Pomiary w podczerwieni są bezstykowe i w związku z tym w pełni aseptyczne. Ogromną wartością tej techniki jest możliwość obserwacji pól zjawisk, w postaci powierzchniowych rozkładów temperatury, co pozwala na szybką i ilościową ocenę kompleksowych procesów zachodzących w badanej strukturze.

Zasadnicza część badań dotyczy wdrożenia diagnostyki termicznej, jako nieinwazyjnego, uniwersalnego narzędzia diagnostycznego w takich dziedzinach jak:
- monitoring podczas operacji kardiochirurgicznych,
- leczenie oparzeń,
- ocena stanu rany po wszelkiego typu zabiegach operacyjnych.

Katedra realizowała szereg grantów związanych z tematyką obrazowania w podczerwieni:
Tytuł projektu KBN - 8T11E03015
Zastosowanie termografii dynamicznej w różnicowaniu tkanek dla diagnostyki nieinwazyjnej, 1998-2001

Instytucje zaangażowane w realizację grantu:
Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Elektroniki Medycznej i Ekologicznej;
Akademia Medyczna w Gdańsku, Klinika Chirurgii Plastycznej i Leczenia Oparzeń, Klinika Kardiochirurgii;
Uniwersytet Gdański, Katedra Fizjologii Zwierząt
Celem projektu było opracowanie nowych metod diagnostyki nieinwazyjnej w leczeniu rozmaitych zmian chorobowych skóry i tkanek: nowotworów skóry, oparzeń, prowadzenie leczenia przeszczepów, monitoring śródoperacyjny w kardiochirurgii. Zastosowanie źródeł promieniowania o różnej charakterystyce widmowej (halogeny, promienniki podczerwieni, źródła półprzewodnikowe, lasery, generatory mikrofal) w termografii dynamicznej umożliwia penetrację ciepła na różnych głębokościach w tkance. Zmiany w szybkości odpowiedzi na pobudzenie termiczne niosą informację o wewnętrznej strukturze badanego obiektu. Na podstawie opracowanych modeli matematycznych, zweryfikowanych eksperymentami in-vitro oraz in-vivo na zwierzętach, w oparciu o stworzone narzędzia możliwe jest klasyfikowanie badanych tkanek. Połączenie nieinwazyjnej, dynamicznej metodyki pomiarowej z zaawansowaną analizą sygnałów czasowych pozwala na istotną poprawę wiarygodności pomiarów termograficznych. Za wykorzystaniem techniki termografii dynamicznej w diagnostyce medycznej przemawia niski koszt badania, nieinwazyjność i niewielka uciążliwość dla pacjenta. Efektem pracy jest opracowanie całkowicie nieinwazyjnej metodyki diagnostycznej i stosownej aparatury. Metodę zweryfikowano klinicznie w Gdańskiej Akademii Medycznej, w Klinikach: Chirurgii Plastycznej i Leczenia Oparzeń, Chirurgii Onkologicznej, Kardiochirurgii.

Tytuł projektu KBN - 7T11E01521
Tomografia termiczna – analiza możliwości i ograniczeń, 2001-2003
Instytucje zaangażowane w realizację grantu:
Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Elektroniki Medycznej i Ekologicznej;
Akademia Medyczna w Gdańsku, Klinika Chirurgii Plastycznej i Leczenia Oparzeń, Klinika Kardiochirurgii;
Uniwersytet Gdański, Katedra Fizjologii Zwierząt
Podstawowym celem projektu była analiza techniki tomografii termicznej z punktu widzenia jej teoretycznych uwarunkowań i ograniczeń oraz możliwości jej praktycznych aplikacji. Pośrednim celem projektu jest stworzenie nowych metod diagnostyki nieinwazyjnej w leczeniu rozmaitych zmian chorobowych skóry i tkanek: nowotworów skóry, oparzeń, prowadzenie leczenia przeszczepów, monitoring śródoperacyjny w kardiochirurgii.
Zastosowanie zewnętrznych źródeł promieniowania w termografii dynamicznej umożliwia penetrację ciepła na różnych głębokościach w tkance. Zmiany w szybkości odpowiedzi na pobudzenie termiczne niosą informację o wewnętrznej strukturze badanego obiektu. Na podstawie opracowanych modeli matematycznych, zweryfikowanych eksperymentami in-vitro oraz in-vivo na zwierzętach, w oparciu o stworzone narzędzia możliwe jest rekonstrukcja struktury wewnętrznej badanych tkanek. Połączenie nieinwazyjnej, dynamicznej metodyki pomiarowej z zaawansowaną analizą sygnałów czasowych pozwala na istotną poprawę wiarygodności pomiarów termograficznych. Efektem pracy jest opracowanie całkowicie nieinwazyjnej metodyki diagnostycznej i stosownej aparatury. Metodę zweryfikowano klinicznie w Gdańskiej Akademii Medycznej, w Klinikach: Chirurgii Plastycznej i Leczenia Oparzeń, Chirurgii Onkologicznej, Kardiochirurgii.

