Rozwój diagnostyki termicznej metodami detekcji podczerwieni i wdrożenie procedur nieinwazyjnej, ilościowej diagnostyki podczerwieni w monitoringu zabiegów kardiochirurgicznych, leczeniu ran oparzeniowych i pooperacyjnych

• Autorzy: Kaczmarek Mariusz , Nowakowski Antoni

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2021.3.2

Warianty tytułu

EN

Development of thermal diagnostics with infrared detection methods and implementation of non-invasive, quantitative infrared diagnostics procedures in monitoring cardiosurgical procedures, treatment of burn wounds and postoperative wounds

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem naukowym prowadzonych prac był rozwój algorytmów i procedur diagnostyki termicznej drogą bezkontaktowych pomiarów termicznych w podczerwieni, w celu wdrożenia ich do obiektywnej, ilościowej, nieuraźnej i bezstresowej oceny stanu tkanki w wybranych aplikacjach diagnostyki medycznej. Opracowane metody zweryfikowano w następujących aplikacjach medycznych: w ocenie głębokości oparzeń, w ocenie stanu mięśnia sercowego w zabiegach pomostowania tętnic wieńcowych metodami klasycznymi, jak również małoinwazyjnymi oraz w innych zabiegach na otwartym sercu; w ocenie stanu i postępów gojenia się ran pooperacyjnych, w tym po interwencjach kardiochirurgicznych. Prace badawcze wykazały, że metody termiczne (aktywna termografia dynamiczna) mają doskonałe właściwości różnicowania tkanek, porównywalne z jakością referencyjnej metody, jaką są badania histopatologiczne. Metody termiczne są całkowicie nieinwazyjne oraz umożliwiają szybki, obiektywny i rozległy przestrzennie pomiar oraz klasyfikację rany, a także właściwą ilościową dokumentację przebiegu leczenia. Takie badanie można wielokrotnie powtarzać bez szkody dla pacjenta oraz personelu. Metodę zweryfikowano klinicznie w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym, w klinikach: Chirurgii Plastycznej, Chirurgii Onkologicznej, Kardiochirurgii i Chirurgii Naczyniowej oraz w Zachodniopomorskim Centrum Leczenia Ciężkich Oparzeń i Chirurgii Plastycznej w Gryficach. Rezultatem prac jest opracowanie, optymalizacja i implementacja prototypowej aparatury i oprogramowania nadającego się do wdrożenia produkcyjnego i aplikacji w warunkach klinicznych.

EN

The scientific goal of the research was to develop algorithms and procedures for thermal diagnostics through non-contact infrared thermal measurements in order to implement them in objective, quantitative, non-infectious and stress-free tissue condition assessment in selected medical diagnostic applications. The developed methods were verified in the following medical applications: in assessing the depth of burns, in assessing the condition of the heart muscle in coronary artery bypass surgery with classical methods as well as in minimally invasive and other open-heart procedures; in the assessment of the condition and progress of postoperative wound healing, including cardiac surgery interventions. Research work has shown that thermal methods (Active Dynamic Thermography) have excellent properties of tissue differentiation, comparable to the quality of the reference method, i.e. histopathological examinations. Thermal methods are completely non-invasive and allow for quick, objective and spatially extensive measurement and classification of wounds, as well as proper quantitative documentation of the treatment course. Such examination can be repeated many times without harm to the patient and staff. The method was clinically verified at the Medical University of Gdańsk, in the following clinics: Plastic Surgery, Oncological Surgery, Cardiac Surgery and Vascular Surgery, and in the West Pomeranian Center for the Treatment of Severe Burns and Plastic Surgery in Gryfice. The result of the work is the development, optimization and implementation of a prototype apparatus and software suitable for production implementation and applications in clinical conditions.

Słowa kluczowe

PL

termografia; diagnostyka medyczna; rany pooperacyjne; kardiochirurgia; oparzenia

EN

thermography; medical diagnostics; postoperative wounds; cardiosurgery; burns

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 3
• Strony: 70--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Kaczmarek Mariusz

• Katedra Inzynierii Biomedycznej, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

autor

Nowakowski Antoni

• Katedra Inzynierii Biomedycznej, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

Bibliografia

• [1] Kaczmarek M., A. Z. Nowakowski: Active Dynamic Thermography in Medical Diagnostics// Application of Infrared to Biomedical Sciences/ ed. E.Y.K. Ng and M. Etehadtavakol: Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2017, s. 291-310.
• [2] Kaczmarek M., A. Nowakowski: “Active IR-Thermal Imaging in Medicine”, Journal of Nondestructive Avaluation. Vol. (2016)35: 19, (2016), s. 1-16, doi: 10.1007/s10921-016-0336-y.
• [3] Rozwój diagnostyki termicznej metodami detekcji podczerwieni (ilościowa diagnostyka ran oparzeniowych i inne aplikacje), ed. Antoni Z. Nowakowski, KIB PG., EXIT, Warszawa, 2009.
• [4] Renkielska A., A. Nowakowski, M. Kaczmarek, J. Rumiński, Burn depts evaluation based on active dynamic IR thermal imaging – A reliminary study, Burns – Vol. 32 (2006), DOI: 10.1016/j.burns.2006.01.024, 2006.
• [5] Analiza technik diagnostycznych i terapeutycznych w celu minimalizacji ryzykainterwencji kardiochirurgicznych”, A. Nowakowski red., w serii: Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej, Exit, Warszawa, 2008.
• [6] Nowakowski A., P. Siondalski, M. Moderhak, M. Kaczmarek: „A new diagnostic method for evaluation of cardiosurgery wound healing”//QIRT Journal. – Vol. 13, iss. 1 (2016), s. 19-34.
• [7] Kaczmarek M., L. Królicki, L. Kulikowski, A. Nowakowski, red.: Biocyberntyka i Inżynieria Biomedyczna. Podstawy i zastosowania, 2020, tom 8, Obrazowanie biomedyczne, rozdział 2.11 – s. 479-504, Kaczmarek M., A. Nowakowski, Aktywna termografia dynamiczna – przetwarzanie obrazów w diagnostyce medycznej, AOW Exit, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).