Jong Moon Kim M.D., Ph.D.

Department of Physical Medicine & Rehabilitation School of Medicine, Konkuk University

Konkuk University Chungju Hospital

1. Medical Thermography 장점

2. Thermoregulation

3. Thermography –기본

4. Thermography in musculoskeletal ds.

전제 조건: 실내 온도와의 온도 평형

정상 비정상

Infrared Thermography

• 근골격계 질환에서 근육의 현 상태를 가시화 시킬수 있는 유일한 객관적 방법이다.

•The only objective method to visualize current status of muscle in musculoskeletal diseases as like a MPS

• 통증의 생리적 상태를 정량화 하여 분석할 수 있다.•Quantification or Evaluation of Physiologic and Functional status of pain

• 환자의 기능적 평가를 가능하게 해준다.

Methods Rate (%)

Myelography > 83.5CT > 85.8

MRI > 87.0

EMG > 89.0

Symptoms > 93.0

CT-MRI : 80.5 % 2), 94 % 3)

CT-EMG : 89 % 1)

Thermography-CT : 72 % 1), 84.2 % 2), 87 % 3)

Thermography-EMG : 86.7 % 2)

1) 박기영 등. 대한재활의학회지 1993; 17: 42-50

2) 변양호. Infrared information J 1996; 9: 7-9

3) Thomas D et. al. British J Rheumatol 1990; 29:

> 60세, 무증상이라도 거의 100%가 MRI에서 비정상 HNP: 36% Deg. Spondylosis or disc bulging: 100%

Jensen M :Magnetic resonance Imaging of the lumbar spine in people without back pain. N Engl J Med 1994, 331: 69-73

• 무증상 98명 중, 정상: 36%, 비정상: 64%

(한 부위 이상에서 비정상: 38%)

정상, 비정상의 판단기준이 모호하다 ?

내부, 외부 환경에 영향을 많이 받는다 ?

일정한 검사 결과를 얻기가 힘들다 ?

사전 준비가 충분히 되었는가 ?

Non-invasive, No pain Safe, No radiation Easy to manipulate Easy to evaluate disease process Quantification or Evaluation of physiologic

status of pain VISUALIZING CURRENT STATUS OF

MUSCLE AS A DIGITALIZED COLOR IMAGE

Jong Moon Kim M.D., Ph.D.

Department of Physical Medicine & Rehabilitation School of Medicine, Konkuk University

Represent the distribution of blood flow to skin

If abnormality(+) abnormal response against changes of

environmental temperature abnormal thermo-setting

열 손실 중추 열 생산 및 보존 중추

위치 Anterior hypothalamus

Posterior hypothalamus

역할 말초 혈관의 확장 등 Shivering 등

손상 시 더운 환경에서hyperthermia 유발

추운 환경에서hypothermia 유발

정상 외부 환경: 안면의 피부혈관은 수축 상태

추운 환경: 안면 혈류 변화(-)

더운 환경: 안면의 피부 혈관은 확장되어 땀이 나고, 열발산

정상 환경:- 안면 혈관 수축

추운 환경:-변화 없음.

더운 환경: 혈관 확장/ 열 발산/땀 분비

전신에 열 전완 혈관 확장

손가락의 혈류 변화가 없다.

차가운 환경 손가락 혈관은 극도로 수축

안면과 반대로 손가락은정상 상태에서 maximal perfusion 유지하여 최고의 손가락 감각(tactile)을유지하게 한다.

ColdHeat

Standing 시, 발가락의 혈류량이 누운 상태로 심장과 같은 높이에 발가락이위치할 때의 혈류량보다적다.

혈류 증가

혈류 감소

남성(Male) 30세, 170cm, 64 Kg

피부 표면적 = 1.6m2

즉, 90W, 혹은 50 W/m2 열 발산

이들 중 대부분의 열이 피부를 통하여 발산

(복사, 대류, 증발, 전도)

여성(Female) 30세, 160cm, 54 Kg

63W, 혹은 41 W/m2 열 발산

고환의 피부 온도 조절

고환의 피부 온도는 정상

상태에서 ±3℃ 정도의

범위에서 주기적으로 조

절된다.

노화 진행 (Aging) 나이가 들어감에 따라 남성이 여성보다

빠르게 기초대사량이 적어짐.

