医用红外热像在健康体检中的应用及临床应用

医用红外热像在健康体检中的应用及临床应用
医用红外热像在健康体检中的应用及临床应用

医用红外热像在健康体检及临床应用

医用红外热像技术是医学技术、红外摄像技术、计算机多媒体技术结合的产物,是一种记录人体热场的影像装置。人是恒温动物,能维持一定的体温,用物理学的观点来看,人体就是一个天

然的生物发热体,不断的向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些物理状况发生变化时,这种全身或局部的热平衡遭到破坏和影响,于是在临床上表现为组织温度的升高和降低。因此,

我们可以通过测定人体表温度的变化,来监测疾病的发生、发展状况,为临床诊断提供依据,国内外很多学者也将红外热像这种特性应用于健康体检。

一、红外热像仪的特点:

通过红外传感器直接接收人体辐射的红外光,对医患双方均

无任何伤害;非接触式遥控测温,不改变被测目标的任何参数。

高温度分辨率(0.05度)、高空间分辨率(1.5mrad)和高帧幅速度(每秒50幅)。

数字化图像记录,丰富的图像处理功能。仪器功能和数码相

机一样,既可进行连续动态观察,也可将不同时间温度数据进行比较;并且利用了现代的计算机和信息技术,图像处理功能强大,数据储存、复制方便。是一种低成本、检查方便的仪器。其购置

成本只与普通B超相当;检查过程只要求病人在稳定的环境温度

下(22~26℃)暴露被检部位,不会遭受任何检查痛苦。凡引起

人体组织热改变的疾病都可用它进行检查,应用范围广,临床价

值高。

二、红外热像的五项诊断功能:

1.早期预警:疾病发展到一定程度才会出现器质性的组织结构

和形态变化,疾病在出现结构和形态变化之前,就会在病灶区出现温度的变化。通过红外热像仪采集温度变化的信息,可以使医患双方早期发现病变,并密切注意病态发展,以赢得宝贵的确诊时间。

2. 疾病诊断:红外热图能提供病变部位的热场分布情况,以此

推断其循环、代谢状态,判断病变性质、程度及累及的区域,

以利作出正确诊治方案。

3.监测疗效,指导疗程:用红外热像仪可以随时采集有关疾病信

息的温度变化,实时监测疗效,及时指导医疗过程,调整治疗

方案;还可以对用药后炎症状态、代谢状态、血液循环状态的

改善进行评估。

4.追踪观察,预测病变:临床实践证明,在肿瘤转移的新病区发

生组织结构和形态的变化之前已有温度分布的改变。用红外热像仪可以提前检查到这种温度分布改变的位置,从而预先知道癌细胞转移的新病区。

5.医学科学探索:由于红外热像仪第一次非常直观地将人体各部

分温度的二维分布场展现在科研工作者的面前,使他们第一次看到了一些前所未知的现象。为许多学科的科学研究提出了新的课题。

三、红外热像诊断的优势:

1.肿瘤预警,全程监控,疗效评估

肿瘤组织由早期的代谢加速,血液循环增加,发展到体积增

大至足以被MRI、CT等分辨,一般来说起码3-6个月。当正常的细胞开始恶变,细胞高速增殖,为了满足细胞生长需要,必然伴

有血液循环的增加,同时由于肿瘤毒性因子的作用,带来局部的血管扩张。上述变化的结果必然导致局部温度的升高。医用红外热像仪,灵敏度高,当温度变化超过0.05℃时,就可以检测和记录到这种变化,显示出异常高温的部位,及时预警,为早期确诊

赢得时间。当患者明确肿瘤诊断后,红外热像又是进行全程监控、疗效评估的最理想手段。

(1)在诊断甲状腺癌中的意义

甲状腺是内分泌系统中距体表较近的腺体。红外热像检测

时,周围热源干扰少,易于发现早期的细微热值变化,再结合其

代谢情况很容易确诊。

汪培清等以甲状腺两侧温差0.24℃作为判断甲状腺癌指标。再结合冷负荷试验(70%乙醇涂布于两侧甲状腺区域,令其冷却,观察温度回升过程)阳性指标,二者互为补充,互为印证,其甲

状腺疾病的诊断符合率明显提高,达到85.4%(88/103),详见表1。

表1 甲状腺癌与良性病变阳性指标符合数(例)

阳性指标数甲状腺癌(%) 良性病变(%)

1项符合12(33.3) 5(7.5)

2项符合20(55.6) 6(9.0)

2项均不符合4(11.1)56(83.5)

合计36(100.0) 67(100.0) 根据表1可见,凡一项指标出现阳性即有可能为恶性肿瘤。以一项指标符合者,其甲状腺癌的诊断符合率为88.9%(32/36);良性病变的诊断符合率为83.6%(56/67)。红外热像诊断甲状腺癌有其理论基础,在临床上可显示定性的功能,有较好的实用价值,而且其检查资料有助于分析、判断病变的范围和病程的发展

阶段。

(2)在诊断乳腺肿瘤中的意义

乳腺肿瘤的检查方法颇多,但因致创伤性、敏感性、准确性、仪器分辨力及价格等因素的影响,真正无创无痛、方便快捷而又准确的早期诊断的检查方法并不多。自1999年以来,李目英等采用红外热像图技术对乳腺肿瘤患者进行检查,取得了较好的效

果。在三年的研究中,该研究小组采用医用红外热像仪对287例临床拟诊为乳腺病的患者进行了检查。常规取正前位及左右斜位扫描,并逐一测量异常病灶的温度。结果:287例患者中,共检出乳腺癌20例,均经手术及病理证实。其诊断准确20例,漏诊1例,诊断准确率达95.23%(20/21)。

