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一、概述 红外热像技术是不同于X光、B超、CT、核磁共振等结构影像技术的新型医学影像技术，通过接收人体体表红外辐射来获得人体体表的温度分布图，间接反映人体器官的代谢和血液循环情况，是一种功能型的诊断技术 。 红外热像技术通过探查人体自身发出的红外辐射能的变化研究疾病的病变情况，该技术具有操作简便、迅速、非接触、无辐射等优点，因而在临床的应用研究中得到了广泛的重视。
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二、发展简史 红外探测器的发展 二十世纪六十年代 ：单元红外探测器 缺点：低帧频扫描，局限在军事运用 七十年代末 ：多元列阵探测器 系统的探测性能，分辨率和速度都得到了提高
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八十年代 ：新一代致冷型红外焦平面探测器 优点：焦平面热成像具有高灵敏度、高分辨 率、高帧速、轻巧等 缺点：致冷且价格昂贵，民用上难以承受。 九十年代 ：非致冷型红外焦平面探测器 优点：结构简单、成本低、寿命长，具有广阔 的应用前景 缺点：温度灵敏度还不及致冷型红外焦平面探 测器
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医用红外热像技术的进展 1950年，英国外科医生R Lawson发现乳腺癌病人的病变局部皮肤温度升高。用美国巴诺斯公司生产的红外扫描仪证实了这种现象 。 1960年英国伦敦的一名医学专家K.L.Wiliams用红外扫描仪拍摄了世界上第一张乳腺癌的热像图并发表了报告，开始了红外热像技术的新纪元。 红外热像技术在我国的起步较晚，1976年我国首台医用红外热像仪试制成功并投入临床试用，填补了我国医学上的空白。
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2000年12月中华医学会在广州成立了医用红外技术培训中心，并举行了奠基式和举办了第一期医用红外热像技术培训班。
2001年8月中华医学会又在北京成立了医用红外热像技术专家组。红外热像仪的医学应用已引起国内医学界有关部门和专家们的重视。 Thermography
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三、原理与技术 红外线是由英国天文学家威廉·赫歇尔于1800年发现的， 它是电磁波中的一个频段，介于可见光区和微波之间， 具有明显的热效应
红外线波长范围在780nm到1000m之间
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具体可分为三个波段： 近红外：波长为0.78～3.0m 中红外：波长为3.0～20 m 远红外：波长为20～1000 m
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（1） 普朗克黑体辐射定律： 式中： ——单色光辐射出射度（W•m-2•-1）
k＝ (24)×10-23(J K-1)——波尔兹曼常数 c= ×108(m s-1)——真空光速 ｅ= ——自然对数的底
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物体辐射能最大值的分布，随着绝对温度的增加而向波长短的方向移动。
（2）维恩位移定律 ： T=6000K T=5000K T=4000K max 物体辐射能最大值的分布，随着绝对温度的增加而向波长短的方向移动。
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斯蒂芬•波尔兹曼定律是所有红外热成像的基础。
(3) 斯蒂芬•波尔兹曼定律 黑体的总辐射出射度： 斯蒂芬•波尔兹曼定律是所有红外热成像的基础。
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(4) 朗伯余弦定律 黑体在任意方向上的辐射强度，与观测方向相对于辐射表面法线夹角的余弦成正比
实际在做红外检测时，应尽可能选择在被测表面法线方向进行
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红外热像仪： 利用红外探测器探测人体表面各点的红外辐射能， 经过一系列信号处理，将不可见的红外辐射分布 转换成可见光图像，显示在显屏上 红外热成像系统工作原理框图
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红外探测系统工作原理框图
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红外热成像技术 如何进行诊断？ 机体细胞新陈代谢越快，释放的热能也就越多 例：癌细胞是所有细胞中新陈代谢最强的细胞，因此它释放的热能也就最多
通过机体细胞组织热的变化情况可以反映出机体 细胞组织新陈代谢的情况。
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正常人体表面热基本是一个对称分布体 机体内部细胞组织发生改变 不对称性 体表温度的差异
