Применение тепловидения в Нижнем Новгороде, тогда городе Горьком, началось в 1977 в Горьковском НИИ травматологии и ортопедии. В начале это были исследования принципиальных возможностей метода в ранее практически не изученной области применения – нейрохирургии. Они проводились в межобластном нейрохирургическом центре на базе больницы № 39 на первой модели отечественных быстродействующих тепловизоров БТВ-1. Итогом работ 1978-1983 годов явилась серия методик проведения обследований и разработанная тепловизионная синдромология диагностики опухолей головного мозга, травматических оболочечных и внутримозговых гематом, очагов ушиба и размозжения мозгового вещества, повреждений периферических нервов, дискогенных радикулитов. В 1983 году по результатам этих исследований была опубликована монография Л.Б. Лихтермана «Тепловидение и ультразвуковая томография в нейрохирургии», в которой главы, посвященные тепловизионной диагностике, были написаны в соавторстве с С.Н. Колесовым.
В последующие годы благодаря информативности тепловидения при нейрохирургической, а также травматологической, ортопедической и других видах патологии, использование этого метода в институте сформировалось как самостоятельное направление научно-практических исследований.
Исследовательский интерес к изучению не только поверхностных, но и глубинных температур головы и тела обусловил попытки использования тепловой информации также в миллиметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Огромная заслуга в развитии этого направления исследований в нашем городе принадлежит радиофизику профессору Марии Тихоновне Греховой, которая на своих знаменитых семинарах удивительно умела соединять интересы врачей, физиков и инженеров, делая их единомышленниками.
В повестку одного из таких семинаров, который состоялся в апреле 1978 года, был включен доклад основоположника использования тепловидения в диагностике холодового нейроваскулита профессора Архангельского мединститута Г.А. Орлова. Мария Тихоновна предложила нам использовать такую возможность и обсудить с мэтром тепловидения свои первые результаты применения тепловидения у пациентов с онкологической и травматической нейрохирургической патологией головного мозга. Наше сообщение вызвало интерес Г.А. Орлова, который оценил перспективность нового направления исследований. На этом же семинаре произошла еще одна знаменательная встреча – с кандидатом физико-математических наук Л.И. Федосеевым, занимавшимся исследованиями регистрации температурных аномалий, но в миллиметровом диапазоне длин волн. Он высказал предположение о принципиальной возможности использовать и этот частотный диапазон электромагнитных волн для медицинской диагностики. Эти два события стали определяющими для формирования направлений исследования температурных аномалий и методов их регистрации в городе Горьком.
В 1978 году впервые в условиях нейрохирургической клиники были применены макетные образцы двух радиотермометров – на длине волны 3,7 мм (разработан в ИПФ АН СССР кандидатами физико-математических наук Л.И.Федосеевым и Ю.В Лебским, ведущим инженером В.Н. Калиниченко) и на длине волны 17,5 см (разработан в ГНИПИ кандидатом технических наук Н.Н. Холодиловым и ведущим инженером И.В. Боровиковой).
В 1980 году в Горьковском ННИИТО совместно с ИПФ АН СССР открыта лаборатория миллиметровой радиотермометрии, где на лабораторном образце 8 мм радиометра осуществлены уникальные эксперименты по радиосканированию лица и волосистой части головы. Эксперименты проводились В.Н. Калиниченко и М.Е. Орловой под руководством доктора физико-математических наук, профессора А.Г. Кислякова.
Стало очевидным, что у каждого диапазона электромагнитных тепловых волн есть свои преимущества и свои ограничения, и наиболее продуктивно их совместное изучение и применение. Отсюда и возникла в 1981 году идея создания научно-исследовательского и клинико-диагностического центра теплорадиовидения. Она была воплощена в жизнь благодаря инициативе и организаторским способностям профессоров Леонида Болеславовича Лихтермана и Александра Петровича Фраермана, а также поддержке администрации института травматологии и ортопедии (директор – профессор М.Г. Григорьев) и института прикладной физики АН СССР (директор – академик А.В. Гапонов-Грехов).