另据Willanms报告的资料显示,对75例乳癌术后患者连续5年观察其局部皮肤温度变化,皮肤温度上升1-2℃者死亡率占

37%,皮肤温度上升3℃以上者死亡率达100%。红外热像图温度的变化不但可以估测其预后, 而且可以指导化疗药物的用量和

用药时间的长短,对提高乳腺癌术后患者的存活率有着重要的临

床价值。

2.在软组织疼痛的部位、性质、程度判定中的意义

目前没有一种设备能记录疼痛。但由于疼痛区域必然伴有或

/和异常代谢变化,或/和神经状态变化,或/和血液循环变化,这些因素的变化,必然导致温度的变化。因此,红外热像仪可以

通过记录与疼痛伴随的温度变化来反映疼痛的性质、程度、范围。(1)在诊断腰椎间盘突出症中的意义

腰椎间盘突出的病人,CT、MRI可以把其椎间盘突出的位置、程度、前后相邻关系显示的非常清楚。但仅凭CT、MRI影像结果,要说清患者目前的疼痛程度、性质和范围是有相当困难的。而且,大多数的情况下,病人通过保守治疗,症状消失后,CT、MRI再次摄片,影像学很少有更多变化。但红外热图则不一样,疼痛时,局部因无菌性炎症、充血等,局部一定会出现高温。随着无菌性

炎症、充血状态的改善及症状的改善,这种偏高温热图则会逐渐

恢复正常。

研究显示,热图可以提示疼痛的具体部位、范围大小、疼痛

的程度。腰骶疼痛区在热图上为红色的高温区;患肢的放射痛、

麻木、肢冷感、肌力减低等症状在热图上显示为皮肤温度的降低、

颜色向黑色方向移位、生理热区消失以及健患肢的直径比大于l

等表现。另外,将症状减轻或消失时的热图与治疗前比较,腰骶

部红色热区范围缩小,腰部温度降低,颜色变浅,患肢的颜色与

健侧的颜色相接近,双下肢皮肤温度差在缩小,直径比接近l。这表明治疗前与治疗有效后的热图改变非常大。这种影像结果可直接展示给医患双方,用其评价疗效,比仅凭患者的自觉症状和一般的物理检查判定效果要客观。

(2)在颈肩腰背疼痛中的应用

颈肩腰背痛的病因复杂,临床表现多样,在其症状、体格检

查及X射线影像改变之间往往没有一致的密切联系,因此,诊断

较为困难。近年来红外热像技术在医学领域的应用为该项诊断提

供了新思路。红外热像可以通过皮肤温度的变化敏感地反映颈肩

腰背痛病人的热分布及功能状况,对于诊断具有重要价值。

王生等研究发现,人体正常热像图分布符合正常解剖结构,

上下左右对称,其躯干部热像图特点表现为沿脊柱中央温度高,

两侧背部温度对称,无明显温度分界带。而颈肩腰背痛病人的腰背部热像图呈现患侧局部明显片状的高温或低温区,热像图明显不对称,呈现异常热像图或明显异常热像图。从温度来看,对照

组颈点、背点、腰背点及腰点测温点温差均<0.5℃,红外热像图为正常热像图。而颈肩腰背痛病人颈点、背点、腰背点、腰点

的温差均明显高于对照组,差异有显著性(P<0.01),热像图为异常热像图。

3.在急慢性炎症的部位、范围、程度判定中的意义

炎症是一个极常见的病理现象,红肿热痛是炎症的最常见表

现。在临床上,通过血常规、血沉等检验确定有炎症,但炎症在

何处,这往往是诊断中的一个非常关心的问题。利用红外热图则可以较容易的解决这个问题。研究显示,凡是急性炎症的病灶处,其温度一定是高温;慢性炎症灶处,由于机化粘连,局部血液循

环下降,其温度就会下降;若慢性炎症灶急性发作,则可出现高

低温交错的情况等。

4.脑、肢体血管功能状态监测

红外热图检测血管性病变,特别是肢体血管的供血状态、

功能状态有一定优势。凡是动脉病变影响供血,其远端一定是低温;凡是静脉病变,其远端由于瘀血、充血,一定是偏高温改变;当血管离断时,血供支配区域一定出现相应低温;当血管离断恢复后,血运支配区域一定出现复温现象。红外热像较其它手段如超声多普勒、皮温计测量等,显得既方便又直观。

(1)在诊断血栓闭塞性脉管炎中的意义

血栓闭塞性脉管炎是以肢体动脉为主的炎症性和血栓性闭

塞,尤其多发生于下肢。既往对下肢I期血栓闭塞性脉管炎的检查,主要依据实验室的血液流变学检查(如红细胞压积和电泳、

血液和血浆粘度)以及血液动力学检查(如血管杂音、超声、动

脉造影等)。但这些方法诊断该病的特异性差,而且还缺乏对病

情程度的判断。而红外热像图对于确定肢体动脉闭塞的部位和缺

血的程度,具有很高的诊断价值。

汪培清等应用红外热像仪检查47例下肢血栓闭塞性脉管炎

患者及21例正常人的双下肢。结果发现正常人热像图呈现双下肢

皮温无明显差异,大腿与小腿中央呈现淡红色,周边绿色,膝部

淡绿色,足背淡兰色。而下肢血栓闭塞性脉管炎患者的患肢与正

常人的下肢热像图有明显差异。由于病变多出现在下肢两侧,低温区与非低温区混杂,静脉炎区域出现高温色彩红色,血栓区域出现低温色彩绿色,因此,在热像图上呈现不均匀的斑块。患肢