남성: 60세는 30세에 비하여 19% 감소, 즉 약 41 W/m2 감소

여성: 65세는 30세에 비하여 11% 감소, 즉 약 37 W/m2 감소

소아: 성인보다 기초 대사량이 매우 높다

8세, 27 Kg, 대사량 =60W/m2

30세 남자보다 20% 높다.

따라서 정상 소아의 피부 온도는성인보다 높다.

신체적 스트레스 (운동) 운동에 의한 피부 혈관 수축

추운 환경에서의 운동 후 피부 온도는 같은 추운 온도의 실내에 가만히 있을 때의 피부 온도보다 더 낮다.

음식의 효과 알코올: 0.54 g/Kg이하에서는 피부 온도 조절에 영향 없음

음식의 성분에 따라 피부의 혈류 변화가 나타날 수 있다.

인체에서 가장 큰 기관 인체 심부 온도(core temperature)를 조절하는 데에 가장 중요한

역할

열 손실 역할 열 소실: 피부 온도 ↑

열 보존: 피부 온도 ↓

피부 온도는 환경의 영향을 받음 추운 환경: 피부 온도 ↓ 대사량의 증가를 촉진 core temperature 유지

더운 환경: 피부 혈관 확장 땀 분비 기화(evaporation) 과도한 열 발산

환경의 온도 피부의 온도수용체에 감지 심부 온도를 유지하는데 중요한 역할.

Kyung-Joon Lim, MD, PhD, FIPP

Dept. of Anesthesiology and Pain medicineSchool of Medicine, Chosun University

체열실 중요사항

온도 유지: 검사 전 촬영부위와 대기 온도와의 온도평형(20분)

조명-백열등/ 열기구 (검사실 내 사용 금지)

창문-공기흐름/습도 등

Room Condition- Temp(온도) : 23±2℃ (21~25 ℃ 최적)- Humidity(습도) : 30~75% 내외- Air flow (공기흐름): Uniform. constant - Illumination (조명): No direct light to the Pt

검사 전날 환자 준비 사항 각종 물리치료 중단 (24 시간 이후 검사)

근전도 (72시간 이후 검사)

근육주사 금지

약물 복용시 주치의와 상의 (혈액순환 개선제,염증 완화제 등)

검사 당일 준비 사항 몸에 심한 자극을 주는 물리치료 및 찜질 피한다.

로션, 연고, 파스류 바르지 않는다.

담배나 알코올 음료는 일체 들지 않는다. (최소 2hr 전에 금기 )

촬영에 지장을 주는 악세서리 착용금지( 콜셋 등)

측정 전 피부 마찰을 금한다 / 생리 중 검사는 피한다.

P T

E NC

Posture ? Age ? Gender ? Preparation ? External & internal bias ?

자세 잡기 : Positioning 1) Upper Body Thermogram [Cx-series]: 상체 & 손

2) Lower Body Thermogram <Lumbar series>:하체 자세& 발

6. 정상 고온 부위 / 정상 저온 부위 참조

- 고온 부위 : 혈관 분포 부위: 운동량이 많은 근육부위: 피부가 겹치는 부위

- 저온 부위 : 주요 관절부위: 말단 부위: 지방 분포 부위

• 체온절이라고 하며, 척추신경이 지배하는 피부 온도 조절 영역을 의미한다.

• 경추 신경근이나 요천추 신경근의 변화에 의하여 신체의특정 부위의 온도가 달라질 수 있으며, 공통되게 달라지는 부위를 각 척추 신경의 thermatome이라 한다.

• 척추 신경의 주행부위에 교감신경계가 같이 주행하게 되어 일반적으로 피부절(dermatome)보다는 광범위한 부위에 온도가 변할 수 있다.

• 요추간판 탈출에 의하여 신경근이 눌릴 경우 대부분 이신경의 지배 영역에서 저온을 보인다.

[win level 조절된 이미지][win lebvel 잘못 조절 된 이미지]

1) 팔, 다리, 체간은 좌우 대칭 부위 온도 측정

2) 양측 온도 차이(+)/ 정상 체온보다 고온이거나

저온 여부 확인

3) 측정영역의 설정이 적정한가?