30 сентября 1983 года Центр медицинского теплорадиовидения ГНИИТО Минздрава РСФСР и ИПФ АН СССР был открыт. Это было первое в стране самостоятельное полномасштабное подразделение подобного типа в структуре медицинских НИИ.
В него вошли лаборатории функционального тепловидения, микроволновой радиотермометрии, СВЧ-радиотермометрии и специализированные кабинеты тепловидения в клиниках нейрохирургии, термических поражений, сочетанной травмы и хирургии кисти. Было найдено и приемлемое решение проблемы штатов – создана группа медицинского теплорадиовидения, в которую вошли старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук, С.Н. Колесов (руководитель Центра), научные сотрудники – Е.В. Угодчикова, М.Г. Воловик, С.В. Кошечкин, И.Л. Зекцер, врачи – Г.М. Дмитриева, В.М. Олейник. Кроме того, на базе Центра стали работать ученые и инженеры ИПФ АН СССР, НИРФИ, а также специально принятые сотрудники по хоздоговорным исследованиям из этих институтов (биофизик М.Е. Орлова, радиофизик Ж.В. Прахова). Кроме отечественных образцов тепловизионной аппаратуры Центр медицинского тепловидения был оснащен и импортным тепловизором «AGA-780М» (Швеция), который появился благодаря сотрудничеству с институтом прикладной физики и личной поддержке академика Андрея Викторовича Гапонова-Грехова.
Был создан Совет Центра теплорадиовидения, в который вошли: от ГНИИТО – проф. Л.Б. Лихтерман (председатель), к.м.н. С.Н. Колесов (зам. председателя), д.м.н. А.П. Фраерман и д.м.н. Л.Н. Синицын; от ИПФ АН СССР – д.ф-м.н. А.Г. Кисляков, к.ф-м.н. Л.И. Федосеев, Ю.В. Лебский, д.ф-м.н. В.Н. Тюкин; от НПО «Исток» г. Фрязино – академик Н.Д. Девятков, к.т.н. А.Г. Жуков; от НИРФИ – проф. М.М. Кобрин, Л.П. Егорычев; от ГНИПИ – к.т.н. Н.Н. Холодилов.
Ведущим направлением в научной тематике центра на протяжении всех лет является изучение возможностей тепловидения при нейрохирургической патологии. Цикл приоритетных исследований по разработке методик проведения обследований и описанию тепловизионной синдромологии различной нейрохирургической патологии позволил создать новое направление диагностики – ИК нейротепловидение. В дальнейшем, с появлением радиотермометров различного диапазона, оно переросло в полидиапазонную теплорадиотермометрию в оценке патологии центральной и периферической нервной системы. Итоги многолетних исследований легли в основу докторской диссертации С.Н. Колесова (1993), кандидатских диссертаций Д.Б. Краснова (1989), С.А. Павлова (1989), Т.С. Федосенко (1993).
Развитие Центра теплорадиовидения как структурного подразделения института травматологии и ортопедии, естественно, обусловило появление научных исследований по использованию этих методов диагностики при травматологической, ортопедической, комбустиологической патологии, сочетанной травме. Наиболее крупными научными достижениями первого десятилетия работы Центра являются исследования, посвященные возможностям тепловизионного метода при тяжелой травме кисти (кандидатская диссертация Е.В. Угодчиковой, 1988); в оценке стационарных и быстротекущих тепловых процессов коры головного мозга у экспериментальных животных в ответ на криодеструкцию, термокоагуляцию и прямые механические раздражения коры (кандидатская диссертация М.Г. Воловика, 1989); а также по использованию тепловидения и 10-см радиотермометрии при острой термической травме (кандидатская диссертация С.В. Кошечкина, 1992).
Пятилетний опыт работы центра был обобщен в монотематическом сборнике, в котором представлены полноценные статьи по диссертационным тепловизионным исследованиям, а также по результатам экспериментального и клинического применения радиотермометрии в различных диапазонах длин волн. К десятилетнему юбилею Центра была проведена научно-практическая конференция «Тепловидение и многочастотная радиотермометрия в медицине». Были заслушаны как обобщающие медицинские и технические доклады по результатам, полученным при регистрации тепловой информации в каждом диапазоне локации, так и по применению этих методик в различных областях медицины.