温度分布混乱,高温区与低温区温差在0.5℃以上。足背与足趾

呈低温色彩兰色。而且,运用双下肢的温差值进行分析,发现病

程长、病情重的患者,双下肢温差值大;病程短、病情轻的患者,双下肢温差值小。因此热像团所显示的温度、图像反映了血液的循环状态以及病情的轻重。

5.其它

(1)对于一些妇科疾病、前列腺疾病以及大脑组织、血管等器

官的病变,由于其位置较深,软组织影像学无法判断其功能状态,

而且检查费时费力。而红外热像仪则一目了然,检查方便、快捷。另外,在断肢、断指再植手术,烧伤程度的观察确定、皮肤移植

成活测定,五官科常见疾病的判断,腺体功能的物理检测等方面,由于该检查无接触性,无创伤性,方便准确,所以在临床上也将

有自己广阔的天地。

(2)在一些重大传染疾病的监控、预警方面,红外热像技术也

发挥了不可估量的作用。在非典型性肺炎流行期间,我国应用红

外热像仪,在不接触人体、不需要停顿的情况下,检测人流通行

正常状态中每个人的体温,对体温异常者即时报警并锁定目标,

极大方便了异常体温的排查,产生了巨大的社会和经济效益。近日,重庆伟联科技有限公司研制成功的该项设备已被国家科技部

列为国家级科技成果推广项目,被国家计委列为高科技产业化项目。

四、理想、完整的影像学诊断

红外热像技术属于功能影像诊断学范畴,如果与CT、MRI、B 超等结构影像学结合,那么既能了解患者的组织结构情况,又能了解该组织的功能状态。也就是说,结构影像学和功能影像学的结合才是理想的现代影像学。两者的结合将使许多病变得到早期

发现,疾病的规律得到更全面认识,疾病的性质得到更确切诊断。

五、问题与展望

红外热像技术是一项新兴的功能影像诊断技术,它一诞生就因其使用方便、无创伤、诊断准确率高而受到广大医务工作者的

青睐。但是,任何仪器都不是万能的,它也需要进一步的改进。(1)皮肤厚度、脂肪厚度、组织活力、疾病发生阶段等都是影响

确诊率的因素。医疗工作者应该和工程技术人员开展广泛的交

流,以此提高仪器的精度与性能,从而使确诊率得到进一步的提高。(2)热活动贯穿人体生命的全过程,热活动规律是生命活

动的基本规律。迄今为止,尚无有关人体热活动系统、规律的报

告。这就需要我们在临床应用中不断的探索,总结出人体热活动

的生理规律、病理规律,为临床工作者提供更为丰富的诊断经验,

并为红外热像技术在临床的诊断打下坚实的理论基础。

无疑,医用红外热像技术是一项极具市场前景的高新技术,

它在肿瘤预警、疼痛诊断、炎症诊断、血管功能检测及亚健康状

况的监测与评估等众多方面显示了其无穷的魅力。随着人们生活水平的逐步提高,健康意识的不断加强,对于诊断的早期、快速、准确、方便、无创有了更高的要求。医用红外热像技术在这样的

市场背景下将会飞速发展、壮大,将会为人类健康事业的发展作

出不可估量的贡献!

(整理)医用红外热像在健康体检中的应用及临床应用.

医用红外热像在健康体检及临床应用医用红外热像技术是医学技术、红外摄像技术、计算机多媒体技术结合的产物,是一种记录人体热场的影像装置。人是恒温动物,能维持一定的体温,用物理学的观点来看,人体就是一个天然的生物发热体,不断的向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些物理状况发生变化时,这种全身或局部的热平衡遭到破坏和影响,于是在临床上表现为组织温度的升高和降低。因此,我们可以通过测定人体表温度的变化,来监测疾病的发生、发展状况,为临床诊断提供依据,国内外很多学者也将红外热像这种特性应用于健康体检。 一、红外热像仪的特点: 通过红外传感器直接接收人体辐射的红外光,对医患双方均无任何伤害;非接触式遥控测温,不改变被测目标的任何参数。 高温度分辨率(0.05度)、高空间分辨率(1.5mrad)和高帧幅速度(每秒50幅)。 数字化图像记录,丰富的图像处理功能。仪器功能和数码相机一样,既可进行连续动态观察,也可将不同时间温度数据进行比较;并且利用了现代的计算机和信息技术,图像处理功能强大,数据储存、复制方便。是一种低成本、检查方便的仪器。其购置成本只与普通B超相当;检查过程只要求病人在稳定的环境温度下(22~26℃)暴露被检部位,不会遭受任何检查痛苦。凡引起人体组织热改变的疾病都可用它进行检查,应用范围广,临床价

值高。 二、红外热像的五项诊断功能: 1.早期预警:疾病发展到一定程度才会出现器质性的组织结构和形态变化,疾病在出现结构和形态变化之前,就会在病灶区出现温度的变化。通过红外热像仪采集温度变化的信息,可以使医患双方早期发现病变,并密切注意病态发展,以赢得宝贵的确诊时间。 2. 疾病诊断:红外热图能提供病变部位的热场分布情况,以此推断其循环、代谢状态,判断病变性质、程度及累及的区域,以利作出正确诊治方案。 3.监测疗效,指导疗程:用红外热像仪可以随时采集有关疾病信息的温度变化,实时监测疗效,及时指导医疗过程,调整治疗方案;还可以对用药后炎症状态、代谢状态、血液循环状态的改善进行评估。 4.追踪观察,预测病变:临床实践证明,在肿瘤转移的新病区发生组织结构和形态的变化之前已有温度分布的改变。用红外热像仪可以提前检查到这种温度分布改变的位置,从而预先知道癌细胞转移的新病区。 5.医学科学探索:由于红外热像仪第一次非常直观地将人体各部分温度的二维分布场展现在科研工作者的面前,使他们第一次看到了一些前所未知的现象。为许多学科的科学研究提出了新的课题。

