부위)보다 더 따뜻합니다(밝은 부위로 나타남).

동시에 머리와 사지의 열화상에서 가장 전형적이고 일정한 온도 기울기가 고려됩니다.

• 수평 안와 온도 구배. 일반적으로 안와에 균일한 적외선이 조사될 때, 눈 안쪽 모서리의 온도는 바깥쪽 모서리보다 0.3~0.7° 높습니다.
• 상지의 세로 방향 경사도. 어깨는 보통 손등보다 0.5~0.7° 더 "뜨겁습니다".
• 하지의 종방향 열 기울기. 대부분의 건강한 사람의 허벅지 온도는 발 온도보다 0.6~1.1° 높습니다.

위의 기울기는 상대적입니다. 안와 온도가 가장 일정하다면, "사지"의 등온선은 가변적입니다. 이는 특히 신체의 주요 "열 교환기"인 손에서 더욱 두드러집니다. 손의 열 생성은 신경 지배, 정신 감정적, 약물적, 그리고 추위의 영향으로 인한 변동에 가장 취약합니다.

환자 신체의 다양한 부분에서 적외선 활동에 변화를 일으키는 여러 가지 병리학적 상태입니다.

내경동맥 폐색 또는 70% 이상의 협착은 일반적으로 폐색 측 안와 저체온증을 동반하며, 이때 열 기울기는 1.5~2.7°입니다. 경동맥 내막절제술 시, 안와와 섬모상부(각동맥과 도르래상동맥의 혈관 형성 영역)의 "광도"와 경동맥 내강의 협착 정도 사이에는 직접적인 연관성이 있습니다. 내경동맥 내강이 60% 이상 협착되면 협착 부위와 같은 쪽 안와 영역의 적외선 복사량이 감소하는 것을 확인할 수 있습니다.

E. Wood는 열화상과 혈관조영술을 결합하여 동측 외경동맥이 폐쇄된 내경동맥의 보조 동맥 역할을 하는 경우, 단기간의 압박으로 인해 영향을 받는 동맥 쪽의 안와 "냉각"이 더욱 심해진다는 것을 보여주었습니다.

악화되는 시기에 검사했을 때, 군발 두통은 "통증 군집" 쪽에서 발광도가 최대 1.5~2.0°까지 현저하게 증가하는 것으로 나타났습니다.

반면, 드물지만 매우 흥미로운 병인학적 저온 편두통(에이스 크림 두통)은 내경동맥 사이펀의 입증된 경련의 결과로 발생하며, 통증이 있는 쪽 안와에 현저한 일시적 저체온증을 유발합니다.

측두동맥염은 일반적으로 표층 측두동맥 돌출부에서 "심각한" 고열이 발견되는 것을 동반합니다.

하레퀸 마스크 유형의 지속적이고 심각한 저체온증은 바라커-시몬스 증후군의 특징입니다.

정맥성 뇌순환 장애(맥동성 안구돌출증, 톨로사-헌트 증후군, 멜케르손-로젠탈 증후군) 에서는 두부 열상도의 특징적인 변화가 관찰됩니다. 후자의 경우, 부종성 증후군이 악화되는 동안 입술과 혀의 충혈이 명확한 고열을 유발하며, 이는 병인학적 치료를 통해 완화됩니다.

가장 흔한 안면 손상은 안면 마비와 삼차 신경통 입니다. 이러한 손상은 모호한 열화상 징후를 보입니다. 삼차 신경 첫 번째 분지 신경통이 악화될 때 상섬모체 부위에 현저한 국소 고열이 나타나거나, 두 번째와 세 번째 분지 통증 부위에 상대적인 저체온이 나타나는 등, 삼차 신경의 첫 번째 분지 신경통이 악화될 때 상섬모체 부위에 현저한 국소 고열이 나타나거나, 두 번째와 세 번째 분지 통증 부위에 상대적인 저체온이 나타나는 경우가 있습니다. 안면 마비는 대부분 심각한 안면 부등온을 유발하지 않습니다.

척추동맥증후군이 악화된 환자의 경우, 고열 부위는 통증 증후군이 있는 쪽의 _{척추 주변 영역 C4~} C5 에서 가장 자주 발견됩니다.

급성 뇌혈관질환 환자의 사지 열화상 분석 결과, 우반구 출혈 환자의 좌측 사지에서 초기 저체온증이 먼저 관찰되었습니다. 이러한 현상은 한편으로는 심부 혼수상태에서 혈종의 국소화를 추정할 수 있게 해 주며, 다른 한편으로는 우반구에 식물적 조절 중추가 우세하다는 대뇌반구의 기능적 비대칭성에 대한 잘 알려진 가설을 뒷받침합니다.