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热扫描成像系统的诊断原理： 利用红外热辐射扫描器接收人体细胞新陈代谢过程中的红外线辐射信号，经计算机处理、分析，基于特定规律和算法重建出对应于人体所检查部位的细胞相对新陈代谢强度分布图，并加以层析分析，推算人体体内一定位置/深度的温度分布情况，并依据正常与异常组织区域的温度差异来评估或辅助诊断疾病
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仪器结构： TTM红外热成像设备外观图
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仪器安装布局
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扫描系统包括扫描头和扫描架，扫描头通过云台架设在扫描架上。扫描头通过控制台可作升降、左右及上下旋转扫描，并可进行图象的聚焦、扫描的启动和停止控制。扫描床可沿轨道进行前后移动，其下部的旋转盘可进行360度正反旋转，转动扶手可以升降并随下部旋转盘随动旋转。
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注意事项: 开机前,要先灌注液氮,然后在打开扫描头电源,切记不可在未加液氮前打开扫描头电源,以免烧坏扫描头。每次结束扫描后,应及时关闭扫描头电源,以增加扫描头的使用寿命。在关闭电源前，要确认扫描头与云台平行，并处于最下方
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拍摄的注意事项 1. 扫描前20分钟应打开检查室的空调机,保持室温在27摄氏度,受试者在拍摄前暴露检查部位,在检查室里平衡15-20分钟
2.室内空调风向避免直吹检查者身体； 3.保持室内光线柔和，避免强光直射检查者身体。
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检测、采位标准 ： （1）检查方法：检查者脱下衣物至髋部（腹股沟）以下，暴露胸、腹部。立于扫描台上，距扫描镜头1-3米。 （2）采位标准：取头部前后位、胸部前后位、胸部左右斜位、腹部前后位，调整聚焦，图像清晰后，冻结存储，备分析诊断。
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特点： 与B超、X-CT等医学影像相比，热成像具有许多优点，热扫描成像系统的特点如下：
（1）宽适用范围：全身各种疾病的诊断，疗效观察，健康状况的评估。 （2）独特的手段：癌症的前期、早期诊断成为可能。 （3）无损伤、非侵入、无公害：扫描过程中只接受人体产生的热辐射，对 人体无介入，无损伤，对环境无污染，无干扰。 （4）快速、高效率：能即时测温并显示热分布图像，检查一个部位仅需1-2 分钟，全身10-15分钟。 (５) 操作简便、成本低：与CT和MRI等其他医学影像设备相比费用低 廉，易于普及。 (６) 分辨率高，能即时反映出0.05℃的温度变化。
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主要技术指标 热辐射度分辨率：0.05℃ 辐射接收器：单点扫描接收 液氮制冷型 扫描时间：5秒/帧 扫描高度：0.2～2.2米
辐射接收器：单点扫描接收 液氮制冷型 扫描时间：5秒/帧 扫描高度：0.2～2.2米 扫描角度：垂直：±20度；水平：±20度 扫描热辐射范围：0～50℃ 扫描距离：0.6～3.0米 扫描空间分辨率：≤3毫米 影像分辨率：256×256×12bits 测量精度：±0.1℃ 热辐射测量范围：0～50℃ 相对湿度：不大于70% 周围环境：无强磁场、无强电场 工作电压：110～220V(AC) 电源频率：50～60HZ 功率消耗：≤800W
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四、主要应用 医用热像仪技术用于临床诊断已有几十年的历史，现已可用于多种疾病的诊断,如：炎症、栓塞、疼痛、乳腺癌、肺肝癌、胰腺癌、血管瘤等肿瘤、溃疡、烧伤、放射线灼伤、疼痛、胎盘定位、断肢再植等。可适用于人体多个部位（头部、颈部、心血管、脊椎、四肢血管、乳腺、前列腺、胃肠道等）的诊断，同时，红外热像仪在针灸原理和经络现象的研究中也得到了广泛的应用。
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乳腺疾病患者：两侧乳房的热图像具有明显的不对称性。
（1）乳腺疾病的早期诊断 红外热像仪引入医学领域，首先从检查乳腺开始。 健康的妇女，两侧乳房的热图是基本对称的 乳腺疾病患者：两侧乳房的热图像具有明显的不对称性。
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正常乳腺热图像 异常乳腺热图像
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（2）血管疾病的诊断 人的肢体温度主要由血液循环状态所决定，当存在血管病变时，血循环发生障碍，皮温降低。如闭塞性脉管炎、动脉栓塞、动脉瘤等，通常表现为病变部位温度异常，用红外热像仪可清楚显示出病变部位及范围 。特别是对早期脉管炎的诊断，由于其临床症状尚不十分明显，一般方法检查不出，用热像仪做早期诊断具有很大优势。