4) 근육계는 기능 장애의 유무? 기능적 평가 필요?

(℃) ΔT(average) standard deviation

Face 0.18 0.186

Trunk 0.17 0.042

Extremities 0.20 0.073

Fingers 0.38 0.064

Toes 0.50 0.143

Previous studies ΔT (℃)

Weinstein SA (1989) 1.5Einsiedel-Lechtape H (1977) 1.0Academy of Neuromuscular Thermology 0.8 ~ 1.0조준 (1991) 0.7Pochaczevsky R (1982) 0.6김종문 (1997) 0.6김영수 (1990) 0.5Feldman F (1984) 0.3 ~ 1.0Uematsu S (1988) 0.3

ΔT (℃) < 0.6 : negative

0.6 < ΔT (℃) < 1.0 with Sx(+) : positivewithout Sx: equivocal

ΔT (℃) > 1.0 : positive

Kyung-Joon Lim, MD, PhD, FIPP

Dept. of Anesthesiology and Pain medicineSchool of Medicine, Chosun University

Neuromuscular & Musculoskeletal disease Cardiovascular disease Urology Dermatology Cancer Pediatrics ENT & Dental

근막 및 인대의 질환- 급성기와 만성기 모두 국소적인 또는 다발성의고열양상을 보이는 것이 특징.

- 만성기에 저열상을 보이는 신경병증성 통증과 구별됨.

- 통증 유발점: 국소적으로 hot spot으로 보이기도함.

- 대표적인 질환: 근막 통증증후군

TrPs may cause dysfunction of microcirculation with overlying skin showing an increase in temperature.

Thermographic finding of focal hyperthermia overlying the TrP is not from heat conduction but rather a vasodilatory somatocutaneous reflex response to nociceptive impulses.

Trigger points are ovoid appearing and generally are 1.0 ℃elevated compared to the opposite side or surrounding areas.

Somatocutaneous reflex

decreased sympathetic function and alpha receptor blockade

posttraumatic metabolicby-products such as substance P,

kinins, histamines, etc.

Hyperthermic(increased thermal emission)

Trigger Point

Hot spot : Travell JG(1983), Simon DG(1988), Yunus MB(1994), Ruskin AP(1984), Ebeiken J(1986), Verdugo RJ(1993)

Cold spot : Yunus MB(1994), Verdugo RJ(1993), Hobbins WB(1982), Thomas D(1990)

No differnece : Yunus MB(1994), Verdugo RJ(1993)

Diagnostic Values of Hot Spots in Thermography

Sensitivity False positive False negative

Fischer AA(1988) 64% 33% 40%

권 오진(1991) 74% 36% 32%

김 종문(1997) 82% 20% 40%

Temperatures of normal adults in UTZ

1. normal range: 35.7+1.52 ℃

2. ΔT: 0.09+0.61 ℃

3. 95% confidence interval: within 0.52 ℃

Therapeutic effects : Lidocaine > Normal saline

김 상현 등. 대한재활의학회지 1998; 22(4): 921-927

• Therapeutic effects : Lidocaine = Dry needling

장호열

Neurosurgery, National Health Insurance Corporation Ilsan Hospital,Yonsei University College of Medicine,South Korea

정상인의 피부 온도는 좌우 대칭이다.

비정상적인 좌우 온도차

팔, 다리: 대부분은 0.2℃ ≤

손가락이나 발가락: 0.3℃ ≤

온도 변화가 심하기 때문

발 뒤꿈치: 0.4℃ ≤

요추부: 0.25℃ ≤

Minimal abnormal ∆T in low back

Temperature Measure:2nd hottest area

on the Bi-Iliac line

Normal references: 50 persons

Thermal Difference(∆T)

통증 ↑ ≈ 하지의 좌우 ΔT ↑

증상 기간 ↑≈ 하지의 좌우 ΔT ↓

추간판 탈출 ↑ ≈ 하지의 좌우 ΔT ↑

따라서 요추간판 탈출증에서 하지의 좌우 온도

차는 환자의 통증과 밀접한 관게가 있다.

Dx: Osteoma, T10/11, Rt Spastic paraparesis G40/4-, Last normal sensory 10/T11

Thermpgraphy: well visualization of the thermatomal demarcation

Sx: Neck pain

Rt weakness and Lt sensory deficit

Dx: Schwannoma,C1/2, Rt.

