Pull to refresh

Comments 59

Идея отличная, но похоже, что современным тепловизорам критически не хватает разрешения и чувствительности.
Абсолютное большинство исследований, которые я смотрела, проводились с использованием камер высокого разрешения. Они весьма ощутимо стоят. Инфракрасные камеры стоят дешевле, но строят изображения немного по-другому, что накладывает свои особенности.
Одной из моих целей было попробовать воспроизвести карманным аппаратом данные, полученные на «серьезных» тепловизорах. Я считаю, что это скорее получилось. Но, вы правы, еще есть над чем работать.
Довольно интересная статья. И картинки веселые!

Касательно же практического применения технологии. Подозреваю, есть 2 основные проблемы: сложность диагностирования по снимку (пример с руками хирургов в статье), а также отсутствие вот прям большой необходимости прям щас.

По второй проблеме было написано в выводе, а первую вроде как даже принялись решать (возможно не так активно, как хотелось бы, но всё же).
Где-то год назад был представлен смартфон. Caterpillar Cat S60, единственная особенность которого — тепловизор рядом с основной камерой. Не уверен точно, но вроде как на нем можно было снимать фотографии одновременно обеими камерами. Оба кадра накладывались друг на друга. То есть можно было определять температуру нужного участка фото, видя картинку как будто глазами.
Подозреваю, подобная технология могла бы помочь разглядеть больше.
С диагностикой ситуация неоднозначна: во-первых, надо выбрать такую проблему, которую просто глазами решать сложнее, чем при помощи тепловизора, а во-вторых, данные, полученные по нему должны быть достаточно качественны.
Это возможно — существуют узкие области, под нужды которых можно заточить технологию тепловидения (часть из них перечислена в статье). Из неупомянутого там — видела исследование, в котором при помощи тепловизора во время операции по удалению варикозно-расширенной вены выявляли перфоранты (ответвления, которые необходимо перевязать). Очень полезная на мой взгляд идея.

Да, два объектива рядом — идея неплохая. Вероятно, существуют портативные тепловизоры, обладающие этим качеством.

Быстрый поиск по Ютубу показал мне Flir One. Тоже подключается к смартфону, и имеет 2 камеры.

Да, я когда Анне тепловизор выбирал — то видел этот вариант. Но на тот момент это казалось некритичным, а Даджет предложил на тесты бесплатно взять погонять SeekThermal.
Почему-то, увидев статью, первым делом Даджет как раз и вспоминается. Но нет, в авторах не они. :) А оказывается, они просто в тень отошли в данном случае. :)
Они тут пиарят Seek Thermal (им продать его надо :) ), а я пиарю Flir One (нет, я их не продаю, просто эта отличная модель незаслуженно не получает должного внимания, что на мой взгляд, неправильно). :)
Ну. Они предлагали на тест взять. Никто больше такого не предлагал:)
Грех не воспользоваться. Плюс я жену уже года 3 уговариваю статей на хабр/гт написать, а тут сразу и повод возник.
А идея возникла вообще очень давно. Я когда года 3 назад на Хабре писал статью про усиление видеопотока, мне потом писали врачи которые рассказывали как они пробовали те же методы использовать для визуализации моторики перельстатики. По сути для той же оценки жизнеспособности, которую тут тепловизором Анна пыталась сделать.
Надеюсь, они его хоть дарят авторам статей? :) А то так даже во время тестирования случайно уронишь его попадёшь в неловкую ситуацию.

Проблема ещё в том, что у этого тепловизора хромало тепловое разрешение — были тесты на mysku.ru. Насколько я помню, у него болометры от подложки плохо изолированы — отсюда и проблемы. Не знаю, может, сейчас уже другие матрицы для Seek Thermal делают, но вот была такая проблема.

А сама статья получилась интересная. :)
Чтобы подарили — надо несколько статей написать. Я отказался. Но, учитывая, что в моей деятельности он мне периодически нужен + периодически нужен жене — договорились на большую скидку.
От, жадины! :)
Кстати:
Наиболее органичным вариантом решения лично мне видится кожух типа аквабокса, который закрывает все, кроме линзы, Micro-usb удлинитель, чтобы телефон мог лежать в стороне.


Seek Thermal тоже подключали к PC. И тут лучший вариант был бы большой монитор (возможно, с некоторой обработкой картинки) и тепловизор на шнурке USB в герметичном стерильном боксе на выносной ножке. Направил его куда нужно, убрал руки, он снимает. Врач смотрит на монитор и оценивает результат.
Никогда не подключайте Flir One к смартфону со штатным ПО от Flir. :) Добрые дяди из Flir делают всё возможное, чтобы максимально испоганить оригинальную картинку с болометров и как можно сильнее снизить FPS — у них ПО для смартфонов движется ровно в этом направлении. К чему же его тогда подключать? Я подключил к компьютеру (хотя ПО с тех под серьёзно изменилось — сделан правильный метод сборки картинки на кольцевом буфере и получена картинка с камеры (ценой нагрузки на CPU)) и STM32F4 Discovery ( относительно скоро напишу об этом статью — нужно улучшить стабильность работы ПО — часто отваливается соединение из-за кривоватого USB).
У Flir One отличное тепловое разрешение (он чувствует мелкие градации тепла), хотя разрешение матрицы ниже, чем у Seek Thermal.
Анна, так держать!
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25929672 — и сама статья, и список литературы весьма достойны, возможно, вы пропустили.
The proposed methods of thermal image analysis and processing enabled to obtain three different results:
1. Normalised temperature variation range for healthy subjects.
2. Attempt at determining the shape of the spine.
3. Automatic classification of healthy subjects and ill patients on the basis of two acquired features.

Еще очень интересное направление — мониторинг кровотока при кардиохирургии с охлаждением.
Идея очень интересная и здравая.
Мониторинг кровотока — по всему телу или в сердце? Статьи, где термокартированием оценивался эффект от шунтирующей операции на сердце, я встречала, не могу сказать, насколько это незаменивый способ оценки кровотока, поскольку не работаю в этой области.
Кстати, хорошо видна заложенность носа и процесс дыхания (от потока воздуха охлаждается). А вот ушибы я так разглядеть не смог. Кожа сама по себе имеет очаги различной температуры, где всё это теряется даже от дуновения ветерка.
Видны всякие явные воспаления. Например смотрели как воспаление сустава выглядит.
Плюс прикольно видно перераспределение температур в человеке когда он спортом занимается.
Первая проблема для новых тепловизоров отсутствует. По опыту пользования прибором testo882 скажу, что при настроенном фокусе и адаптивной палитре все будет хорошо видно. А в новых тепловизорах вроде как автофокусировка уже есть (вроде fluke этим хвастались). А две камеры — инфракрасная и обычная — де факто уже стандарт.
Cat S60 с обычной камеры выделяет контуры и накладывает их на картинку тепловизора
У него, если я не перепутал с другой моделью, Flir Lepton первого поколения с 80x60. Это всё-таки весьма мало для анализа.
Да, Лептон. Да, игрушка. Но и я — "… не настоящий сварщик — просто маску надел" :)))
При выборе оценивались другие «статы» и внешний вид — тепловизор был «вишенкой на торте».
Отличная публикация, с удовольствием прочитал) Больше коллег на geektimes)

Жаль, конечно, что в пабмеде нет ссылок на советские научные журналы 70-80 годов. В СССР был сделан огромный пласт работы по термографии. Использовались приборы с механической разверткой луча германиевой оптикой. Чувствительность и разрешение были на порядок лучше современных тепловизоров. Вот габариты установок- да, будоражат воображение. Посмотрите работы Иваницкого Г.Р. в 70 -е годы. Ему за работы по тепловизору член-корра дали.

У меня сложилось впечатление, что это был всемирный ажиотаж — даже на моих далеко несовершенных графиках отразилось, что до конца 70-х к тепловидению интерес был выше, чем в пару следующих десятилетий.
Возможно, тогда эти методики не открывали новых возможностей — либо в связи с дороговизной и сложностью, либо в связи с тем, что не хватало развития смежных дисциплин.

Спасибо, очень интересно. А гиперспектральные камеры в медицине кто-нибудь использует?

Каждый спектр нужен зачем-то. Ну, например ИК в частотах 700-900 н.м. хорошо поглощается кровью, им можно визуализировать поверхностные кровотоки. Ультрафиолет неплохо выявляет поверхностные повреждения различные. Как я понимаю зубные врачи им активно пользуются. Плюс, как мне кажется, могут дерматологи.
Тепловой спектр, это 7-14мкм, тут тепловизоры.
Можно сказать, что рентген — это тоже правильный спектральный диапазон. И.т.д. Нужно просто понимать что можно увидеть в правильном спектральном диапазоне.

Так про это и вопрос — есть ли спрос на это или нет. Судя по гуглу, пока все на уровне экспериментов.


P.S. Hyperspectral imaging — это все же не просто разные спектры, а камеры с узкополосными фильтрами на видимый/ближний ИК.

Человек с физико-математическим складом ума ушел в медицину: это большое преимущество, так появляются люди иначе смотрящие на проблемы и способы их решения. Желаю автору статьи реализовать свой потенциал.

P.S. Сначала подумал — такая съёмка может вредить качеству операции и пациентам. Хотя чем? Наверное не вредит. И фото интересно было бы посмотреть самим пациентам наверное? Показываете? Или опасаясь неадекватной реакции- держите в тайне? Я бы случись что-нибудь (тьфу-тьфу-тьфу), посмотрел бы с интересом.
Во время операции действуют только определенные концепции действий — например, не касаться стерильным нестерильного. Жесткого ритуала нет, поэтому съемка без нарушения основополагающих концепций пациентку не вредит.

Мы часто делаем интраоперационные фотографии, в подавляющем большинстве случаев с исследовательской целью. Специфика работы такая, что на наших снимках человеку без медицинского образования разобраться трудно. (Иногда даже просто не хирургу трудно). Поэтому я стараюсь своим пациентам рисовать примерные схемы: «так выглядит орган, вот тут ваша болезнь, вот это будет иссечено во время операции и вот так все реконструировано».
Но я слышала, что в других отделениях пациенты просят врачей сделать снимки во время операции и прислать им по мессенджеру.
Вот, прозвучало — «пациенту не вредит».

Статья интересная, познавательная, но ощущения неоднозначные.
Особенно после слов «отвлечь хирурга», «подержи навесу» — очень широкий спектр эмоций — от «Да вы… „рыбного супа объелись“!» до «как-то же надо „двигать науку“». Умом понимаешь, что раз хирург не «послал» ассистента-экспериментатора, то все в порядке — он же Врач, у него первая заповедь «Не навреди»… Но осадочек все равно остается.
Достаточно сложно это все объяснить с нуля, не задев никаких других сретеотипов и представлений. Работу в операционной люди, не имеющие к ней отношения, либо не представляют вообще, либо представляют неправильно, потому что не знают, что важно, а что нет.
Любая операция делится на этапы. В процессе того, как происходит очередной этап, оперирующий хирург часто не может отвлечься — в ране много инструментов, ниток, все расположенно не так, как в норме, а так, как надо для работы. Если в этот момент у меня, как ассистента, или просто наблюдателя свободна хотя бы одна рука — я могу фотографировать. Например, можно успеть сделать кадр на фотоаппарат за то время, когда хирург заряжает иглу после предыдущего шва — 1-2 секунды.
Но если мне нужно, чтобы в кадр специально попали какие-то структуры, то я прошу оперирующего хирурга после окончания какого-то промежуточного этапа операции дать мне возможность сделать снимок, или даже помочь. Собственно, в этом и состоит отвлекание — в итоге мы дольше работаем и позже пойдем к домой.
Осадочек — реакция абсолютно здоровой психики на то, что пришлось подумать об операции, возможно, неосознанно примерить на себя. Это нормально.
Очень интересно. Интересно было бы иметь в тепловизоре 2 режима — высокая разрешающая чувствительность (спектральная) для контрастирования кровеносных сосудов и низкая, для определения плохо снабжающихся зон.
Может для охлаждения тканей есть спец баллончики с стерильным сжатым газом?
В не медицинских отраслях такие есть, пшикаешь быстроиспаряющимся газом на горячее место, газ испаряется и охлаждает. Это могло бы быть удобней холодных салфеток.
Может стоило тепловизор с телефоном стерилизовать салфетками и обернуть перчаткой? Не думаю, что латекс или подобный ему материал — серьезно скажутся на качестве, и не нужно будет при каждом кадре заново перемываться.
Жена сегодня на операциях, отвечу за неё:)
Тепловизор видит температуру ближайшего к нему объекта. Будь то стекло/перчатка/и.т.д.
В качестве линзы там очень специфический материал, который пропускает именно тепловое излучение.