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脑血栓患者 血栓对应部位将出现一片高热辐射区
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双腿基本对称 正常情况 静脉曲张
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(3) 各种炎症的诊断： 热像仪可用于各种急性炎症、慢性炎症、关节炎的诊断及消炎疗效的判断。急性炎症由于局部充血，皮温上升，容易被热像仪显示出来。但需与肿瘤皮肤温度升高相区别。 急性咽炎患者
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双侧腹股沟上方有明显的“倒八字”功能形态出现。
锁定倒八字异常热源 前列腺炎患者 双侧腹股沟上方有明显的“倒八字”功能形态出现。
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(4) 各种疼痛性疾病的诊断 ： 许多疼痛性疾病的热图像可以提示疼痛的部位、范围及某些疾病的性质。对于来自侵害性感受器的慢性疼痛、血管性疼痛及肌肉缺血性疼痛，疼痛部位常存在温度异常分布 锁定头部异常热源 偏头痛患者
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（6）社会健康群体的体格检查 主要用于健康人群及亚健康状况人员的体格检查。处于亚健康状态的人，机体没有出现明显的病变，但是却使人感到不适或者没有不适的感觉。这种状态是由机体的功能改变所致，是机体出现病变的前兆，而病变形成之前，其相应的组织器官的细胞新陈代谢功能也往往会发生变化，因此热成像技术非常适合于健康人群及亚健康人群的体检，可用其对某些和与温度有关的病症进行初步筛查，并建议病人是否作进一步的检查与治疗。
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（7）针灸原理和经络现象的研究 胡翔龙研究组用红外辐射示踪仪将人体体表自然存在 的循经红外辐射轨迹成功地显示出来，使人们直观地 “看”到了古人所描述的经脉循经路线。 张栋研究组发现在自然状态下，督脉循经红外辐射轨 迹的出现率高达57.1％。
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我们的工作： 沿督脉出现的红外辐射轨迹
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任脉、胃经循经红外辐射轨迹
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手太阴肺经，手少阴心经红外辐射轨迹
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手阳明大肠经红外辐射轨迹
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一天内不同时刻手阳明大肠经红外辐射轨迹
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一天内不同时刻督脉的红外辐射轨迹
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科研项目: 国家重大基础研究计划(973计划)子课题 国家自然科学基金(No.60578056,No.30572309
卫生部科学基金福建省卫生教育联合攻关计划资助项目 (No.NWKJ ) 福建省自然科学基金(No.2006J0091)
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发表的主要文章： 1．Hongqin Yang, Shusen Xie,Qinghong Lu et al.
Chin. Opt. Lett., 2005,Aug, Supp.(EI) 2．Hongqin Yang, Shusen Xie, Zukang Lu, ICO20:Biomedical Optics/ SPIE,2006,Vol,6026.(EI) 3．Hongqin Yang, Shusen Xie, Xianglong Hu et al. Int. Sym. Biopho. Nanopho. Meta./IEEE proc., 2006,Oct. 16th-18th, Hangzhou, China.(EI) 4．Hongqin Yang, Shusen Xie, Xianglong Hu, et al. Am.J.Chin. Med.,2007,35(2).(SCI) 5．Hongqin Yang, Shusen Xie, Hui Li et al. Chin.Optics Lett. 2007,5(3).(EI) 6．Hongqin Yang, Shusen Xie, Xianglong Hu et al. J.Infra. Mill. Wave.,2007,26(3) (in Chinese)(SCI,EI)
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谢谢！
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