각막 후방 형태의 공동척수증 환자를 관찰한 결과, 우리는 몸통의 반자켓 형태의 이온증을 처음으로 기록했으며, 이를 통해 이 질환에서 분절 분리성 감각 장애가 있음을 확인했습니다.

가장 눈에 띄는 열화상 변화는 전이성 병변에서 발견되었습니다.

레이노 증후군은 특히 냉각 검사 후 손의 열화상에서 현저한 비대칭적 변화를 초래하는데, 10분 동안 찬물에 손을 담근 후 빨리 따뜻해지는 대신 손가락이 정상적으로 따뜻해지지 않고(동정맥 단락이 빠르게 열리기 때문) 오랫동안 저체온 상태를 유지하기 때문입니다.

진동 질환이 있는 대부분의 환자의 경우, 레이노 증후군과는 대조적으로 손의 대칭적 저체온증이 더 특징적이며, 악화 시 "열 절단"이 발생할 수도 있습니다.

이미 언급했듯이 손의 열 생성은 역동적입니다. 이러한 측면에서 손 열화상의 가장 중요한 측면은 니코틴 방지 홍보에 동적 열화상과 초음파를 활용할 수 있다는 것입니다.

발의 열감은 홍반성 사지통증(erythromelalgia) 환자에게서 흔히 나타납니다. 열화상은 다양한 원인으로 인해 하지 말단부에 혈관병증이 있는 환자의 역동적인 관찰에 매우 유용하며, 약물 치료의 효과 또는 실패를 보여줍니다.

열화상 적용의 다음 두 가지 측면은 응급 신경학뿐만 아니라 일반적인 응급 의학에도 중요합니다. 첫째, 의인성 혈전정맥염의 무증상 단계 비침습적 진단 가능성에 대해 이야기합니다. 카테터 삽입 정맥의 동적 열화상 및 초음파 이중 모니터링 결과, 연속 카테터 삽입 2일차에 환자의 50%에서 주사 후 정맥염이 발생하는 것으로 나타났습니다. 열화상 검사에서 카테터 삽입 정맥의 고열 영역과 초음파 이중 검사에서 정맥 유출 장애가 관찰되면 의인성 정맥염의 발생을 시사합니다. 시기적절한 치료는 정맥혈전증의 추가 발생을 예방하는 데 도움이 되며, 반복적인 열화상 모니터링은 예방 치료의 효과를 평가하는 데 도움이 됩니다.

편마비 환자의 하지 정맥 순환에 대한 동적 열화상 및 초음파 모니터링은 그 중요성이 결코 뒤지지 않습니다. 초음파 도플러 촬영, 이중 검사, 응고 검사를 보완한 연구에 따르면 편마비 환자의 60%가 뇌졸중 2~3일째에 이미 전혈전 상태를 보이며, 마비된 하지에서는 이보다 6배 더 흔하게 나타납니다. 신경계 환자의 경우 감각 및 운동 장애로 인해 정맥병증을 임상적으로 인지하기 어렵기 때문에 이러한 현상은 당연합니다. 또한, 이러한 증상은 언어 장애와 동반되는 경우가 많습니다. 따라서 신경계 환자는 치료 및 외과 진료과와 달리 일반적으로 부종, 통증 등의 심각한 증상을 호소하지 않습니다. 따라서 동적 열화상 및 초음파 검사에서 정맥 유출 장애의 초기 징후가 발견되더라도 폐색전증과 같은 응급의학의 심각한 합병증 발생을 예방하기 위해 긴급한 예방 치료가 필요합니다.

최근 몇 년간의 연구는 유기체로서의 죽음이 아니라 개체로서의 죽음이 뇌의 죽음과 불가분의 관계에 있다면, 뇌사는 뇌내 혈류의 중단 및 소위 정지 현상의 발생과 밀접하게 연관되어 있다는 것을 설득력 있게 보여주었습니다. 이 현상은 지금까지 조영제 뇌혈관조영술을 통해서만 확인되었습니다. 이처럼 안전하지 않고 시행하기 어려운 시술은 중증 환자에게는 당연히 용납될 수 없습니다.

비침습적 초음파 방법과 열화상법은 분명히 더 윤리적이고, 접근성이 뛰어나며, 정보가 풍부합니다.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]