医用红外热像在健康体检中的应用及临床应用

医用红外热像在健康体检及临床应用 医用红外热像技术是医学技术、红外摄像技术、计算机多媒体技术结合的产物,是一种记录人体热场的影像装置。人是恒温动物,能维持一定的体温,用物理学的观点来看,人体就是一个天 然的生物发热体,不断的向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些物理状况发生变化时,这种全身或局部的热平衡遭到破坏和影响,于是在临床上表现为组织温度的升高和降低。因此, 我们可以通过测定人体表温度的变化,来监测疾病的发生、发展状况,为临床诊断提供依据,国内外很多学者也将红外热像这种特性应用于健康体检。 一、红外热像仪的特点: 通过红外传感器直接接收人体辐射的红外光,对医患双方均 无任何伤害;非接触式遥控测温,不改变被测目标的任何参数。 高温度分辨率(0.05度)、高空间分辨率(1.5mrad)和高帧幅速度(每秒50幅)。 数字化图像记录,丰富的图像处理功能。仪器功能和数码相 机一样,既可进行连续动态观察,也可将不同时间温度数据进行比较;并且利用了现代的计算机和信息技术,图像处理功能强大,数据储存、复制方便。是一种低成本、检查方便的仪器。其购置 成本只与普通B超相当;检查过程只要求病人在稳定的环境温度 下(22~26℃)暴露被检部位,不会遭受任何检查痛苦。凡引起 人体组织热改变的疾病都可用它进行检查,应用范围广,临床价

值高。 二、红外热像的五项诊断功能: 1.早期预警:疾病发展到一定程度才会出现器质性的组织结构 和形态变化,疾病在出现结构和形态变化之前,就会在病灶区出现温度的变化。通过红外热像仪采集温度变化的信息,可以使医患双方早期发现病变,并密切注意病态发展,以赢得宝贵的确诊时间。 2. 疾病诊断:红外热图能提供病变部位的热场分布情况,以此 推断其循环、代谢状态,判断病变性质、程度及累及的区域, 以利作出正确诊治方案。 3.监测疗效,指导疗程:用红外热像仪可以随时采集有关疾病信 息的温度变化,实时监测疗效,及时指导医疗过程,调整治疗 方案;还可以对用药后炎症状态、代谢状态、血液循环状态的 改善进行评估。 4.追踪观察,预测病变:临床实践证明,在肿瘤转移的新病区发 生组织结构和形态的变化之前已有温度分布的改变。用红外热像仪可以提前检查到这种温度分布改变的位置,从而预先知道癌细胞转移的新病区。 5.医学科学探索:由于红外热像仪第一次非常直观地将人体各部 分温度的二维分布场展现在科研工作者的面前,使他们第一次看到了一些前所未知的现象。为许多学科的科学研究提出了新的课题。

医用红外热像仪

医用红外热像仪 红外热像仪发展综述与M301医用红外热像仪的优势 红外热像技术被应用到医学领域已有40多年历史,自从1956年英国医生Lawson 用红外热像技术诊断乳腺癌以来,医用红外热像技术逐步受到人们的关注。红外热像技术在我国起步较晚,1976年上海率先试制成功第一台样机,但由于成像质量差及热像规律复杂,进展较慢。近5年来,随着光电技术、计算机多媒体技术,尤其是半导体技术的发展,使热像仪的分辨能力、清晰度达到了临床需求的水平,成为国际上新的研究热点。 一、红外探测技术的进展及红外热像仪的分类 红外探测器是热成像技术的核心,探测器的技术水平决定了热成像的技术水平。探测器从早期的单元发展到多元,从多元发展到焦平面经历了一个缓慢的过程。通过光学机械扫描,用单元红外探测器就能获得目标的热图象,用多元红外探测器可以提高系统的性能。在红外技术、材料技术和微电子技术等的推动下,红外探测器迅速向焦平面组件(FPA)方向发展。FPA有两大特征:一是探测元数量很大,达到10³-10 个探测元,以至于可以直接放在望远镜的焦面上面而无须光机扫描结构;二是探测器信号的读出、处理工作由与探测器芯片互连在一起的集成电路完成。红外热像仪按其采用的探测技术和致冷方式有以下三种类型: 1、单元光机扫描型采用单元红外探测技术和液氮致冷,结构简单,属早期产 品,目前国内使用的大多数医用红外热像仪都是该种类型。 2、电致冷型热像仪采用焦平面红外探测技术和司特令内循环致冷成像,但噪声大、易磨损、寿命短、致冷器更换成本高,一般应用于军事方面。 3、非致冷焦平面阵列型采用目前世界先进的非致冷焦平面阵列技术,可批量 生产,成本和组件的复杂性大大降低,可靠性提高,扫描速度快,无噪声,可长期连续工作,体积小,重量轻,携带方便,是理想的发展目标。 二、 M301型医用红外热像仪的优势(相对于液氮致冷型或单元光机扫描型) 1、技术的先进性 A、探测器红外探测器是热成像技术的核心,探测器的技术水平决定了热成像 的技术水平。M301型采用的是目前国际上最先进的非致冷焦平面阵列红外探测器技术,该技术只有美国、以色列、法国掌握,因此红外探测器芯片必须从国外进口,而该技术主要应用于军事方面,属出口管制范畴,获取芯片有一定难度,重庆伟联科技有限公司是通过法国国防部许可将之应用于民用市场的进口单位。而液氮致冷型产品采用的是单元光机扫描方式,需灌液氮,技术含量相对较低,因此这两种产品在本质上有很大差别,液氮致冷型属早期的初级技术产品,M301型属先进的高精尖端产品。 B、芯片像素 M301型产品的像素为320×240,相当于76800个像素;而液氮 致冷型产品的像素为256×256,相当于65536个像素,因此, M301型产品的成像清晰度更高。 C、成像速度 M301型产品的成像速度快,为每秒50幅,基本上是实时成像; 而液氮致冷型产品成像速度慢,需逐行扫描,每5秒钟才形成一幅图象,两者相差250倍,因此M301型产品的诊断效率更高。如果红外热像仪的响应时间不够会降低测量精度,从而会影响到从热图上获得的信息量,并最终影响诊断的结果。 D、空间分辨率 M301型产品的空间分辨率为0.9-1毫弧度;而液氮致冷型的空

