盡管人體皮膚在27 C時(shí)發(fā)出的紅外輻射處于2–20 lm的波長(zhǎng)范圍內(nèi),但峰值約為10 lm。對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用,通常使用非常窄的波段(8–12 lm),稱為人體紅外線。隨著新一代檢測(cè)器的出現(xiàn),近紅外和中紅外區(qū)域也被用于醫(yī)學(xué)紅外熱成像。第一個(gè)現(xiàn)代的硫化鉛光電探測(cè)器紅外熱像儀最初是為第二次世界大戰(zhàn)期間的軍事應(yīng)用而開發(fā)的。但是后來,該技術(shù)被發(fā)布用于民用領(lǐng)域,此后IRT已用于醫(yī)學(xué)以及無損檢測(cè)(NDT)領(lǐng)域。在無損檢測(cè)領(lǐng)域,IRT的應(yīng)用主要在表面和亞表面缺陷檢測(cè)和過程在線監(jiān)測(cè)中[18]。在IRT中,將監(jiān)視測(cè)試對(duì)象表面的熱模式。表面缺陷會(huì)導(dǎo)致異常的熱圖樣,這表明這些缺陷的存在。類似地,在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中,由于臨床疾病,可以監(jiān)測(cè)皮膚表面異常的熱模式。IRT的一些典型應(yīng)用如圖1所示。
圖為紅外熱成像
1963年,巴恩斯(Barnes)證明了紅外熱像圖可以提供身體異常的信息,從而有助于診斷身體疾病。 Sherman等。 IRT使用IRT評(píng)估對(duì)象兩肢之間的皮膚溫度不對(duì)稱性,并得出結(jié)論,IRT連同人體網(wǎng)格圖是掃描體溫的最簡(jiǎn)單方法。Fauci等。回顧了IRT的歷史,各種檢測(cè)器系統(tǒng)及其在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用。江等。綜述了IRT在醫(yī)學(xué)熱成像中的觀點(diǎn)。 Ring等。強(qiáng)調(diào)了IRT在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的有趣機(jī)會(huì)。 Jung等人著重介紹了IRT在醫(yī)學(xué)中的幾種應(yīng)用。和Ammer and Ring。 IRT已廣泛用于糖尿病性神經(jīng)病變,血管疾病,乳腺癌檢測(cè),體溫調(diào)節(jié)研究,發(fā)燒篩查,腦成像(腦電圖);
- 牙科和皮膚病學(xué)[46-48],
- 肌肉疼痛和肩膀撞擊綜合征研究[49],
- 風(fēng)濕病診斷[50-52],
- 干眼癥診斷[53],
- 寄生蟲治療肝臟疾病[54],
- 轉(zhuǎn)移性肝臟疾病的檢測(cè)[55],
- 腸缺血[56],
- 腎移植[57,58],
- 心臟治療[59]和婦科[60-62]。
- IRT已用于針灸治療[63-65],
- 冷凍療法[66],
- 法醫(yī)[67,68]
- 以及對(duì)人體輻射損傷的評(píng)估[69]。
Ammer綜述了有關(guān)IRT的各種醫(yī)學(xué)應(yīng)用和其他相關(guān)進(jìn)展的已出版文獻(xiàn)(1989年至2003年)的完整列表[70,71]。
根據(jù)溫度感測(cè)方法,醫(yī)學(xué)紅外熱成像可以細(xì)分為四個(gè)主要類別。電接觸測(cè)溫,皮膚溫度判別,液晶熱成像和IRT [27]。在電接觸測(cè)溫中,單個(gè)元件或換能器陣列(通常由半導(dǎo)體電阻器制成)用于測(cè)量接觸對(duì)象的表面溫度[27]。盡管必須考慮來自傳感器的過大壓力會(huì)改變血流量,從而改變溫度,但該技術(shù)有時(shí)還是IRT的參考[27]。皮膚溫度辨別閾值是小神經(jīng)纖維功能的量度,Bertelsmann等人。已經(jīng)表明它可以用于糖尿病患者的早期診斷[27,72]。在液晶熱成像的情況下,溫度計(jì)由柔軟的橡膠片組成,熱變色膽甾型液晶以多層的形式排列在其中[73]。由于橡膠板具有充氣功能,因此熱敏板與彎曲的車身表面良好接觸。液晶由于溫度變化而改變其顏色,并且所得到的圖案表示體表的溫度分布。盡管該技術(shù)非常便宜,但它基于聯(lián)系人并且很耗時(shí)。此外,紅外熱像儀技術(shù)具有較低的熱敏性(0.3–1.0 C)和較差的空間分辨率(> 5 mm)[73]。在IRT的情況下,由表面發(fā)射的熱輻射由紅外熱像儀檢測(cè),并且發(fā)射的輻射強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為溫度。 IRT可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的。在前一種情況下,監(jiān)視瞬時(shí)溫度分布,而在后一種情況下,監(jiān)視溫度分布的時(shí)間變化。獲取一系列紅外熱像圖,這些紅外熱像圖構(gòu)成了溫度的時(shí)間序列。通過執(zhí)行溫度時(shí)間序列的快速傅立葉變換(FFT)定量分析動(dòng)力學(xué)。
相關(guān)人體測(cè)溫紅外熱像儀: