紅外熱像儀在醫學領域中的應用

賀婧斐 甄希成 湯海梅

（沈陽體育學院運動人體科學學院，遼寧沈陽110102）

0 引言

紅外熱像技術（Thermography）是利用紅外輻射原理研究體表溫度分布狀態的一種現代物理學檢測技術。物理學告訴我們：絕對零度以上的物體都是一個紅外輻射源，每時每刻都在向外輻射紅外線，每時每刻也都在吸收紅外線。經研究證明這種紅外輻射與人體的血液循環、組織代謝、神經的功能狀態和組織結構密切相關。

人體是一個生物發熱體，而且各個部位的維度不相等。人體正常的溫度分布具有一定的穩定性和對稱性，如果人的身體某處發生了溫度上的變化，就預示著該處存在著病灶。原因是該病灶處身體由于血流和代謝的改變引起了溫度在人體內的分布格局，這種改變可能是溫度升高也可能是溫度降低。紅外熱像儀會通過對人體溫度的分布情況來顯示人體溫度分布變化、變化的部位及其程度。醫生在觀察分析了紅外熱像和定量測出的溫度差值后，結合解剖學、病理學以及臨床的相關經驗，就可以診斷出病人有無病癥、病灶，以及其位置、性質和程度。

隨著紅外熱像技術的發展，尤其是非制冷焦平面紅外陣列的發展，醫用紅外熱像儀技術已成為繼CT、磁共振、B超等現代主流醫學影像技術之后又一新的突破，并開辟了以功能學為主的全新醫學影像領域。它的臨床應用范圍廣泛，不但可以用于早期探查，而且還可以應用于追蹤觀察、疾病診斷、療效評定以及醫學研究等。

1 紅外熱像技術應用于神經系統疾病

紅外熱像技術是一種無接觸和客觀成像的測溫方法，它可以將檢測目標以圖象的形式大范圍地顯示出來。熱圖形成主要受五種因素的影響，即解剖形態、組織結構、血液循環、神經調節、組織代謝。因此，用紅外熱圖掃描測量頭面部的溫度，可有助于了解頸內動脈的血流狀況，如果頭面部表淺動脈擴張，說明通過該部位的血流量增多，局部熱輻射增強，熱圖上顯示紅色高溫圖像，相反，如果頭面部表淺動脈收縮，即通過該部位的血流量相應減少，局部熱輻射降低，熱圖上顯示藍色的低溫圖像。

宮慶娟等運用紅外熱像儀采集面部皮膚的紅外熱像進行對比分析發現原發性三叉神經痛患者患側面部皮膚溫度升高。紅外熱像圖不僅可以敏感地反映原發性三叉神經痛患者面部溫度變化，還能形象描繪出三叉神經痛患者具體溫度、溫度差值和相對應的熱圖顏色，這無疑為日后神經系統疾病的診斷提供了新的思路。

羅蕓在《遠紅外熱像圖對缺血性腦血管病療效的觀察實驗》中，用紅外熱像儀測量患者頭部遠紅外熱像圖并計算出輻射熱溫度值。9個測溫區的溫度呈現明顯的不對稱，表現為缺血側的溫度明顯低于對側，與臨床采用腦血管造影(DSA)或磁共振(MRA)的診斷基本一致?？梢姡杉摕崮芩纬傻倪h紅外熱像圖，作為無創便捷的功能影像檢查技術，可好地反映腦供血狀態及代謝水平的變化，為臨床床提供缺血性腦血管疾病療效動態觀察的評估指標[12]。缺血性腦血管病患者的頭頸部，由于受病變血管的影響，頭頸部淺表血管的血流量多少出現差異，導致了局部皮膚溫度及紅外線輻射量不同。紅外熱像技術能具體、形象、動態地反映頭頸部血循環狀況，可以進一步探討頭頸部血循環變化規律。

神經系統受到損傷之后，其相對應受支配的區域也會發生改變，其中以血管系統反應最為敏感。神經系統損傷后無論CT、MRI等影像學檢查很少能夠發現明顯的陽性結果，而紅外熱像圖則非常敏感，任何原因的疼痛都會出現圖形的不對稱或高低變化。因此，使用紅外熱像圖則可能會發現其病灶部位的異常變化，為臨床治療及療效評價提供依據。

2 紅外熱像技術應用于腫瘤癌癥早期診斷

良性腫瘤由成熟細胞組成，生長緩慢，與周圍皮膚溫差較小，多在1°C以內。但血管瘤例外，因其血流豐富，溫差較大，一般在2°C以上。脂肪瘤、良性囊性甲狀腺腫皮膚溫度也較低。與此相反，惡性腫瘤，由不成熟細胞組成，血管豐富，代謝旺盛，生長迅速，特別是病變位于淺層者如乳腺癌、上頜竇癌、甲狀腺癌、Ewing氏肉瘤等病變部位與近周皮膚溫差較高，有時高達2~3°C之多，此時熱像圖有顯著改變。