Thermograpphy: Rt side hypothermia

Dx: Schwannoma,C5/6, Lt.

Neck pain & Lt arm radiating pain.

Thermography: hypothermia at Lt C6 thermatome

Dx: Shwannoma, Rt L4 Root

Sx: Rt leg pain

Thermography: Hypothermia on Rt L4 thermatome

Dx: paraganglioma

Sx: both leg pain(Lt > Rt)

Thermography: Hypothermia on Lt L4 thermatome

퇴행성 관절염- 관절 연골이 소모되면서 국소적인 퇴행성 변화가 나타나는 질환

- 초기증상 : 통증, 관절의 운동장애, 경도의 종창 및 관절주위의 압통

- 진단 : 환자의 병력을 분석하고 이학적 및 방사선 소견에서 보이는 변화를 종합

- 체열촬영은 특정부위에 체표면 온도를 정확히 수치화하여나타내므로 퇴행성 관절염에서 진단에 이용될 수 있다.

슬관절의 체열촬영 검사법① 슬관절 부위를 대칭으로 동시에 한 장에 촬영② 슬관절의 앞 뒤를 촬영③ 슬관절의 내측, 외측, 슬개골 상 5cm이 포함되도록 촬영

퇴행성 슬관절염의 진단기준① 정상부위와의 온도차이가 각각 0.5℃ 이상의 비대칭적 온도 분포

② 슬관절 부위에 0.5 ℃ 이상의 고온점을 보이는 경우③ 임상적인 연관성

치료 전 치료 후

Acute state: local hyperthermia Chronic state: hypothermia Evaluation of therapeutic effect

어깨에 통증이 있는 환자

염증의 존재를 시사하는 고열상(50%)

운동장애가 주로 나타나는 동결견(frozen shoulder)의 대부분은 저열상을 나타냄.

저열상이 발생하는 원인

근육위축

근육량이 비교적 적은 견관절 전면의 deltopectoral portion의 저온역은 통증으로 인한 교감 신경계의 영향이 관여하는 것으로 추측.

Digital OA progresses in phases initiated by an inflammatory process Joints were warmer than normal at the onset of OA.

As the severity of rOA worsened, joint surface temperature declined.

The cooler surface temperatures in later stages of the disease Paucity of symptoms reported by patients with hand OA

Frozen shoulder(Both)

Focal hyperthermia on the 1st metatarsal bone

Sprain or Strain

• Multifocal hyperthermia

Acute stage: hyperthermia Chronic stage: hypothermia

after SGB Wallenberg’s Syndrome

Monitoring of ischemic condition of heart during CABG (1971)

Pantaleo D et. al. (1984) : monitoring of patency of grafted vein during warn-up stage

Others Monitoring after graft and micro surgery Burn Pre & Post OP evaluation

혈류나 대사율이 증가된 경우냉 부하 후 피부 온도의 회복율이 증가

온도 회복이 더딘 경우혈류장해나 신경계 손상 등을 의심

•냉 부하 : 냉수, 냉풍, 알코올 등

혈관 긴장성의 평가 생리학적 변화 관찰 및 가설 입증 냉 부하검사가 곤란한 경우

• 열 부하 : 온수, 온풍, 핫팩, 광선, 초음파, 초단파

많은 연구 결과 있음

대부분의 논문이 최근에 발표되었고, 점차 증가되는 추세

환자의 증상과의 일치도가 매우 높다.

해부학적 이상에 대한 검사가 아니라, 기능성 검사이다.

법의학적(신체감정) 등에 이미 중요하게 사용되고 있다.

체열촬영은 환자에게 칼라화된 영상을 직접 제시함으로써 자신의 질병 상태와 예후를 쉽게 이해시킬 수 있는 가장 좋은 진단법이다.

체열촬영은 현대인들이 민감하게 생각하는 안정성에 대한 욕구를 충족시키는 좋은 진단법이다.

체열촬영은 환자의 진단을 위한 기본 요소인 시진의 진단적 가치를 높일 수 있는 가장 좋은 진단법이다.

체열촬영은 점차 그 진단적 가치와 응용범위가 넓혀지고있는 발전적 진단법이다.