RAIOS INFRAVERMELHOS - A TERMOGRAFIA
Prof. Dr. João Eduardo Irion
Faculdade de Medicina
Universidade Federal de Santa Maria – RS – BR
Médico Nuclear
Serviço de Medicina Nuclear de Santa Maria
jirion @terra.com.br
joaoeduirion.blogspot.com.br
A TERMOMETRIA
Platão, Aristóteles, Hipócrates e Galeno conheciam a relação entre calor e
a vida. Hipócrates notou variação de calor entre as diferentes partes do corpo
humano. Ele considerou o calor como o principal sinal diagnóstico de doença “quando uma parte do corpo é mais quente ou
mais fria que o restante então a doença está presente nesta parte.
No início, a avaliação da temperatura dos pacientes era feita de modo
subjetivo com a colocação do dorso da mão na fronte do paciente. O primeiro a
estabelecer e publicar as observações da temperatura corporal e suas variações
na febre foi Anton De Haden em 1754.
Em 1592, Galileu inventou o termoscópio, um termômetro rudimentar sem
escalas, daí o nome, que serviu de base para um termômetro líquido com
flutuadores que é hoje usado como objeto para decoração.
Ilustração
1
termômetro de flutuadores de Galileu.
No século XVII, Jean Ray, um
médico francês,
inventou um termômetro semelhante aos termômetros atuais, usado para medir
temperaturas através da contração ou dilatação da água contida no reservatório
de vidro.
Fernando II, Duque de Toscana, fundador de uma academia em Florença, especializada
na construção de termômetros, construiu um termômetro semelhante ao de Ray,
para medir temperaturas abaixo do ponto de solidificação da água, utilizando
álcool no lugar de água, pois o seu ponto de congelamento é muito baixo. Ele
fechou a extremidade do tubo para evitar a volatilidade do álcool. O termômetro
do Duque de Toscana se parece com o que utilizamos na atualidade. Em 1659.
Sanctorius substituiu o álcool por mercúrio.
Nos primeiros termômetros, as escalas usadas para mediar a temperatura
eram arbitrárias. Cada cientista tinha sua escala e muitos utilizavam, ao mesmo
tempo, vários tipos de escalas. Então Newton sugeriu a utilização de duas
temperaturas de referência para a construção da escala termométrica – a temperatura
do corpo humano e a temperatura de solidificação da água e entre elas doze
divisões.
A partir da ideia das temperaturas de referência foram criadas outras
escalas, mas as escalas mais usadas foram a escala do francês René Anatoine
Ferchault de Réamur criada em 1731,
a do alemão Gabriel Daniel Fahrenheit criada em 1734 (de
uso nos países de língua inglesa) e a escala centigrama, criada em 1742, hoje
chamada escala Celsius em homenagem a seu criador, o físico sueco Anders
Celsius. Essa última foi a escolhida pelos congressos internacionais como
escala padrão para medir temperaturas em todas as atividades e em todos os
países do mundo.
Ilustração
2
Gabriel Daniel Fahrenheit
Ilustração 3 Anders Celsius
DA TERMOMETRIA PARA A CALORIMETRIA
NA MEDICINA
A avaliação da temperatura local da pele começou com Spurgin que, em 1857,
construiu um termoscópio para o diagnóstico diferencial de tumores de mama
pelas variações de temperatura na superfície cutânea.
Depois a calorimetria médica foi enriquecida com as medidas objetivas da
temperatura cutânea, usando métodos semiquantativos, comparando-se à temperatura
de uma área da superfície corporal com a outra contralateral simétrica. Esse
tipo de medida é feita com os aparelhos chamados calorímetros. Os calorímetros
são aparelhos compostos de dois termopares, de um mostrador com escala e de uma
agulha cuja deflexão indica as áreas quentes. O procedimento de medida consiste
na comparação, por meio dos termopares, de dois pontos simétricos, por exemplo,
de cada lado da coluna vertebral. Entre esses aparelhos estão o Nervoscope e o Termeter. O primeiro calorímetro foi inventado por B. J. Palmer em
1925 e pateteado em 1935. Os medidores de temperatura superficiais caíram em
desuso depois do aparecimento da termografia no início dos anos 60.
Ilustração 4
calorímetro
A TERMOGRAFIA DE CONTATO
A história da termografia começou com a termografia de contacto. Hipócrates
fizera a primeira termografia de contacto de um ser humano, untando o corpo do
paciente com lama e verificando o primeiro local onde ela secava mais
rapidamente.
Ilustração 5 reprodução da termografia de Hipócrates
A termografia de contacto tornou-se possível depois que a tecnologia
permitiu encapsular os cristais líquidos. Essa técnica consiste na medida de
temperaturas locais do corpo por meio de placas de cristais líquidos de
colesterol colocadas sobre a área de interesse. É um método fácil, rápido e
barato de avaliar a temperatura local em que a temperatura é expressa por uma escala
de cores nos cristais líquidos que é diferente da escala de cores das
termografias com câmeras de raios infravermelhos.
Ilustração 6
termografia de contato.