医用红外热像仪及其应用

医用红外热像仪及其应用 关键词:红外热像仪 原理 王泽普 张德欣 王志敏 本文作者王泽普先生,北京市光电子技术研究所所长、高级工程师;张德欣先生,华北光电技术研究所研究员;王志敏女士,高级工程师。 一 医用红外热像仪的工作原理 凡是温度高于绝对零度的物体均发射出红外辐射。人的体温37℃,人体皮肤的发射率0.98,可近似为一种300K 的黑体。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地、准确地、及时地发现人体由于不同原因而引起的微小的温度变化。其原理概述如下。 1. 温度、波长和能量之间的关系 这就是著明的普朗克定律,它表示当温度变化时,红外辐射的能量及波长的相应变化规律。表示如下: W λ(T)=)1(/51 2?T C e C λλε (1) 式中,W λ(T)—在某绝对温度T 下的光谱辐射能量,W ?cm -2?μm -1;ε—物体表面的发射率;C 1—常数;C 2—常数;λ—波长,μm ;T —绝对温度,K 。 如图1所示,给出500K 、600K 、700K 、800K 、900K ,五个温度下,波长从0~18μm 的光谱能量曲线。从图1可以看出:曲线下的面积为该温度下的总能量,随温度的增加而迅速增加;峰值波长随温度的增加向短波移动。人体的温度是恒定的,约为37℃,皮肤的温度约为34℃,其红外峰值波长为9.4μm 。 2. 总能量和光谱带内的能量关系 对图1曲线下的面积进行积分即可得出绝对温度T 下的总能量。斯蒂芬?玻耳兹曼定律表示如下: W 0(T)=εσT 4 (2) 式中,W 0(T)—绝对温度T 下的总能量,W ?cm -2;;ε—物体发射率;σ—常

医用红外热成像系统技术应用

医用红外热成像系统

前言 随着我国经济的快速发展,人民生活水平的提高以及健康意识的不断加强,人们对于体检的早期、快速、准确、方便、无创有了更高的要求。开创绿色健康检查评估也是各个医疗机构及体检中心的一个新兴项目,并且有了快速的发展和进步。中国健康体检产业无疑是当前的朝阳产业,得到了国家卫生部及中华医学会等有关部门和领导的大力支持和肯定。 医用红外热成像技术无疑是医疗影像领域的一支奇葩。由于它是被动接收检查者自身的热量,因为没有辐射,又被行业中称为“绿色检查”。如今,数字式医用红外热像仪已与B超、MRI、CT、X线等组成了现代医学影像体系。 目前,医用红外热成像技术主要用于医疗机构和体检中心的健康普查、疾病的初筛、肿瘤的早期预警、心脑血管疾病、疼痛、神经疾病、中医“治未病”等方面。做到了疾病的早期发现和疗效评估作用,为现代医学作出了杰出的贡献。 医用红外热像仪技术 一、医用红外热像仪发展综述 红外热像技术被应用到医学领域已有40多年历史,自从1956年英国医生Lawson 用红外热像技术诊断乳腺癌以来,医用红外热像技术逐步受到人们的关注。 中华医学会成立了中华医学会红外热像分会,并将红外热成像技术列入医科大学课程 2011年红外热成像被中华医学会疼痛分会列入二级以上挂牌医院五项基本设备之一,同年被国家卫生部中医药管理局列入二级及三级中医院设备配置标准案中的医院共有诊断设备之一。 2012年中国中医药管理局将红外热成像正式列入中医医院诊疗配置表中,成为中医医院必备的仪器。

二、红外热像诊断技术的基本原理 任何温度大于绝对零度(-273.1 5℃)的物体都要向外辐射能量,而人体所辐射电磁波的波长主要是在远红外区域,其波长范围为4~14μm,峰值为9.34μm,故利用波长为8~14μm的红外探测器可以方便地检测到人体辐射的红外线。通过接收人体辐射的红外线,利用影像光学和计算机技术,将人体表面的不同温度分布以黑白或伪彩色图像显示并记录下来。利用人体红外辐射成像原理,研究体表温度分布状态的一种现代物理学检测技术。 三、红外热像诊断技术的临床应用 (一)红外热像与望诊 1.红外热像与面诊。 将面部划分为10个区域,分别对应不同脏腑,研究发现面部各脏腑反应区温度存在一定差别,表明正常人面部不同部位皮肤的红外辐射量是不同的。面部红外热图目、鼻、唇、额、颊、颏等区域的热值数据进行分析,发现平和体质人群面部热结构是两目温度最高,左右额头温度次之,鼻子温度最低,右面颊略高于左侧,嘴唇和下颏温度与额头接近,且偏颇体质或疾病状态人群面部热结构出现热秩序紊乱,其寒热偏离规律与中医理论吻合。 2.红外热像与舌诊 望舌是中医望诊中不可缺少的一部分,红外热像的引入拓展了中医学望舌的范围,使得舌温也可以视觉化。阴虚组舌尖、舌边、舌中的即刻温度均大于正常舌;阴虚组舌尖、舌边的延时后温度也大于正常组。阴虚证、阳虚证、气滞血瘀证、气血两虚证、湿热证5个病症与中医辨证理论吻合。 (二)红外热像与中医辨证 1.红外热像辅助脏腑辨证 正常情况下,机体的代谢状况和热分布情况是有一定规律的,当机体的脏腑代谢水平出现异常时,就可能导致疾病的发生。红外热图上显示的脏腑热能量高低,直接反映的是相应脏腑功能状态。肝气郁结证红外热图显示肝区可见多个团片状异常热分布,额头热像呈M型;心脾两虚证热图显示鼻区低热,心区低热,脐周为凉区;脾胃虚寒证热图显示胃区低热,大腹低热,唇低热;肺燥证热图显示胸廓出口、肺部、口唇高热;肾阴不足热图显示手心、面部热,腰椎两侧热。将脏腑经络等在红外热图中进行定位,并根据热力学理论进行能量差异计算,通过比较正常人体热结构特征,研