Становление тепловидения, как нового медицинского метода в городе Горьком потребовало от сотрудников Центра проведения различных мероприятий по популяризации тепловидения среди населения и внедрению метода в другие лечебные учреждения. С этой целью на протяжении нескольких лет в Центре выполнялись не только диагностические тепловизионные обследования больным, находящимся на стационарном лечении в институте, и амбулаторным больным по направлениям поликлиник города, но проводились профилактические тепловизионные исследования женщин для раннего распознавания онкологических заболеваний молочных желез. Поначалу это были сотрудницы института травматологии и ортопедии и радиофизических институтов, с которыми Центр сотрудничал по созданию и медицинской апробации радиотермометров. В последующем эти исследования распространили и на другие предприятия города. В результате возник такой объем работы, что он стал сдерживать выполнение нашей основной деятельности – реализацию научной тематики института. Это диктовало необходимость создания сети специализированных тепловизионных кабинетов в лечебных учреждениях города и области.
Поиски решения этой масштабной задачи привели к формированию еще одного направления деятельности Центра теплорадиовидения – подготовка медицинских кадров для работы в тепловизионных кабинетах различных лечебных учреждений. Оно сохраняется и до настоящего времени. К 1986 году были открыты тепловизионные кабинеты в 15 поликлиниках и женских консультациях, больницах города и области и подготовлены специалисты для них. В частности, городские тепловизионные кабинеты были открыты в детской областной больнице, областной больнице им. Семашко, больнице № 40, госпитале инвалидов войны, медсанчасти Автозавода, больнично-поликлиническом объединении УВД, поликлиниках 21, 19, женской консультации № 3, в городах Дзержинск и Бор Горьковской области. В последующие годы сотрудники Центра оказывали методическую и консультативную помощь врачам открытых при его содействии тепловизионных кабинетов.
Уже в первый год существования Центра, в ноябре 1983 года, был проведен первый цикл подготовки специалистов. Нашими первыми учениками стали: Д.Б. Краснов (Калининград), В.Н. Вишневцева (Белгород), М.В. Шевчук (Хабаровск), Н.С. Финогенова (Липецк), В.Ф. Сизова (Горький).
Большой вклад сотрудники Центра теплорадиовидения внесли в создание и совершенствование тепловизионной аппаратуры. В результате многолетних совместных работ с ОКБ завода «Агат» (Ю.А. Глазунов, С.В. Булыгин, А.И. Козин) был налажен серийный выпуск отечественного модернизированного быстродействующего тепловизора ТВ-03, который в 1985 году на выставке ВДНХ получил золотую и серебряную медали. Именно наши начинания, которые были поддержаны представителями ОКБ, по сопряжению тепловизора ТВ-03 сначала с персональным компьютером ДВК-2 (1988), затем IBM-386 (1992-1994), а также создание А.А. Абызовым программного обеспечения, заложили основу компьютеризации отечественной тепловизионной аппаратуры. Сейчас трудно себе представить насколько громоздкими были эти диагностические комплексы, которые включали тепловизионную камеру и видеоконтрольное устройство, откуда информация поступала в персональный компьютер, а затем выводилась на экран цветного телевизора. Однако их появление позволило принципиально изменить методику проведения тепловизионных исследований. В первых тепловизорах (модели БТВ-1, ТВ-03) тепловое изображение выводилось на небольшой (8х10 см) экран видеоконтрольного устройства с частотой 16 кадров в секунду (от этого изображение на экране было мелькающим), и его нельзя было запомнить или получить копию на электронном носителе. Разработанный автоматизированный комплекс уже обеспечивал оценку тепловой картины на большом телевизионном экране в цвете и не только в реальном масштабе времени, но и с возможностью фиксировать информацию для последующей обработки, хранить ее в памяти и извлекать при повторных обследованиях.
Самое главное, что эти работы заложили основу для создания отечественных серийно выпускаемых компьютеризированных моделей тепловизоров – ТВ-04 и ТВ-04 Кст.
Отличительной особенностью нашего центра от аналогичных центров тепловидения того периода являлось то, что наряду с разработкой новых методик тепловизионной диагностики в различных областях медицины, обоснованием необходимости модернизации тепловизионной аппаратуры и ее клинической апробации, мы занимались развитием принципиально нового направления медицинских исследований – медицинской радиотермометрии.