А для съёмок операций не тепловизором Анна придумала хитрый способ. Она взяла xiaomi экшн-камеру и водонепроницаемый бокс для неё. Бокс стерелизуется и не портиться от стерилизации. Кнопка спуска там герметична и не связана с внутренностью. Перед операцией камера туда помещается.
Но для тепловизора это не прокатит из-за специфики линзы.
Для германиевой линзы можно попробовать сделать окошко, приклеить шайбу внутрь перчатки и вырезать отверстие, саму шайбу прихватить силиконом к тепловизору, он потом снимется с пластика без следов. Мне кажется — это вопрос техники, посидеть, поломать голову немного, помаять все это в руках…
Ну, там скорее халькогенидное стекло. Я не спорю, что решить вопрос можно. Только лучше решать этот вопрос комплексно, создавая специальную удобную для операции конструкцию. Чтобы держать было удобно.
А создание такой конструкции должно быть оправданно тем что она видит. Мне кажется. что большая часть из показанного в статье — это скорее интересна визуализация известных процессов. Но тут нет явно нового качества, которое сделало осмысленным создание такого агрегата. По крайней мере в ручную на коленке.
У Flir One — кремний. У Seek Thermal халькогенидное стекло, насколько я помню. Можно ещё селенид и сульфид цинка использовать. Ну и германий, конечно же.
Полиэтилен прозрачен для 7-14 мкм.
Вот тоже об этом думал, наверняка и пластик перчаток не является серьезной преградой. Тем более это отлично видно на снимках, где руки в перчатках не отличаются от оголенных тканей.
Полиэтилен!=каучук/резина.

