多年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，紅外熱成像技術(shù)利用了納米技術(shù)和透鏡工程技術(shù)在人體工程學(xué)上取得了飛躍。在過(guò)去的20年中，紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)獲得了合理的應(yīng)用，特別是在臨床上它具有用于軟組織篩查的潛力。

總體而言，健康人在熱量分布方面表現(xiàn)出雙側(cè)對(duì)稱性。通常，皮膚溫度差不超過(guò)0.25°C，而高于0.65°C的溫度差經(jīng)常與病理相關(guān)聯(lián)。超過(guò)200例患者的腳踝受傷表明：當(dāng)雙腿與周圍組織表現(xiàn)出等溫線時(shí)，這種損傷將在1-2周內(nèi)解決；受傷部位與周圍組織之間的單邊體溫在1-4°C之間，或者當(dāng)扭傷的腳踝和未受影響的腿之間的這種熱不對(duì)稱范圍為1.5°至2.0°C時(shí)，康復(fù)大約需要四個(gè)星期。最近的研究已經(jīng)觀察到，踝關(guān)節(jié)扭傷會(huì)顯示出由于受傷而引起的溫度變化，隨著損傷嚴(yán)重程度的增加，溫度變化也隨之增加。當(dāng)將患病的腳踝與未患病部位進(jìn)行比較時(shí)，溫度的升高尤為明顯。

圖為運(yùn)動(dòng)前后的紅外熱像圖，表明人群樣本的溫度趨勢(shì)

無(wú)論用戶是醫(yī)務(wù)人員，科學(xué)家，教練員乃至運(yùn)動(dòng)員，紅外熱成像都能直接反映運(yùn)動(dòng)員的體格。此外，紅外熱成像為評(píng)估肌肉酸痛的治療提供了途徑，并進(jìn)一步提供了針對(duì)肌肉疲勞對(duì)策的反饋。由于紅外熱成像的非技術(shù)性和用戶友好性，即使是與臨床醫(yī)生不相關(guān)的業(yè)余愛好者也可以執(zhí)行此評(píng)估，以明確指出韌帶拉伸或破裂的起源。

通過(guò)使用紅外熱成像，可以深入了解損傷的類型，損傷的程度以及恢復(fù)率。該技術(shù)的無(wú)創(chuàng)性以及可視化評(píng)估使運(yùn)動(dòng)員免于更長(zhǎng)的康復(fù)等待時(shí)間并避免進(jìn)一步的傷害，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在等待尋求幫助之前通常要等待數(shù)周甚至數(shù)月。由于感覺上的偏差，運(yùn)動(dòng)員無(wú)法查明身體疼痛的直接原因，但是紅外熱成像的特異性和敏感性可以指導(dǎo)醫(yī)師或治療師的工作重點(diǎn)，從而更快地局部解決問(wèn)題。在受傷前后對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行定期檢查可以幫助教練根據(jù)在關(guān)節(jié)，韌帶和肌肉上的壓力來(lái)適應(yīng)負(fù)荷，從而始終監(jiān)控并避免過(guò)度訓(xùn)練造成的傷害，并在下一次訓(xùn)練之前留出足夠的恢復(fù)時(shí)間。

圖為受傷的左腳外側(cè)在三個(gè)不同區(qū)域的紅外熱像圖

因此，本研究旨在檢查功能性紅外熱成像在評(píng)估運(yùn)動(dòng)或受傷導(dǎo)致的踝關(guān)節(jié)生理變化方面的適用性。當(dāng)前的研究包括一例腳踝扭傷和一系列理療后溫度行為的病例報(bào)告。20名參與者進(jìn)行了30分鐘的跑步機(jī)跑步訓(xùn)練，并記錄了休息和運(yùn)動(dòng)后腳踝的照片。觀察到，進(jìn)行體育鍛煉的參與者的腳踝溫度在考慮到腳踝的內(nèi)側(cè)和外側(cè)后平均上升了2.4°C。此外，患者的左腳踝似乎比未受影響的右腳踝溫度高2.5°C。

圖為受傷的左腳內(nèi)側(cè)在三個(gè)不同區(qū)域的紅外熱像圖

通過(guò)獲得的結(jié)果，我們已經(jīng)證實(shí)紅外熱成像足夠靈敏，可以描繪出病理以及組織應(yīng)變的溫度變化。盡管運(yùn)動(dòng)和損傷可能以相似的熱模式表現(xiàn)出來(lái)，但踝關(guān)節(jié)扭傷表現(xiàn)為覆蓋范圍更廣的集中熱斑片，其中熱分段在周圍組織中廣泛傳播。紅外熱成像為篩選軟組織應(yīng)變和損傷提供了可靠的工具。實(shí)施的分析方法提供了一種建議的簡(jiǎn)單方法，不僅可以直觀地看到創(chuàng)傷，還可以看到身體疲勞。

紅外熱成像可以在任何環(huán)境設(shè)置中用作相鄰工具，以獨(dú)立于常見的主觀評(píng)估方法（例如，疼痛和生物運(yùn)動(dòng)受限）評(píng)估軟組織損傷的程度。盡管有關(guān)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的這種技術(shù)仍未得到很好的開發(fā)，但可以與主流工具（如MRI核磁共振）一起使用，以評(píng)估康復(fù)水平和恢復(fù)率，從而定量評(píng)估運(yùn)動(dòng)員接受的治療水平。

參考資料：

Stephanos Loannou. Functional Infrared Thermal Imaging: A Contemporary Tool in Soft Tissue Screening. Scientific Reports. 10(9303):1-9, 2020.