Теоретические основы этого направления исследований заложил член-корреспондент АН СССР Всеволод Сергеевич Троицкий. Возникло несколько групп, во главе которых были радиофизики, специализирующиеся на изучении своего диапазона длин волн: группа ИПФ АН во главе с проф. А.Г. Кисляковым (к.ф-м.н. Л.И. Федосеев, ведущие инженеры В.Н. Калиниченко, Ю.В. Лебский) – разработка медицинского миллиметрового радиотермометра; группа НИРФИ во главе с проф. М.М. Кобриным (к.ф-м.н. С.Д. Снегирев, к.ф-м.н. И.Я. Орлов, ведущие инженеры В.С. Лебедев и Л.П. Егорычев) – разработка 10 см радиотермометра; группа ГНИПИ в составе к.т.н. Н.Н. Холодилова и ведущего инженера И.В. Боровиковой – разработка 17,5 см радиотермометра.
Особую группу составили разработчики контактных антенн (к.ф-м.н. И.Ф. Белов, Е.К. Дивакова). Этой группой были созданы контактные антенны для радиотермометров на длине волны 10 см, 17,5 см, 30 см. Существенным достижением явилось создание полосковой антенны для 10 см радиотермометра, которая позволяла проводить измерения на влажных поверхностях, в частности, на открытом головном мозге.
В результате впервые в одном медицинском учреждении появились макетные образцы радиотермометров, позволяющих исследовать весь диапазон, в котором тело человека испускает тепловые лучи: инфракрасный, миллиметровый, сантиметровый, дециметровый. Исследований в таком объеме никто не проводил, и в этом сотрудники центра являются основоположниками и законодателями.
В первое время это были макетные образцы, часто не адаптированные к использованию в медицине, с помощью которых начали проводить исследование температурных параметров тела человека. Основной итог первого цикла работ – доказательство информативности этих приборов для медицинской диагностики и определение путей их совершенствования применительно к решению медицинских задач.
Благодаря совместным разработкам, проведенным под руководством профессора А.Г. Кислякова, микроволновая радиотермометрия от контактного радиометра, способного регистрировать радиояркостную температуру в одной точке, подошла к созданию радиометра с двумя дифференцированными входами, а затем прибора со сканирующей системой и компьютерной обработкой полученной информации.
Результаты исследований в СВЧ диапазоне доказали принципиальную возможность регистрации глубинной температуры различных областей тела человека. Технические характеристики приборов при высокой разрешающей способности обеспечивают достоверность результатов, а устойчивость работы сантиметровых радиометров в помещениях без экранированной камеры позволяет использовать их в неадаптированных кабинетах лечебных учреждений. Все это свидетельствовало о целесообразности комплексного использования радиотермометрии в различных диапазонах длин волн и положило начало становлению принципиально нового направления регистрации тепловой информации – полидиапазонной медицинской радиотермометрии.
Отрадно отметить, что совместная работа с разработчиками новой медицинской аппаратуры, проводившаяся на протяжении многих лет только в силу взаимных интересов и соглашений о научно-техническом сотрудничестве, в дальнейшем получила свое логическое завершение. Решением Комитета по новой технике Минздрава СССР от 9 июня 1987 года Центр теплорадиовидения Горьковского НИИТО был утвержден в качестве одной из баз по клиническому испытанию новой тепловизионной и радиотермометрической аппаратуры.
Радиотермометрический способ для дифференциальной диагностики ожогов III и IV степеней (авторское свидетельство на изобретение № 544363, авторы: Кошечкин С.В., Орлов И.Я., Гогин А.Ю.) был включен перечень наиболее важных отечественных достижений в области медицинской науки, техники и здравоохранения (М.: ВНИИМИ, Минздрав СССР, 1989, с. 278).