Перчатки на снимке ровно того цвета какой должна быть их температура — температуры руки на которую они надеты.
А вы проверяли?
Можно ведь и из полиэтилена сделать чехол для смарта с тепловизором.
К сожалению, полиэтилен не выдерживает протоколов стерилизации в условиях больницы — как правило, они все включают в себя нагревание.
Кипячение он точно выдерживает — проблемы могут быть с дутыми/тянутыми (преднапряженными) изделиями — они дадут усадку, а с литыми проблем быть не должно. Как пример — трубы ПНД (полиэтилен низкого давления) замечательно используются для ГВС.
Справедливости ради замечу, что современные перчатки делаются чаще всего из нитрила, винила, неопрена или латекса.
Я не ставила себе целью проверить их термопрозрачность, но на одном из моих «пробных» снимков снятая перчатка в тазу с мусором очень четко была видна, т.е. отображался ее силуэт, а не предметов ниже. Так что, наверное, они непрозрачны.
Ну «лактес» — это собирательный образ. Проверить то просто — растянуть перчатку перед камерой и сделать снимок.
Очень интересное исследование! я нисколько не критикую выбор камеры или не рекомендую что то, просто делеюсь личным опытом по термосъемке.
Я работаю довольно много с фантомами различных тканей и прогреваю их разными способами, а потом снимаю термокамерой Fluke. Используем несколько «среднего ценового диапазона», но все дорогие заразы. Есть с «автофокусом» и есть с ручным. Могу дать несколько советов, но к сожалению, все это только про те термокамеры с котормыи работаю.
1) Снимать лучше со штатива. потому что единственное что невозможно потом исправить в программе это плохой фокус.
2) Матрица термокамеры это набор датчиков которые измеряют температуру, и почти у все камер которые дешевле самолета их совсем немного, а значит каждый квадратик на котором будет значение будет довольно большим. Сам термоснимок это табличка со значениями температуры в каждом конкретном пикселе. На специальных калькуляторах можно расчитать для каждого расстояния с которого фотографировать. вот ссылка на калькулятор. Некоторые ПО термокамер потом их раскрашивают в зависимости и от соседних значений (хитрят). То есть для простой камеры и съемки с расстояния 1м каждый квадратик с которого будет сниматься температура будет со стороной 0.25 см. Боюсь что у камеры для смартфона будет разремение еще хуже.
3) Термокамеры можно использовать для оценки тепловой картины но ни в коем случае не для оценки температуры в определенной точке. Хорошие скалиброваные термокамеры дают ошибку 1.5 — 2 градуса, а в реальности иногда и 4.
4) любой поток воздуха очень и очень сильно искажает результаты. Ткани не прозрачны для термокамеры поэтому снимаются данные с поверхности а даже небольшой поток воздуха крадет тепло очень сильно.
5) Есть прозрачные для IR пластики, так что вопрос со стерильностью можно решить засунув термокамеру и смартфон в пакет:) только не уверена что будет обычная камера снимать. Возможно голосовое управление тоже поможет. Оргстекло непрозрачно.
6) я бы очень рекомендовала пропробовать камеру подороже чтобы понять что еще можно получить от этого инструмента. Очень и ПО для них можеть быть полезным, в нем пожно ограничивать мин и макс температуры, разделять зоны с разной εT И так далее.
7) про две камеры, обычную и термокамеру, если снимать с близкого расстояния, меньше 30-40 см например. накладывание не особенно поможет, потому что фотки будут разными.
С радостью поделюсь еще каким нибудь опытом в этой области.
Спасибо за статью! Сюда очки с AR прямо напрашиваются…
Впечатляюще.
Вспомнил ролик, в котором постобработкой обычного видео стал заметен пульс человека. То есть микроизменения цвета кожи становились видны.
Применить бы подобную технику к тепловизионному видео.
Собственно я на эту тему статью и писал года 3 назад. Мысли на текущую статью оттуда у нас с женой и родились (парой коментов выше я рассказал как).
Классные картинки! Продолжайте! Думаю что вы можете много интересного про операции рассказать :)
Интересно было бы посмотреть те же операционные поля через Flir One. Недостаток разрешения должен неплохо копменсироваться наложением картинки со второй камеры.
Честное слово, не нужно портить картинку с лептона технологией MSX. Она и так хороша: image

image

И, как я уже сказал выше, вообще не стоит использовать ПО от Flir — будете очень разочарованы качеством картинки после их фирменной обработки.
Неужто вам дозволяют брать на операцию личные вещи (смартфон, обляпанный со всех сторон микрофлорой)?
А вот мы баловались: термография подмышки здорового человека тепловизором Fluke ti32image
Посмотрите отечественный прибор с механическим сканированием Иртис — термокартинка с высоким тепловым разрешением наложена на серую обычную. Можно смотреть прогрев в динамике.
Наложение одной картинки на другую идея хорошая, но связанная больше с обработкой изображения, чем с возможностями аппарата.
Честно говоря, в приборе революционного ничего нет. Это автономный аппарат весом более килограмма с большим разрешением, поэтому его не всегда корректно сравнивать с карманной машинкой, которой пользовалась я.
Беглый просмотр странички их медицинского сайта навел меня на два соображения: аппарат подтверждает то, что было многократно описано в мировой литературе — картирование вариокозно измененных вен, диагностика диабетической стопы. Занятные картинки про кровоснабжение при инсульте и нейропатии — только не понятно, чем эти картинки помогут, кроме наглядной визуализации — лечение все равно системное. А можно было бы, например, оценивать качество проводниковой анестезии (это тоже уже где-то описано).
Второе соображение, увы, печально — эксплуатируя идею неинвазивной диагностики, авторы замахиваются на очень сомнительные темы. В частности, пока я подбирала статьи, не раз находила статистические исследования о том, что термокартирование никак не диагностирует рак молочной железы, и в диагностике меланомы не позволяет получить новых данных.
Снимки, изображающие стенокардию и ИБС (вообще-то, первое — частный случай второго) представляются мне крайне сомнительными, сколиоз видно и так, есть вопросы к изображению с отсутствующей почкой.
Sign up to leave a comment.

Articles