红外热像仪在医学领域中的应用

贺婧斐 甄希成 汤海梅

（沈阳体育学院运动人体科学学院，辽宁沈阳110102）

0 引言

红外热像技术（Thermography）是利用红外辐射原理研究体表温度分布状态的一种现代物理学检测技术。物理学告诉我们：绝对零度以上的物体都是一个红外辐射源，每时每刻都在向外辐射红外线，每时每刻也都在吸收红外线。经研究证明这种红外辐射与人体的血液循环、组织代谢、神经的功能状态和组织结构密切相关。

人体是一个生物发热体，而且各个部位的维度不相等。人体正常的温度分布具有一定的稳定性和对称性，如果人的身体某处发生了温度上的变化，就预示着该处存在着病灶。原因是该病灶处身体由于血流和代谢的改变引起了温度在人体内的分布格局，这种改变可能是温度升高也可能是温度降低。红外热像仪会通过对人体温度的分布情况来显示人体温度分布变化、变化的部位及其程度。医生在观察分析了红外热像和定量测出的温度差值后，结合解剖学、病理学以及临床的相关经验，就可以诊断出病人有无病症、病灶，以及其位置、性质和程度。

随着红外热像技术的发展，尤其是非制冷焦平面红外阵列的发展，医用红外热像仪技术已成为继CT、磁共振、B超等现代主流医学影像技术之后又一新的突破，并开辟了以功能学为主的全新医学影像领域。它的临床应用范围广泛，不但可以用于早期探查，而且还可以应用于追踪观察、疾病诊断、疗效评定以及医学研究等。

1 红外热像技术应用于神经系统疾病

红外热像技术是一种无接触和客观成像的测温方法，它可以将检测目标以图象的形式大范围地显示出来。热图形成主要受五种因素的影响，即解剖形态、组织结构、血液循环、神经调节、组织代谢。因此，用红外热图扫描测量头面部的温度，可有助于了解颈内动脉的血流状况，如果头面部表浅动脉扩张，说明通过该部位的血流量增多，局部热辐射增强，热图上显示红色高温图像，相反，如果头面部表浅动脉收缩，即通过该部位的血流量相应减少，局部热辐射降低，热图上显示蓝色的低温图像。

宫庆娟等运用红外热像仪采集面部皮肤的红外热像进行对比分析发现原发性三叉神经痛患者患侧面部皮肤温度升高。红外热像图不仅可以敏感地反映原发性三叉神经痛患者面部温度变化，还能形象描绘出三叉神经痛患者具体温度、温度差值和相对应的热图颜色，这无疑为日后神经系统疾病的诊断提供了新的思路。

罗芸在《远红外热像图对缺血性脑血管病疗效的观察实验》中，用红外热像仪测量患者头部远红外热像图并计算出辐射热温度值。9个测温区的温度呈现明显的不对称，表现为缺血侧的温度明显低于对侧，与临床采用脑血管造影(DSA)或磁共振(MRA)的诊断基本一致。可见，采集该热能所形成的远红外热像图，作为无创便捷的功能影像检查技术，可好地反映脑供血状态及代谢水平的变化，为临床床提供缺血性脑血管疾病疗效动态观察的评估指标[12]。缺血性脑血管病患者的头颈部，由于受病变血管的影响，头颈部浅表血管的血流量多少出现差异，导致了局部皮肤温度及红外线辐射量不同。红外热像技术能具体、形象、动态地反映头颈部血循环状况，可以进一步探讨头颈部血循环变化规律。

神经系统受到损伤之后，其相对应受支配的区域也会发生改变，其中以血管系统反应最为敏感。神经系统损伤后无论CT、MRI等影像学检查很少能够发现明显的阳性结果，而红外热像图则非常敏感，任何原因的疼痛都会出现图形的不对称或高低变化。因此，使用红外热像图则可能会发现其病灶部位的异常变化，为临床治疗及疗效评价提供依据。