A TELETERMOGRAFIA OU TERMOGRAFIA
Os fundamentos da termografia começaram a ser estabelecidos no século XV
por Gianbattista Della Porta a quem cabe o papel de pioneiro. Entre suas experiências
óticas destaca-se o desdobramento da luz, ou seja, a descoberta do espectro
solar obtido por meio do prisma. Também cabe a ele o retorno aos estudos da
formação de imagens em câmeras escuras (ou câmeras estenopeicas) que
Aristóteles já conhecia e que se tornou a base física da câmera fotográfica.
Ilustração
7
Gianbattista Della Porta
Depois destaca-se nessa história a descoberta dos raios infravermelhos com
o experimento pioneiro realizado por Sir William Herschel em torno de 1800.
Nesse evento ele usou um prisma quando verificou, com auxilio de um termômetro,
o aumento da temperatura fora do espectro solar visível, junto da banda do
vermelho. Essa nova radiação do espectro eletromagnético recebeu vários nomes
tais como “raios invisíveis”, “espectro termométrico”, “raios que provocam
calor” e “calor escuro”. O termo raio infravermelho apareceu depois de 1880 sem
que se saiba quem o propôs.
Ilustração 8
William Herschel
Ilustração 9
Sir John Frederic William
Sir John Frederic William Herschel, filho de William, tem papel
importante na história das radiações porque ele foi um dos pesquisadores que
desenvolveu a fotografia, de grande importância no desenvolvimento da
radiografia, ultrassonografia, cintilografia e termografia. Foi ele quem, pela
primeira vez, registrou em papel fotográfico os raios infravermelhos do
espectro luminoso.
DA
TELETERMOMETRIA PARA A IMAGEM NA TERMOGRAFIA
O avanço final na avaliação da temperatura foi a substituição da
termografia de contacto pela teletermografia, isto é a medida à distância do
calor da superfície corporal com câmeras
de raios infravermelhos.
O
passo inicial na teletermometria (medida de temperatura a distância) tornou-se
possível depois da invenção do bolômetro em 1878 pelo astrônomo
estadunidense
Samuel
Pierpont Langley.
Ilustração 10
- o bolômetro.
Em
1928, M. Czerny em Viena criou um método chamado evapografia com o qual fez a
primeira imagem termográfica de um ser humano. Esse aparelho foi aperfeiçoado
durante a Segunda Guerra para detectar tropas e navios em movimento à noite.
O
uso médico da termografia começou em 1952, na Alemanha, com os médicos Ernest Schwamm Ernst e Johann Jost Reeh que
criaram e patentearam em 15 de junho de 1954 um detector que era uma variante
do bolômetro. Tratava-se de um bolômetro sensível ao infravermelho, com o qual
era possível a medida sequencial de diferentes partes do corpo humano. O método
foi utilizado em vários países, inclusive nos Estados Unidos. Eles fundaram a
primeira associação médica de termografia em 1954, a Deutsche
Gesellschaft für Thermographie und Regulationsmedizin.
Em
1955, o Dr. Ray Lawson do Canadá obteve licença para usar em pesquisas médicas
as câmeras de infravermelho que, até então, não estavam disponíveis para os
civis porque eram consideradas armas secretas. Foi com elas que ele apresentou os
primeiros trabalhos sobre a temperatura cutânea no câncer da mama.
As
primeiras câmeras usadas para fins militares tinham pouca resolução térmica e pouca
resolução espacial. Nessa época, a precariedade
das imagens, a existência de várias formas de aplicação do método, a
inexistência de softwares apropriados e o uso do método por pessoas não
habilitadas desacreditaram a termografia como método diagnóstico.
Ilustração 11-
câmera infravermelha.
A partir dos anos 80, os sistemas
computadorizados, os softwares específicos, a realização de imagens em tempo
real e sensores de altíssima resolução (capazes de distinguir variações de
temperaturas de 0,1º) mudaram radicalmente o conceito do método na classe
médica. Hoje existem câmeras e equipamentos que fazem fotografias em
tempo real, processadas com softwares específicos e distinguem variações de
0,1° de temperatura, tornando a teletermografia de superfície cutânea um método
clínico de grande valor.
Ilustração
12
Termografia das mamas. à direita uma paciente normal; à esquerda uma paciente
com câncer de mama.
A termografia e a angiografia foram os
principais tópicos do XIII Congresso Internacional de Radiologia em Madrid 15 a
20 de outubro de 1973, do 1° Congresso Europeu de Termografia em Amsterdã de 14
a 18 de junho de 1974 e incluída no Congresso Internacional de Radiologia do
Rio de Janeiro, em outubro de 1977.
A
termografia é utilizada no diagnóstico de doenças vasculares periféricas
causadas por arteriosclerose, doenças colagenosas, síndrome de Raynaud,
distrofia simpático-reflexa, oclusão da arterial, trombose venosa profunda,
microangiopatia diabética, alterações na vascularização da cabeça e pescoço,
alterações neurológicas, tendinites, síndrome
do túnel de carpo, fibromialgia,
neoplasia da mama, pele, testículos, doenças de tireóides como tireoidite aguda
e no acompanhamento pós-operatório, na determinação do nível de
amputação do membro isquêmico, no intraoperatório de cirurgia cardíaca e em
outras indicações.
Ilustração 13 Termografia em aeroporto
durante a epidemia de gripe suína para detectar passageiros com febre.
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