红外热像仪在医疗领域的应用

红外热像仪在医疗领域的应用 标签:红外应用疾病诊断温度 人体是一个天然红外辐射源,它不断地向周围空间发散红外辐射能。其红外辐射波波段在5-50um之间,峰值在8-13um附近。当人体患病时,人体的全身或局部的热平衡受到破坏,在临床上多表现为人体组织温度的升高或高低。因此测定人体体温的变化是临床医学诊断疾病的一项重要指标。 红外热像仪可以显示和记录人体的温度分布,并将病变时的人体热像和正常生理状态下的人体热像进行比较,通过比较差别来判断病理状态,与精密的解剖学相比,热成像系统在反映人体体温的改变以及新陈代谢的进程方面有着常规检测手段无法替代的特性。 医用红外热成像技术检查应用的是人体自身皮肤辐射出的红外线,是绝对被动和不伤害人体的,其用于临床诊断有几十年的历史,现已用于多种疾病的诊断。 针对红外热像仪在医用红外热像仪的应用情况主要作以下简要介绍: 代谢性疾病(糖尿病)的诊断 糖尿病是典型的一种代谢功能性疾病,和人体体温有着密切的联系,使用医用红外热像仪诊断糖尿病显然比平常的血糖值化验方法更可靠。糖尿病的代谢功能异常多发生在微循环部位,通过使用施加温度负荷的方法,可以在短时间内诱发异常的功能状况,将体内的代谢功能异常状况通过温度变化诱发到体表。当然,体表温度也受到各种周围环境的影响,因此测量过程中要对环境和测量结果进行正确处理,以得出正确的代谢性疾病结论数据。 乳腺瘤的早期诊断 一般来说,健康妇女两侧乳房的热像图是对称的,任何乳房热图的不对称性往往与疾病和细胞活性有关,更多地可能与肿瘤有关。恶性肿瘤周围血管丰富,细胞反应活跃,其温度大多高于正常组织。实验表明,肿瘤组织代谢旺盛,供血丰富,热量从局部向外辐射。使用热像仪探测乳腺癌优势明显。

-红外热成像技术在医疗领域中的应用

热成像技术在医疗领域中的应用 一、医用热像图的理论基础 热成像技术(Thermography)又称温差摄影,是利用红外辐射照相原理研究体表温度分布状态的一种现代物理学检测技术。与精密的解剖学相比,热成像系统在反映人体生理的改变以及新陈代谢的进程方面有着独一无二的特性。 人是恒温动物,能维持一定的体温。用物理学的观点来看,人体就是一个自然的生物红外辐射源。它不断地向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些生理状况发生变化时,这种全身或局部的热平衡受到破坏或影响,于是在临床上表现为组织温度的升高或降低。因此测定人体温度的变化,也就成为临床医学诊断疾病的一项重要指标。 医用热成像技术就是采用焦平面热探测器阵列(或光机扫描)将红外辐射能量转为电子视频信号,经过处理后形成被测物体的红外热图像,这种图像可在彩色监视器上显示,同时可送入计算机进行相应的数据处理,或存贮在硬盘或软盘上,也可由打印机打印成照片。红外热像图的诊断原理正是利用红外辐射能照相来研究体表温度分布状态,并将病变时的人体热像和正常生理状态下的人体热像进行比较,从而为某些疾病的诊断提供客观依据。 红外热成像探测的是人体自身皮肤辐射出的红外线,检查时既无创伤,又无不适,快速方便。它是绝对被动和不伤害人体的,这一点对于诊断工具来说,是非常重要的。 二、医用热像仪的应用领域 从热像仪的工作原理可知,热像仪探测的是人体表面的热辐射,皮肤是一个良好的红外辐射体,其比辐射率可达0.99以上,所以,体内器官的温度差异是可以经过热传导至体表从而被热像仪探测到的;同时,当体内深层器官的病变严重时,在体表也能探测到温度的差异,因此,医用热像仪不仅能诊断体表或接近体表的一些疾病,如皮肤、乳房、甲状腺肿瘤、血管疾病、关节病变等,而且对深层器官疾病的病变也起到很好的临床诊断作用。 医用热像技术用于临床诊断已有几十年历史,现已成为了诊断浅表肿瘤、血管疾病和皮肤病症等的有效工具。现就几个典型病症的诊断来进行简要的介绍。 1

