Specialiştii au îmbunătăţi termografia, dezvoltând un sistem pentru colectarea şi procesarea imaginilor termice, care permite măsurarea precisă şi detaliată a semnelor vitale, precum respiraţia, ritmul cardiac sau temperatura corporală. Noua tehnică de imagistică termică permite o mai bună diferenţiere a ţesuturilor în imagistica medicală. Tehnologia ar putea deschide noi posibilităţi pentru detectarea precoce a bolilor.
Termografia este o procedură non invazivă ( nu iradiază), care se bazează pe temperatura corpului. Metoda calculează gradientul de temperatură, adică diferenţa de temperatură dintre un ţesut normal şi un ţesut afectat. În urma scanării termografice, informaţiile obţinute se transmit unui soft specializat care formează o imagine termografică. Medicul specializat în termografia medicală, face măsurătorile necesare cu ajutorul programului de calculator şi stabileşte diagnosticul. Spre deosebire de alte investigaţii imagistice, termografia poate stabili stadiul bolii şi tendinţa de răspândire a acesteia.
Folosind o configuraţie simplă şi o procesare avansată, o echipă de specialişti în inginerie biomedicală, de la Universitatea politehnică, Georgia Tech, au îmbunătăţi termografia într-o nouă tehnică de imagistică termică, cu care au putut detecta în mod fiabil semnale fiziologice precum temperatura, respiraţia şi pulsul.
Această nouă metodă de monitorizare este pasivă şi nu necesită contact. Sistemul ar putea duce, într-o zi, la detectarea timpurie a cancerului sau a altor boli prin identificarea unor modificări subtile ale ţesuturilor corporale.
Cercetătorii au reuşit să depăşească ambiguitatea spectrală inerentă termografiei convenţionale, îmbunătăţind textura şi detaliile pe care le pot extrage din imagini şi eliminând efectele căldurii din mediul înconjurător.
Detaliile studiului au fost publicate pe 19 martie, în jurnalul Cell Reports Physical Science.
„Metoda ar putea deveni un pilon de bază pentru viitoarele diagnostice biomedicale extinse,” a declarat, miercuri, Dingding Han, autor principal al studiului şi cercetător postdoctoral la facultatea de inginerie mecanică de la Goergia Tech într-un comunicat.
„Cu această tehnologie de termografie fazorială, putem îmbunătăţi precizia şi eficienţa imagisticii termice pentru detectarea anomaliilor. Termografia fazorică are capacitatea de a segmenta materialele, lucru imposibil folosind doar imagistica termică obişnuită.”
O metodă mai clară şi mai precisă pentru imagistica termică
Ceea ce îmbunătăţeşte semnificativ sistemul acestei abordări este capacitatea sa de a elimina „neclaritatea” specifică imaginilor termice tipice. De obicei, acestea nu diferenţiază clar variaţiile subtile de temperatură, iar căldura din mediu poate introduce prea mult „zgomot” în imagini, ceea ce face dificilă măsurarea precisă a semnalelor fiziologice.
În acest studiu, cercetătorii au demonstrat că pot măsura cu precizie ritmul cardiac, ritmul respirator şi temperatura corporală din mai multe părţi ale corpului. De asemenea, au reuşit să diferenţieze semnele vitale în testele cu mai multe persoane şi să capteze cu acurateţe variaţiile ritmului respirator înainte şi după exerciţii fizice.
Echipa de cercetare a utilizat o serie de filtre pentru a capta zece imagini din diferite părţi ale spectrului infraroşu, mai exact infraroşul de lungime de undă mare. Această regiune a spectrului electromagnetic este dincolo de lumina vizibilă ochiului uman şi este utilizată pentru detectarea radiaţiei termice.
Observarea detaliată a temperaturii pielii şi a semnelor vitale
Cu aceste zece imagini, echipa a aplicat un instrument matematic puternic împrumutat din procesarea semnalelor, numit analiză termică fazorială. Algoritmii inteligenţi pe care i-au dezvoltat au reuşit să rezolve texturile în trei dimensiuni la o scală mai mică de un milimetru.
Această precizie le-a permis să distingă variaţii termice fine – de exemplu, pielea feţei, părul gros de pe scalp, firele subţiri ale sprâncenelor şi chiar ramele metalice ale ochelarilor unei persoane.
Mai mult, echipa a subliniat că sistemul foloseşte echipamente obişnuite, ceea ce îl face extrem de adaptabil.
Imaginea arată detaliile şi contururile suplimentare ale temperaturii şi ale materialului cămăşii într-o termografie fazorială. În partea de sus, computerul arată o imagine brută de la camera termică. (Fotografie: Candler Hobbs; Dingding Han, Georgia Tech, 19 martie 2025)
„Am utilizat o cameră termică şi filtre pentru a obţine datele imagistice hiperspectrale. Aşadar, este flexibil,” a spus ea. „Acest sistem ar putea fi integrat în aproape orice platformă de imagistică termică.”
Posibile aplicaţii medicale pentru monitorizare şi detectarea cancerului
Datorită acestui avantaj, cercetătorii au explicat că sistemul ar putea fi cu uşurinţă integrat în spitale sau alte unităţi medicale. În prezent, lucrează la îmbunătăţirea prototipului său şi colaborează cu medici pentru a-l aplica în mod special la detectarea tumorilor sânului.
„Termografia ne-ar putea oferi un avantaj în depistarea precoce, deoarece ar putea detecta neinvaziv activitatea anormală a celulelor care indică apariţia cancerului,” a explicat Han.
De exemplu, celulele tumorale au nevoie de mai mult oxigen pentru a se multiplica, ceea ce le face să fie puţin mai calde decât ţesutul normal. Cu această abordare termografică fazorială, medicii ar putea observa aceste diferenţe.
Noua abordare ar putea fi primul pas spre următoarea generaţie de termografie biomedicală pentru detectarea timpurie şi diagnosticarea cancerului, notează autorii.
„La asta lucrăm acum,” a precizat Han.
Cercetătorii de la Georgia Tech au mai precizat că acesta este primul prototip, iar obiectivul final este acela de a dezvolta versiuni mai avansate, care să fie uşor de utilizat în spitale şi clinici.