Reflektor z żarówek halogenowych 220V, 50W o łącznej mocy 1000W i oświetlone fantomy żelatynowy
Zagadnienie odwrotne w tomografii termicznej (badanie oparzeń in-vivo)
 

Zarejestrowana odpowiedź cieplna pól oparzeniowych o stopniu: I, IIa, IIb, IIb na pobudzenie strumieniem Φexc =875 [W/m2]
 

Tomogram termiczny pól oparzeniowych 5a-8a uzyskany przy założeniu rozkładu ρc(x) jak dla tkanki zdrowej

Tytuł projektu KBN - 3T1101027
Analiza technik diagnostycznych i terapeutycznych w celu minimalizacji ryzyka interwencji kardiochirurgicznych, 2005-2007
Instytucje zaangażowane w realizację grantu:
Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Elektroniki Medycznej i Ekologicznej;
Akademia Medyczna w Gdańsku, Klinika Kardiochirurgii;
Uniwersytet Gdański, Katedra Fizjologii Zwierząt.

a) Termogram serca  - kamera THV 900SW/TE; b) termogram serca – kamera FLIR SC3000; TPZ (LAD) – tętnica przednia zstępująca, D1 – gałąź diagonalna, LK – powierzchnia lewej komory serca, PK – powierzchnia prawej komory serca

Termogramy statyczne a) i b); rekonstruowane obrazy stałych czasowych t2  c) i d) dla pomiarów zapisanych w 24 min (kolumna z lewej strony) i 55 min  (kolumna z prawej strony) od zatrzymania krążenia w lewej tętnicy wieńcowej.

Uzyskane wyniki:
-    Obiektywna możliwość śledzenia ukrwienia w każdej fazie interwencji na otwartym sercu. Nieoceniona metoda do oceny jakości kardioplegii jak i oceny jakości interwencji, umożliwia bezkontaktową kontrolę jakości zespolenia po pomostowaniu. Pozwala na idealne, bo bezstykowe obserwacje szybkości powrotu krążenia po wszelkiego rodzaju blokadach przepływu krwi.
-    Pomiar temperatury to pierwsza sposobność wykrycia obszarów niedokrwionych jak i przekrwionych, obszarów zapalnych itp. Natychmiastowa wstępna informacja o istnieniu obszarów o nadmiernym lub upośledzonym metabolizmie.
Parametry termiczne tkanek uzyskane w pomiarach ADT i TT
-    Identyfikacja obszarów o zmienionych właściwościach termicznych może z wielką korzyścią dla obiektywizacji diagnozy być zastosowane do oceny materiału i organów do przeszczepów.
-    Rozkłady parametrów zastępczych, takich jak termiczne stałe czasowe, mogą być wykorzystane do obserwacji procesów niedokrwienia jak i tworzącej się martwicy. Parametry te doskonale nadają się do różnicowania zmian ukrwienia zachodzących w trakcie interwencji kardiochirurgicznych. Szczególnie istotne diagnostycznie jest obserwowanie zmian tych parametrów w czasie. Obrazowanie ADT pozwala na klasyfikację obszarów o istotnie zmienionych właściwościach termicznych, a więc na różnicowanie diagnostyczne zmienionej tkanki.