2 红外热像技术应用于肿瘤癌症早期诊断

良性肿瘤由成熟细胞组成，生长缓慢，与周围皮肤温差较小，多在1°C以内。但血管瘤例外，因其血流丰富，温差较大，一般在2°C以上。脂肪瘤、良性囊性甲状腺肿皮肤温度也较低。与此相反，恶性肿瘤，由不成熟细胞组成，血管丰富，代谢旺盛，生长迅速，特别是病变位于浅层者如乳腺癌、上颌窦癌、甲状腺癌、Ewing氏肉瘤等病变部位与近周皮肤温差较高，有时高达2~3°C之多，此时热像图有显著改变。

瘤恶、良性的区别主要是分化程度的高低，分化程度高，耗氧量就大，肿瘤早期在2mm时，60万个细胞受损时血管就出现增生，供给肿瘤组织营养就丰富，局部就发热，局部温度与正常组织温差可高达6°C左右，该阶段诊断，早于生化反应和影像学的阳性诊断（免除了为诊断给病人带来不必要的痛苦和危险）。由于良性肿瘤局部代谢不活跃，变化不明显，温度变化与正常组织差异不大，因此为肿瘤早期诊断和鉴别诊断。为癌肿早期诊断、早治疗减少癌症威胁，提供了客观根据及有力手段。例如用于乳腺癌防治普查起着重要价值和积极的意义。

乳腺疾病多发生于20~40岁左右的中青年人，85%为育龄妇女，这可能与该年龄段的妇女体内雌激素水平较高且不平衡有关。目前乳腺疾病诊断的关键是对乳腺肿块良恶性的早期判断，以得到有针对性的治疗。红外热图技术方便、无损，有利于乳腺疾病大规模筛查。袁伟芳通过病理证实的41例乳腺癌及47例乳腺纤维腺瘤与远红外热图的分析表明，乳腺癌的远红外热图诊断符合率为83%，乳腺纤维腺瘤的远红外热图诊断符合率为91%。他认为除较少部位的乳腺肿块外，大多数的乳腺良性或恶性肿块有其一定的热图规律，热图能客观反映温度及血管热影特征，对乳腺肿块的鉴别诊断有一定的临床价值。

3 红外热成像技术在骨伤及关节疾病中的应用

红外热成像技术在骨伤及关节疾病的应用方面有着广大的研究空间。不仅用于临床诊断也可以用于基础研究。如对颈肩腰腿同患者的准确诊断及辨证分型的指导，断肢在植存货的判断，慢性腰肌劳损的诊断及疗效评价，孤星关节炎症的分期及疗效评价等多方面。（功能影像学骨与关节诊断中的应用）。

罗芸等通过分析颈肩痛患者红外热像图的改变发现急性颈肩痛患者疼痛区域局部温度明显高于周围组织，可达2℃以上；而慢性颈肩痛患者疼痛区域的热像表现不一，大部分呈低温改变，少数呈高温改变。

马绣林等探究了红外热像仪对腰椎间盘突出症的诊断价值。通过对53例腰椎间盘突出症患者身体背面腰以下半身的红外热像图进行采集和对比分析，发现53例腰椎间盘突出症患者的红外热像图其腰骶部呈向患侧偏斜、增大的长条形红色或深红色，患侧肢体呈蓝色或浅绿色，这与CT、MRI的检查结果一致。这不仅反映了红外热像图有很好的诊断价值，而且由于红外热像图反映的是局部循环、代谢变化导致的局部温度变化，因而具有功能影像学检查、疗效的评定有独特的价值（红外热像图对腰椎间盘突出症的诊断价值）。

肖建斌对23例自诉腰痛并单侧下肢放射性疼痛的病人进行红外热像图测定，并接受了CT断层扫描。观察并分析患者腰骶部及下肢热形态及双下肢对应部位的温度差异并分析了远红外热像图诊断腰椎间盘突出症的灵敏度和特异性。结果发现了腰椎间盘突出症患者腰骶部热形态改变的四种形式，而患侧下肢较较相对应的对侧肢体温度，至少有一个患侧部位出现温度下降占总数的82.61%。由此可以看出红外热像图检查可以反映腰椎间盘突出症引起的体表温度变化，可以作为诊断腰椎间盘突出症的辅助手段，但研究发现尚不可以进行病变推荐盘的定位（红外热像图在腰椎间盘突出症中的辅助诊断价值）。

