Infrared Thermography Can Discriminate the Cause of Skin Discolourations

Aleksandr L. Urakov1,2, Kurt Ammer3, Natalya A. Urakova1, Leisan V. Chernova1, Evgeniy L. Fisher1

1 Izhevsk State Medical Academy, Izhevsk, Russia

2 Institute of Mechanics of the Ural Branch of the RAS, Izhevsk, Russia

3 Medical Imaging Research Unit, University of South Wales, Pontypridd, UK

BACKGROUND: Increase of local skin temperature may indicate an underlying inflammatory process. Bruises are the result of blunt trauma, but other conditions such as insufficient compression after venepuncture may form bruise-like lesions. As inflammation is partly involved in the repair of tissue damage, injury- induced bruises should also present with features of inflammation.

AIMOFTHESTUDY: To explore if bruises and bruise-like lesion can be the discriminated by means of infrared thermal imaging.

METHOD: Using infrared thermography, the temperature dynamics of the forearm skin was studied before, during and after initiation of 4 artificial bruises or 2 bruise-like lesions in 5 healthy adult volunteers. Bruises developed after the research assistant had squeezed skin folds with thumb, index and middle finger of both hands until the skinfold became red. Bruise-like lesions were created by intradermal injections of 0.5 ml of venous blood in two sites of the anterior surface of the forearm. It was also investigated whether injection of isotonic sodium chlorides solution into the region of bruises and

bruise-like lesions can alter the bluish or reddish skin colour of these lesions.

RESULTS: True bruises appear in red colour that is permanent for approximately 120 minutes. The red spots are associated with a quickly established increase of temperature in the centre of the lesion, exceeding the temperature of the adjacent skin by 1 to5°C. Bruise-like lesions present with blue colour and are not associated with temperature changes. In other words true bruises appear as red and hot, but pseudo-bruises are blue and cold. Infiltration with 0.9% sodium chloride solution bleached the bluish bruise like lesions, but the skin colour and temperature of true reddish bruises was not altered by the salt solution.

CONCLUSION: Infrared thermography may me a promising technique for the discrimination of bruises, which are defined as skin discolouration caused by blunt trauma from bruise-like lesions such as haematoma after venepuncture, or intra-dermal injection of venous blood. Further research is warranted.

KEY WORDS: temperature, bruise, bruise-like, forensic medicine, bruise bleaching.

INFRAROT-THERMOGRAPHIE KANN DIE URSACHE VON HAUTVERFÄRBUNGEN UNTERSCHEIDEN.

HINTERGRUND: Erhöhung der lokalen Hauttemperatur kann auf einen darunterliegenden Entzündungsprozess hinweisen. Prellmarken entstehen durch ein stumpfes Trauma, aber auch andere Bedingungen wie eine unzureichende Kompression nach Venenpunktur können zu Prellmarken-ähnlichen Läsionen führen. Da Entzündung an der Reparatur von Gewebeschäden teilweise beteiligt ist, sollten verletzungsbedingte Prellungen auch Merkmale einer Entzündung zeigen.

ZIEL DER STUDIE: war es zu erkunden, ob mittels Infrarot-Thermographie Prellmarken von Prellmarken-ähnlichen Läsionen unterschieden werden können.

METHODE: Mit Infrarot-Thermographie wurde die Dynamik der Hauttemperatur vor, während und nach der Erzeugung von künstlichen Prellmarken bzw. Prellmarken-ähnliche Läsionen bei 5 gesunden erwachsenen Probanden untersucht. Die blauen Flecken entwickelten sich, nachdem die Studienassistentin Hautfalten solange mit Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger beider Hände gequetscht hatte, bis die Hautfalte rot geworden war. Prellmarken-ähnliche Läsionen wurden durch Injektionen von 0,5 ml des venösen Blutes an zwei Stellen der Vorderseite des Unterarms erzeugt. Es wurde auch nachgeforscht, ob die Infiltration der Prellmarken bzw. der Pseudo-Prellmarken mit isotoner Natriumchloridlösung die bläuliche oder rötliche Hautfarbe der Läsionen ändern kann.

ERGEBNISSE: Echte Prellmarken zeigen eine rote Farbe, die ungefähr 120 Minuten lang bestehen bleibt. Diese roten Flecken entwickeln rasch im Zentrum der Läsion eine Erhöhung der Temperatur, die 1-5°C über der Temperatur der angrenzenden Haut liegt. Pseudo-Prellmarken stellen Sie sich in blauer Farbe dar und sind nicht von Temperaturänderungen begleiten. Mit anderen Worten: echte Prellmarken erscheinen rot und heiß, Pseudo- Prellmarken sind jedoch blau und kalt. Infiltration mit 0.9% Natriumchloridlösung führte zum Abblassen von bläulichen Pseudo- Prellmarken, während die Hautfarbe und die Temperatur echter, rötlicher Prellmarken durch die Salzlösung nicht verändert wurde.

ZUSAMMENFASSUNG: Infrarotthermographie ist eine vielversprechende Technik, um echte Prellmarken, die als durch ein stumpfes Trauma ausgeloste Hautverfärbung definiert sind, von Pseudo-Prellmarken z.B Hämatome nach Venenpunktion oder nach Injektion von venösem Blut, zu unterscheiden. Weitere Untersuchungen sind gerechtfertigt.

SCHLÜSSELWÖRTER: Temperatur, Prellmarke, Prellmarken-ähnliche Läsion, Gerichtsmedizin, Abblassen von

Prellmarken.

Thermology international 2015, 25(4) 209-215