摘要: 人体本身是一个天然的红外辐射源,由于机体结构、组织代谢、血液循环、神经状态的不同,机体各部与热场就随之发生变化。一项源于航空侦察的红外成像技术, 近年来已逐渐在人类疾病的检查中使用。它通过极其灵敏的检测仪器,以无创的检测方式,及时捕捉到人体发生疾病初期时其病变部位所产生的微小温度变化,并在 显示器上用不同的颜色显示出来,为临床医生早期诊断提供准确的病变位置和病变状况。这就是医用红外热像仪。
医用红外热像仪 人的体温37摄氏度,人体皮肤的发射率0.98, 在基线温度为37摄氏度的红外线显示屏上可近似为一种300K的黑色。当室温低于体温时,人体即通过皮肤发射出肉眼看不见的红外辐射能量,该能量的大小及 分布与温度成正比。当人体某些部位患病时,通常存在温度的变化,有的温度升高(如炎症、肿瘤等),有的温度降低(如脉管炎、动脉硬化等)。借助于红外成像 技术可以清晰、准确、及时地发现人体由于不同原因而引起的微小的温度变化。物体内部或物体之间存在温差即可引起热量传递过程。传热的基本方式有导热、对流 传热和辐射传热。导热:温度不均匀的物体内部或不同温度的物体,直接接触时,由于物质的分子、原子运动而引起热量的传递,从高温区向低温区传递。正常人体 的表面温度趋于恒定,呈平衡状态,当体内的器官或组织发生病变时,热平衡受到破坏,由于导热作用,病区附近的皮肤温度将发生明显变化,升高或降低。测量出 这种变化,找出变化的规律,确定某些标准和规范,即可实现疾病的早期诊断。
对流传热:流体流过固体表面时与固体表面之间的传热过程,是流体的宏观运动(对流)和微观运动(导热)共同作用的结果。辐射传热:凡是温度高于零度的 任何物体均向外界发射出各种波长的电磁波,其能量称为红外辐射能。辐射能不需要任何物体作为介质,可在真空中传播。辐射传热的特性,符合上述红外辐射定 律。当辐射能通过空气传播时会受到衰减。主要由于空气中的水蒸汽、二氧化碳的吸收以及空气中的分子、悬浮微粒散射造成的。由于人体表面到红外热像仪的距离 近,空气对红外辐射的衰减作用可忽略不计。
红外热像仪让人体“透明” 人体的红外辐射包括导热和辐射传热两个过程,在形成一种稳定状态后被红外热像仪接收。有时,为了使图象更加清晰,突出病区的层次和边界,需减小背景干扰的 辐射强度。这就要降低测试环境温度,增加对比摄氏度,或用酒精棉轻擦皮肤,以便得出更清晰的图象。识别热图分辨病灶红外热像仪,将人体发出的不可见红外辐 射能量,通过光机扫描系统、光电转换探测器、信号处理系统转变为可见的图象信号,显示在监视器上,称为热图。图象的色度表示温度的高低,用亮表示温度高, 暗表示温度低,或用暖色和冷色表示温度高低。人体脏腑器官或体内组织发生病变时,如有温度的变化,通过导热,在皮肤表面产生温度变化,在其对应的体表或穴 位出现热区或冷区。然后通过辐射传热,被红外热像仪接收,以热图形式表现出来。随着红外成像技术的进步和发展,随着红外影像技术在临床上的应用和诊断的规 范化及经验的结与积累,人类的身体变得“透明”起来,许多疾病发病初期就可以用这项技术检测出来。
医学红外热像仪采用氧化矾非冷却焦平面探测器技术制作,体积小巧,重量轻,操作简便易学、高 医用红外热像仪可以被动接受人体发出的8~16um的远红外线,在5~10秒的时间内将人体的温度热图扫描出来,由计算机处理后成为一幅人体的红外热图。 人体全身任何的疾病变化均会有不同的温度变化,只要有0.05摄氏度的改变,仪器就可以扫描出来,并以不同的颜色分布来显示,医生可以根据此图详细判断疾 病的发生部位及疾病的发展期。它适用于早期肿瘤、风湿病、神经及血管疾病、乳腺、前列腺、疼痛、断肢再植等多方面疾病的诊断。据文献报道,在发现肿瘤方 面,它比CT、核磁早6~12个月。它又是疼痛及软组织损伤的惟一可查仪器。
医学红外热像仪真实动态观察人体组织结的功能状况和变化,可在组织结构发生实质病变前,探测到细胞代谢变化的热异常表现,对肿瘤特别是乳腺肿瘤的早期发现 时间据美国新临床研究成果表明,比CT等影像技术在形成2mm以上实质病灶后方可辨别的时间可提前6-12个月,是对恶性肿瘤的预防性普查的有效方法。 对于恶性肿瘤的早期发现和提前治疗以及延长肿瘤患者生命赢得了宝贵时间。医学红外热像仪应用医学软件进行诊断,其临床验证符合率高达93%以上,比CT达 到的85.8%,MRI达到的87%等结果有明显优势。但因其成像原理不同,医学红外热像仪不能全面观察人体组织的结构性、解剖学意义变化,故不能替代 CT等影像技术诊断。如将二者进行结合使用,既可观察组织功能状态,又可根据医学红外热像仪提示对重点部位进行结构性检查,将会形成全面的影像诊断组 合。
医学红外热像仪被动地接受人体自身发出的红外光,红外热成像能给出人体温度分布,用以研究人体健康情况,是一种无创的检查手段。很多疾病都会引起温度 改变,所以热像检查适合体检及临床应用,头部、颈部、胃肠、乳腺、肺部、肝、胆、心血管、前列腺、脊椎、四肢血管等,特别是炎症、肿瘤、周围神经疾病,作 诊断提示,尤其是疗效观察,可以作为医患共识。对疼痛,腹腔不明出血等疑难病症提示尤为突出,对判断是充血性炎症,还是缺血性炎症非常明显,以便对症治 疗,还是疼痛门诊惟一检查手段。由于仪器温度灵敏度极高,人体功能性改变,便可提前发现阳性改变,这样不仅在临床阶段使用,而且可以提前到预防和保健阶 段, 医学红外热像仪具有安全、无创、直观、便于存档管理等优点,是与现代的CT、B、MRT和ECT等影像技术不可替代的互补设备。