医用红外热像仪分析技术一

学习资料

各部位疾病与热辐射对应关系 左锁骨窝:左头部、左颈部、左肺 右锁骨窝:右头部、右颈部、右肺 左腋窝:左乳房、十二指肠、食道、胃、胰、左肾、脾 右腋窝:右乳房、肝脏、胆囊、右肾脏 左腹股沟:上:降结肠、直肠中:盆腔、附件下:前列腺、子宫、阴道 右腹股沟:上:升结肠、回盲部、盆腔、附件、直肠 中:盆腔、附件、膀胱下:子宫、前列腺、附件 双侧腋窝:出现差→看手→眼部、鼻部→头(积存热占很大比例,乳房的积存热为圆弧形) 双侧腹股沟:较高的一侧在对应部位寻找异常热源 双侧锁骨窝:较高的一侧在对应部位寻找异常热源并结合侧位、后位综合分析 唇:正常△F±0.3 正平衡:+0.4~4.0 负平衡:-0.4~4.0 △F>+1.5 多食水果、青菜△F>+2.5 处于危险阶段

△F过高易出现恶性肿瘤如已患,一般预后不好 △F出现负平衡营养不良、过度劳累、易患心血管疾病,如已患癌比正平衡好 脐:正常△F2.0±0.2 △F<1.8 体虚△F2.3-2.5 炎症△F>3.0 重症患者 △F<1.0疾病无法治愈病死率相当高 脊柱:上段:心、呼吸脏器中断:消化系统下端:泌尿、盆腔 胆囊穴:胆囊病变 合谷穴(虎口):与掌心、桡动脉先热提示消化功能欠佳 天突征(锁骨正中):食道病变,重大疾病可能 大鱼际热:心火旺小鱼际热:肝脏病变(肝阳上亢) 前列腺/卵巢 前列腺:倒八字横向热源。本身病变 卵巢:腹股沟中段直角走行反应区圆形密实热源病变 胰腺:左季肋区直角样突起或小尾巴走行,个数越多病变程度越大(手

指验证→一节凉→糖尿病) 带脉→腰部步进1-2次→“腰带样”异样热态→盆腔区域脏器有功能或病理性改变 (免疫功能治疗效果评价的指标。肿瘤晚期、艾滋病患者,没有带脉还呈现低温现象) 人体正常热态分布变化 1.面部、驱干中心最高 2.胸部左右侧基本相同,左侧略高 3.背部脊柱中线比两侧略高,腰柱部最高,其次颈椎部 4.软组织凸起如(膝关节,鼻尖)较低 脊柱:缺钙严重在步进中见有虫蚀(热态区中有散在点状低温区样改变) 胸腹部 1. △F↓心脏↓→心肌缺血肝脏↓→脂肪肝、肝硬化 2. △F↑食管、胃↑→炎性改变肝↑→肝细胞有损→肝气郁滞→乙醇性、药物性病性肝炎 中下部、盆腔

医用红外热像仪让人体变_透明_[1]

医用红外热像仪让人体变“透明” ■本刊记者 陈铮 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。目前,协和医院普外科、军区总医院、同仁医院、空军总医院等均配备有医用红外热像仪,韩国医院有800台医用红外热像仪,分辨精度在0.1摄氏度。 目前我国的医用红外热像仪的温度分辨率已经达到并超过了0.05摄氏度,属于国际领先水平,WP系列医用红外热像仪已经发展为两大系列6种产品,获得国家全部的生产及销售证书。中华医学会于去年7月成立了中华医学会红外热像分会,并将红外热成像技术列入医科大学课程。 医用红外热像技术 源于侦察卫星 最早这种红外成像技术属于军事侦察技术。红外侦察卫星可以通过对地面发射的红外线进行照相扫描,确认与地表 温度不同的物体,或者与周围温度有差 异的区域,从而发现敌人有生目标或者 特定建筑。 凡是温度高于绝对零摄氏度的物体均 可发射出红外辐射。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:凡是温度高于绝对零度 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。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 科学探秘 kexuetanmi 一项曾用于军事侦察的、颇具神秘色彩的特殊技术,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。这就是代表世界医学检测高精尖水平的医用红外热像仪。 42┃2007.5┃首都医药CAPITAL MEDICINE

医用红外热像仪介绍

產 品 簡 介 实用型医用红外热像仪

DLR-Ⅱ实时数字测温型 医用红外热像监控系统 产品介绍 DLR-Ⅱ是一款实时数字视频输出在线检测的红外热像仪。它以USB方式输出视频信号,它不但能提供优异的红外热图,同时还提供了多种分析工具,以满足您不同的需要。 DLR-Ⅱ完全符合IP54标准,全铝合金外壳,防水防尘,坚固耐用。它配备有高速的USB2.0接口,能实时传输带温度数据的红外视频。通过附带的USB软件,您在计算机上就能实现实时红外视频的采集、记录和分析。当然,您也可以截取红外视频的某一帧来实现静态的分析。DLR-Ⅱ是一款特别适用于医疗应用的热像仪。 应用:该系列产品可广泛应用于医疗、科研机构、院校研究等领域。

产品特点 先进的技术: DLR-Ⅱ热像仪采用了目前世界上最先进的第三代焦平面探测技术,温度灵敏度高,可达50mK,使用寿命长,设备可以长时间连续工作。灵活的红外视频实时传输系统: USB2.0实时传输,可自行设定红外视频捕捉和传输的帧频,以符合您实际应用需要。同时,您还可以对红外视频进行压缩,以减少生成文件的体积。强大的在线捕捉、记录和回放功能:所有的红外视频都是带14比特温度数据的。除了在线实时分析,您还可以把红外视频记录到您的电脑里面,以方便您做更深入的后期分析和存档。 简单的操作和强大的分析功能: 软件的操作界面非常友好,您很快就能掌握它的所有功能。软件带有丰富的分析工具,如点分析、区域分析、多边形区域分析、等温分析、线分析、趋势分析等。 结构坚固: 高强度可靠主机壳体材料以铝合金为主,机械强度高,抗冲击、温度性能好,抗电磁干扰性能好,可以在各种恶劣、苛刻的条件下使用。 极强的可扩展性: DLR-Ⅱ的外形、镜头及功能均可根据客户的需求量身定做,同时还可提供SDK软件开发包,供客户做二次开发。 功能: 1、 医疗专用设计,可长时间连续工作; 2、 铝合金外壳,坚固耐用; 3、 世界先进的第三代焦平面技术,温度灵敏度高达50mk; 4、 在线实时传输,自动捕捉,记录,回放; 5、 录像自带14bit温度数据,满足后期分析需要; 6、 分析软件功能强大,医疗、科研广泛适用。 产品技术参数表