Однако до серийноспособного радиотермометра, аттестованного Комитетом по новой технике и разрешенного Минздравом РФ к применению в медицине, дошло только одно направление этих научных исследований. Работы по созданию медицинского 17,5 см радиотермометра, начатые в 70-е годы в Горьковском научно-исследовательском приборостроительном институте под руководством Н.Н. Холодилова, были продолжены А.В. Калентьевым, а на последнем этапе велись под руководством Л.А. Пасманика и ведущего инженера И.А. Ульянычева, были успешно завершены. Несмотря на сложную экономическую ситуацию и развал научных исследований и промышленного производства, которая сложилась в результате распада Советского Союза, энергия и творческая активность Л.А. Пасманика и его сотрудников все же привели к появлению первого отечественного медицинского радиотермометра РТ-17, выпуск которого был налажен малыми партиями в НПО «Кварц» с 1992 года.
Второе десятилетие (1993-2003) работы Центра ознаменовано не только новыми научными исследованиями, но и сменой поколений. В эти годы в Центре появились: научный сотрудник М.А. Прилучный, врачи Н.Л. Муравина, Н.Е. Абызова, С.В. Легурова.
Наряду с основной тематикой – развитием нейротеплорадиовидения, получили дальнейшее развитие исследования диагностических возможностей тепловидения при острой термической травме, начатые С.В. Кошечкиным. Используя новые методические подходы, основанные на оценке динамики тепловой картины после холодовой пробы, были созданы методики ранней (в первые трое суток) диагностики глубины термического поражения, дифференциальной диагностики ожогов IIIA-IIIБ степеней (Кошечкин С.В., Абызова Н.Е., Лёвин В.М.).
Начаты исследования по оценке возможностей тепловидения на этапах лечения последствий термической травмы. Полученные результаты позволили разработать способы оценки жизнеспособности филатовского стебля, эффективности озонотерапии для коррекции ишемических нарушений в лоскутах на питающей ножке, определения степени компенсации микроциркуляции при экспандерном растяжении кожных покровов, оценки микроциркуляции в процессе регенерации эпидермиса донорских ран, оценки состояния кровоснабжения послеожоговых рубцов в процессе дистракции (Прилучный М.А., Колесов С.Н.).
Активно развивается в эти годы медицинская СВЧ радиотермометрия. Были разработаны способы диагностики дисплазии тазобедренного сустава у детей (Орлова М.Е.), оценки степени активности воспалительного процесса при гематогенном и посттравматическом остеомиелите длинных трубчатых костей (Прахова Ж.В., Дмитриева Г.М), контроля темпа дистракции при удлинении конечности (Прилучный М.А., Колесов С.Н.).
Большинство из разработанных способов имеют мировую новизну и защищены авторскими свидетельствами и патентами.
Появление в 1996 в центре новой портативной измерительной тепловизионной камеры «Agema-470» (Швеция) создало условия для активного развития нового направления исследований – использование тепловидения в ходе оперативных вмешательств. Итогом многолетних работ стало создание новых способов интраоперационной диагностики при остеохондрозе позвоночника: оценка функционального состояния корешков конского хвоста, компримированных грыжей поясничного межпозвонкового диска и прогнозирование восстановления нарушенных функций после декомпрессии корешков конского хвоста (Воловик М.Г.); способ интраоперационной диагностики боковой локализации грыжи поясничного межпозвонкового диска (Колесов С.Н., Воловик М.Г.).
Аналогичные исследования были выполнены в ходе оперативных вмешательств на периферических нервах конечностей. В результате были созданы способы: интраоперационного контроля состояния кровоснабжения нервного ствола при микрохирургическом эпиневральном шве, интраоперационного определения тактики оперативного вмешательства при компрессии периферического нерва (Воловик М.Г.).
Интраоперационные исследования при вмешательствах на головном мозге привели, в частности, к созданию способа оценки микроциркуляторного русла перитуморальной области супратенториальных опухолей (Воловик М.Г., Колесов С.Н.).
