医用红外热像技术的应用现状

在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不断地发射红外热磁辐射并遵守红外辐射定律。医用红外热像技术正是通过采集人体的红外辐射能、通过光电转换将其转化为电信号、利用计算机处理而获得以不同色彩表示人体温度的图像，并通过软件分析，实现对人体功能的了解和疾病的诊断。本文简要介绍红外热像技术在医学领域的发展渊源，阐述人体红外辐射的探测原理及其生理结构基础，探讨人体红外辐射信息的本质和意义。从早期探查、诊断疾病、疗效评定及预后、科研方面分析当前红外热像技术在医学领域的应用现状，讨论医用红外热像分析技术的合理开发与应用。

1.工作原理

红外能量是电磁波谱的一部分，物体均根据自身温度排放相应数量的红外辐射。红外热像仪基于红外辐射原理，以人体为辐射源，采用红外探测器，捕捉对象发出的红外辐射能，将空间物体表面发出的红外辐射以不同色阶的颜色表示，转变为可视性、可定量的伪彩热图，以亮色调表示高温、暗色调表示低温，使红外热图更直观、更易解读。

人体是一个自然的生物红外辐射源，多数生化过程会产生并损耗热能，其中皮肤通过血液循环成为人体散热的主要途径。正常人体表温度分布具有稳定性和一定特征，机体各部位温度不同，形成不同的热场。体表温度可作为新陈代谢、血流动力学的检测指标。为准确测量体表温度，宜采取非接触方法收集人体红外热辐射。

2.热像技术的发展概况

疾病与温度的关系如同医学本身一样古老。早在两千多年前，古希腊医生希波克拉底将湿润的泥土涂在患者身上，泥土迅速干裂的部位对应着病灶--这是人类将体表温度用于疾病诊断的最早记载。虽然人们很早就意识到体温与疾病的关系，但直至十六世纪体温计问世之前，未能实现体温的测量。1957年外科医生RanLawson首次利用红外扫描技术，发现乳腺癌患者肿瘤处皮温增高。1961年英国医生Walliams KL拍摄了第一张乳腺癌红外热图。20世纪70年代，随着电脑图像处理技术、彩色显示器、图像分析及数据图像储存功能技术的发展，开始探讨量化热成像技术。1971年在第九届国际医学生物工程会议上，Meborme正式提出医用热像图摄影装置，标志着医用红外热像技术日趋成熟，其开发、应用迅速在世界各地兴起。1979年，姜宗桥发表了第一篇国产热像仪的临床应用报道，标志着我国早期医用红外热成像技术的开发应用水平与国际基本同步。虽然医用红外热像技术在医学领域的研究迅速展开，但由于该技术尚未成熟，存在探测器灵敏度低、标准拍摄尚不统一等诸多技术问题，推迟了这项技术在临床的广泛推广。

近十余年来，随着光电技术、计算机技术的发展，热成像仪的分辨率、灵敏度有了较大提高，正在逐步满足临床需要。现代技术系统又将具有高分辨率、可快速闪怕的焦平面阵列红外探测器引进红外热成像仪，其热像图片质量有了提升，使红外热像仪成为辅助诊断更多疾病的工具。2000年，一种以物理学半功率点为理论基础解读红外热成像的方法申报到美国专利;同年，美国CTI公司率先通过红外热像仪诊断乳腺疾病的美国FDA临床试用;2003年，美国FLIR公司将红外热像仪产品用于SARS、禽流感等流行病筛查并获得美国FDA认证。

3.医用红外热像技术的应用

红外热像仪应用于临床诊断涉及多领域、多学科。随着红外热像技术的不断发展，当代红外热像仪已成功用于神经学、血管功能障碍、风湿性疾病、组织移植、是乳腺癌、皮肤科、眼科及外科等。

3.1早期探查:当机体发生功能改变或病变时，病灶组织的代谢会出现变化，当器质性组织形态变化尚未体现时，常规的影像学仪器无法检测出病变;随着病灶组织代谢率的改变，其发射的红外热能也会相应改变。根据这一原理，专业医师通过分析热图，可判断人体病灶的部位、疾病的性质和病变程度，为临床诊断提供依据。这样便可在某些疾病发生初期及时发现可疑病变，指导临床医生进一步检查或跟踪监测，以赢得确诊时间，实现疾病的早期发现、早期治疗。红外热像仪引入医学领域，最早始于乳腺癌检查。因为肿瘤的生长、转移与血管生成息息相关。刘跃华等对

文章来源：《数字技术与应用》 网址: http://www.szjsyyyzz.cn/zonghexinwen/2020/0904/711.html