医用红外热像仪多少钱

目前在国内,医用红外热像仪对大家而言还是一个相对陌生的概念。据悉,与血管造影及超声检查等结构影像相比,功能成像的红外热成像检测可提早6~10个月发现血管功能问题,揪出其他检查手段查不出的栓子,及时从上游阻断肺栓塞发生的可能。 医用红外热成像系统是一种集红外热成像技术与计算机图像处理技术为一体的高科技产品。该系统通过接受人体表面各部位细胞在新陈代谢过程中的热辐射,经过计算机运用分析系统进行处理。以毫米为单位进行深度段层,准确确定热源深度。 一、适用范围 1、重大疾病的筛查:特别是对危害人类三大死亡因素(癌症、心血管、脑血管)隐匿信息的挖掘,大病预警。 2、亚健康评估:有针对性的制定科学的健康干预方案,抓住重点管理健康,堵住源头。

3、疑难疾病的鉴别诊断:对已经发生的疾病提供疾病的状况以及寻找病因所在,为疾病的及早治疗提供依据,减少误诊误治的机会。 二、医用红外热像仪的系统特点及优势 1、高敏感度:医用红外热成像系作为一种功能影像学技术,以细胞为基本检测单位,对细胞早期功能改变或异常高度敏感,以毫米为单位进行深度断层,准确确定热源深度。 2、快速全面:医用红外热成像系统全身扫描只需3~5分钟,实现了多点,区域,断层等多种检测功能。 3、绿色检测:医用红外热成像系统检测过程只是接收人体细胞辐射处的热信息,无环境污染,无辐射,无创伤,体检过程安全,可反复进行检测,完全没有因检测而诱发疾病的可能。 以上就是红外热像仪在医学上的应用,所以下面给大家推荐一家生产红外热

像仪好的公司,浙江大立科技股份有限公司是于1984年成立的浙江省测试技术研究所改制而成的股份制高新技术企业,公司股票于2008年2月18日在深圳证券交易所挂牌上市,公司专业从事非制冷焦平面探测器、红外热像仪、红外热成像系统的研发、生产和销售。经过多年稳健的发展,从研究所成长为具有较强自主研发和技术创新能力且经营业绩稳定增长的上市公司。 更多详情请拨打咨询热线或登录浙江大立科技股份有限公司官网https://www.360docs.net/doc/054249819.html,/咨询。

疼痛科医用红外热像仪招标需求一览表.doc

疼痛科“医用红外热像仪”招标需求一览表 产品主要用途 描述 一、由于疼痛区域必然伴有异常代谢、神经功能变化、血液循环异常变 化。这些因素也必然导致体表局部温度的变化,利用远红外热像仪检测与疼 痛相伴的温度变化来反映疼痛的性质、程度和范围。例如。腰椎间盘突出、 CT、MRI 可以把椎间盘突出的位置前后相邻关系显示的非常清楚,但仅凭 CT、 MRI 影像结果,要说清楚患者目前疼痛程度性质范围是有相当 困难的。大多数情况下,病人疼痛期以及通过保守治疗症状消失后,CT 、MRI 等影像学很少有变化。红外热图则明显不同。随着无菌性炎症、充血 状态的改善及症状的改善,这种偏高温热图则会逐渐恢复正常。而肌紧张、筋膜慢性损伤、神经压迫引起的疼痛会出现低温改变、疼痛消失时,其热 图亦恢复正常。 二、红外热像检测技术在疼痛临床的作用: 1 鉴别、分析疼痛性质 2.显示疼痛部位、范围 3.了解疼痛程度 4.指导疼痛治疗 观测治疗效果 5.使患者主诉可视化,治疗靶向化。 安装场地及 使用环境 产品功能或 配置名称 参数现有医用红外热像诊疗室,无其它特殊要求 技术参数要求 具体性能、参数要求 一、红外摄像装置 1、非致冷焦平面红外探测器。 2、工作波段8-14UM, 3、瞬时视场≤ 1.39mrad, 4、帧频≥ 30 帧/ 秒 5、温度分辨率NETD≤ 0.1℃ 6、测温范围30-42 度 ▲7、帧像素≥ 384 × 288× 14Bit 8、成像距离 0.5m-3M 。 ▲9、测温准确度≤ 0.4 ℃。 ▲10、测温重复性≤ 0. 2℃。 11、环境温度: 10 ℃~ 30 ℃ 12、调焦方式:计算机控制电动调焦 13、数据接口类型: USB2.0 数字接口 ▲14、摄像头内置温度校正功能(无需外置黑体校正) 15、球形红外热像摄像机,可四向跟踪拍摄目标,拍摄无死角 ▲ 16、动作语音提示屏, 内置三维动画显示软件 17、医学操作平台集成( 内置电脑显示器操控系统扫描系统评估系统) 18、智能化操作台,全数字式控制台, 规格: 60cm× 50cm× 140cm 19、电脑:工控主板理器:i3、内存:4G、硬盘: 500G 20 、打印机:彩色激光打印机 二、软件 ▲ 21、包含拍摄分析软件包, 包含疼痛专科报告、体质报告、体检软件报告、中医报告 4 套报告系统( 提供软件著作权证书)

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