Знаменательным событием этого десятилетия было проведение на нашей базе международной конференции по медицинскому тепловидению (10-11 июня 1996 года). Генеральным спонсором была фирма «Agema» (Швеция). В работе конференции, кроме сотрудников Центра, приняли участие: Туве Тенгесдаль (Швеция), доктор Хенгрис Парч (Австрия), доктор Бу Уоллин (Швеция), Нильс Тид (Швеция), В.Я. Мазурин (Кишинев, Молдова), Р.Я. Вепхвадзе (Тбилиси, Грузия), а также отечественные ученые: И.Д. Стулин, А.О. Мнушкин (Москва), В.А. Попов (Архангельск), Д.Б. Краснов (Калининград), Т.П. Колосова (Фрязино), Б.И. Сотник (Санкт-Петербург). На конференции была организована демонстрация новых образцов тепловизионной аппаратуры фирмы «Agema», а также знакомство с тепловизионной и радиотермометрической аппаратурой Центра теплорадиовидения ННИИТО.
В последние годы сотрудниками Центра разрабатывается принципиально новая методология проведения тепловизионных исследований, основанная на оценке динамики тепловой картины после проведения специфических для каждой нозологической формы функциональных проб для объективизации сосудисто-метаболических реакций, лежащих в основе формирования клинических синдромов диагностируемой патологии.
На основе этой методологии созданы методики для распознавания и оценки степени выраженности различных экстравертебральных синдромов (мышечно-тонические, нейродистрофические, нейрососудистые, корешковые) остеохондроза позвоночника; уточнения количества поврежденных нервов, дифференциальной диагностики варианта страдания нервных волокон (полный или частичный анатомический перерыв, рубцовое сдавление, рубцовое раздражение) при травме периферических нервов конечностей, для диагностики диабетических микро- и макроангиопатий, диабетических нейропатий.
Наряду с проведением исследований по научной тематике института сотрудники Центра теплорадиовидения активно сотрудничают с другими НИИ медицинского профиля. В частности, в последние годы проводятся совместные исследования с НИИ гигиены труда и профпатологии по разработке методик тепловизионной диагностики различных синдромов вибрационной болезни, с Научно-исследовательским кожно-венерологическим институтом – по контролю эффективности озонотерапии у больных с кожными заболеваниями.
На протяжении всех этих лет в Центре теплорадиовидения регулярно проводится подготовка врачей по тепловизионной диагностике. До 1999 года это было обучение (первичная специализация по тепловидению) врачей, которые решили использовать тепловидение в своих учреждениях. Оно проводилось в форме трехнедельных циклов (дважды в год) или в виде месячного обучения на рабочем месте. В последние годы появилась необходимость в проведении циклов усовершенствования. С 1999 года совместно с Нижегородской медицинской академией проводятся 2-4 недельные циклы тематического усовершенствования (для врачей любого профиля, желающих повысить свою квалификацию по тепловидению) и сертификационные циклы по тепловидению для врачей функциональной диагностики. В обоих случаях выдаются документы государственного образца. К настоящему времени проведено 6 сертификационных и 7 тематических циклов (тепловидение в неврологии и нейрохирургии, в ангиологии, травматологии, онкологии). Всего за время существования Центра обучено 227 врачей из России, ближнего и дальнего зарубежья.
Таким образом, можно констатировать, что за это время сформировалась Нижегородская научная школа теплорадиовидения, объединившая специалистов-медиков этого направления функциональной диагностики и радиофизиков ведущих институтов страны, работающих над созданием новой тепловизионной и радиотермометрической аппаратуры и использованием ее в различных областях медицины.
За четверть века работы сотрудниками Центра опубликовано более 350 научных работ, в том числе 3 монографии («Тепловидение и ультразвуковая томография в нейрохирургии», «Пособие по анатомии центральной нервной системы», «Остеохондроз позвоночника: клинические и тепловизионные синдромы»), главы по тепловизионной и радиотермометрической диагностике в книгах «Диагностика и хирургия травматического сдавления головного мозга», «Тяжёлая черепно-мозговая травма», «Клиническое руководство по черепно-мозговой травме», «Хронические субдуральные гематомы», 2 монотематических сборника, разработано 7 методических рекомендаций и пособий для врачей, зарегистрировано 25 изобретений и 5 новых медицинских технологий. При активном участии сотрудников Центра в институте подготовлено и защищено 30 кандидатских и 5 докторских диссертаций, которые полностью посвящены оценке возможностей тепловидения при различной патологии, либо содержат главы по тепловизионной и радиотермометрической диагностике.