除此之外，红外热像图还能敏感的测出膝关节骨性关节炎的温度及热像图变化，对习惯的关节炎症疾病有一定的诊断价值，通过研究还发现膝关节的温度变化与性别、发病部位无关，而是与肿胀、疼痛、畸形及X线上是否有关节间隙狭窄密切相关 （红外热像对膝关节骨性关节炎价值研究）。

4 红外热像技术应用于中医诊断

红外热像作为一项新生可视化得诊断技术，可以对中医上人的体质进行辨识，把望诊拓展到不可见光范围，用红外热像可以辅助中医体质辨识，以提高中医体质辨识的准确性。

李婷婷研究发现红外热像成能够清晰显示人体阴阳分布之象，帮助临床医生辨别出疾病的病理本质，有针对性的进行调理，促进身体阴阳平衡的恢复。人体是一有机整体，气血阴阳是人体的脏腑能量，寒热虚实是人体脏腑能量的外在征象，红外热像技术通过检查机体各个部位体表温度的差异，把寒热虚实之象视觉化，量化。从而，客观显现出人体内在脏腑能量变化之象，把古人对人体气血阴阳变化的论述，形象直观的显示出来。而红外热像热图检测属于功能影像学检测，红外检测从人体功能和形态两个角度将系统检查和动态实时捡蠢散到有机统一，可以对脏雕、经络、腧穴进行定位定量。红外热像技术能够全面、整体、动态地采集和分析人体信息；健康人体内热量，各个藏象问能量不同，并按照一定规律排序。当藏象能量不均衡，或者气血逆乱，寒热偏离，红外热像成能够清晰显示^体气血阴阳寒热分布之象这种象是非内眼可见的物象和体质是物象的集合，是具象的结果。红外热像延伸了人的视觉.拓宽物象范畴，有助于体质辨识的准确性。

吴敏等人对700名小学生同时进行红外热像望诊和两名资深中医儿科医师进行中医无色望诊。结果发现应用红外热像仪作为中医儿科望诊，具有生物热物理学和中医学依据，可使中医望诊定量化，诊断更精细化。正常学龄期儿童的面部和舌部红外热像图谱具有明显的规律性，在男女性别之间无太大差异。已初步建立了正常学龄期儿童红外热像特征谱的数据库。

在杂病中有相当多的疾病只有局部的温度改变，这种变化可辐射到体表上来。在疾病的初期，病人、医生很难觉察，而红外热像仪则能摄取体表辐射的红外热能，将其变成可视热像图。根据热图的部位、分布状况、温差及动态变化来诊断疾病，分析正邪的盛衰。红外热像图是四诊的延伸，其诊断疾病符合中医象学的理论和思维方法.对于人类的生理、病理现象与本质的认识。以及疾病的诊断、治疗、预防、养生等具有重要价值。

张栋使用红外热像方法对针灸作用原理和经络现象与机制进行研究。通过对针灸治疗面瘫的热像图观察面瘫面部的温度分布特征，并对针灸治疗面瘫的疗效进行观察发现面部一些经脉的循行部位出现瘀阻和不通的表现，温度对称性越差，其两侧穴位的温差较大。利用该特征，我们可以选择对称性较好的穴位就行针灸治疗，该方法收到了选穴少、疗程短、痊愈高的效果，痊愈率较通常常规选穴提高15%，治疗时间可缩短近50%。说明了借助红外热像图进行温度观察可以大大提高中医针灸的诊疗效率和效果。

5 红外热像技术应用未来发展趋势

随着我国经济的快速发展，未来红外热像仪在医学领域的应用领域和范围将不断深入，将会逐渐覆盖到各个科室的诊断与治疗当中。相比其他仪器，红外热像仪有着几方面的优点：第一，对温度有着很高的灵敏度，在医学领域中，很多时候主要考虑的是温度的灵敏度和图像清晰度这两项指标；第二，空间分辨率较高，不论是图像的清晰程度还是视场、帧频等参数都高出其他仪器；第三，利用红外热像图做为医学领域中各个疾病的诊疗手段，可以不用直接接触皮肤，具有零创伤的优点。红外热像仪的适用范围非常广泛,它可用于人体多个部位(头部、颈部、心血管、脊椎、四肢血管、乳腺、前列腺、胃肠道等)和多种疾病(脉管炎等炎症、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)的诊断。红外热像图在中医学的应用必将推动医学的大发展。

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