瘤惡、良性的區別主要是分化程度的高低，分化程度高，耗氧量就大，腫瘤早期在2mm時，60萬個細胞受損時血管就出現增生，供給腫瘤組織營養就豐富，局部就發熱，局部溫度與正常組織溫差可高達6°C左右，該階段診斷，早于生化反應和影像學的陽性診斷（免除了為診斷給病人帶來不必要的痛苦和危險）。由于良性腫瘤局部代謝不活躍，變化不明顯，溫度變化與正常組織差異不大，因此為腫瘤早期診斷和鑒別診斷。為癌腫早期診斷、早治療減少癌癥威脅，提供了客觀根據及有力手段。例如用于乳腺癌防治普查起著重要價值和積極的意義。

乳腺疾病多發生于20~40歲左右的中青年人，85%為育齡婦女，這可能與該年齡段的婦女體內雌激素水平較高且不平衡有關。目前乳腺疾病診斷的關鍵是對乳腺腫塊良惡性的早期判斷，以得到有針對性的治療。紅外熱圖技術方便、無損，有利于乳腺疾病大規模篩查。袁偉芳通過病理證實的41例乳腺癌及47例乳腺纖維腺瘤與遠紅外熱圖的分析表明，乳腺癌的遠紅外熱圖診斷符合率為83%，乳腺纖維腺瘤的遠紅外熱圖診斷符合率為91%。他認為除較少部位的乳腺腫塊外，大多數的乳腺良性或惡性腫塊有其一定的熱圖規律，熱圖能客觀反映溫度及血管熱影特征，對乳腺腫塊的鑒別診斷有一定的臨床價值。

3 紅外熱成像技術在骨傷及關節疾病中的應用

紅外熱成像技術在骨傷及關節疾病的應用方面有著廣大的研究空間。不僅用于臨床診斷也可以用于基礎研究。如對頸肩腰腿同患者的準確診斷及辨證分型的指導，斷肢在植存貨的判斷，慢性腰肌勞損的診斷及療效評價，孤星關節炎癥的分期及療效評價等多方面。（功能影像學骨與關節診斷中的應用）。

羅蕓等通過分析頸肩痛患者紅外熱像圖的改變發現急性頸肩痛患者疼痛區域局部溫度明顯高于周圍組織，可達2℃以上；而慢性頸肩痛患者疼痛區域的熱像表現不一，大部分呈低溫改變，少數呈高溫改變。

馬繡林等探究了紅外熱像儀對腰椎間盤突出癥的診斷價值。通過對53例腰椎間盤突出癥患者身體背面腰以下半身的紅外熱像圖進行采集和對比分析，發現53例腰椎間盤突出癥患者的紅外熱像圖其腰骶部呈向患側偏斜、增大的長條形紅色或深紅色，患側肢體呈藍色或淺綠色，這與CT、MRI的檢查結果一致。這不僅反映了紅外熱像圖有很好的診斷價值，而且由于紅外熱像圖反映的是局部循環、代謝變化導致的局部溫度變化，因而具有功能影像學檢查、療效的評定有獨特的價值（紅外熱像圖對腰椎間盤突出癥的診斷價值）。

肖建斌對23例自訴腰痛并單側下肢放射性疼痛的病人進行紅外熱像圖測定，并接受了CT斷層掃描。觀察并分析患者腰骶部及下肢熱形態及雙下肢對應部位的溫度差異并分析了遠紅外熱像圖診斷腰椎間盤突出癥的靈敏度和特異性。結果發現了腰椎間盤突出癥患者腰骶部熱形態改變的四種形式，而患側下肢較較相對應的對側肢體溫度，至少有一個患側部位出現溫度下降占總數的82.61%。由此可以看出紅外熱像圖檢查可以反映腰椎間盤突出癥引起的體表溫度變化，可以作為診斷腰椎間盤突出癥的輔助手段，但研究發現尚不可以進行病變推薦盤的定位（紅外熱像圖在腰椎間盤突出癥中的輔助診斷價值）。

除此之外，紅外熱像圖還能敏感的測出膝關節骨性關節炎的溫度及熱像圖變化，對習慣的關節炎癥疾病有一定的診斷價值，通過研究還發現膝關節的溫度變化與性別、發病部位無關，而是與腫脹、疼痛、畸形及X線上是否有關節間隙狹窄密切相關 （紅外熱像對膝關節骨性關節炎價值研究）。

4 紅外熱像技術應用于中醫診斷

紅外熱像作為一項新生可視化得診斷技術，可以對中醫上人的體質進行辨識，把望診拓展到不可見光范圍，用紅外熱像可以輔助中醫體質辨識，以提高中醫體質辨識的準確性。

李婷婷研究發現紅外熱像成能夠清晰顯示人體陰陽分布之象，幫助臨床醫生辨別出疾病的病理本質，有針對性的進行調理，促進身體陰陽平衡的恢復。人體是一有機整體，氣血陰陽是人體的臟腑能量，寒熱虛實是人體臟腑能量的外在征象，紅外熱像技術通過檢查機體各個部位體表溫度的差異，把寒熱虛實之象視覺化，量化。從而，客觀顯現出人體內在臟腑能量變化之象，把古人對人體氣血陰陽變化的論述，形象直觀的顯示出來。而紅外熱像熱圖檢測屬于功能影像學檢測，紅外檢測從人體功能和形態兩個角度將系統檢查和動態實時撿蠢散到有機統一，可以對臟雕、經絡、腧穴進行定位定量。紅外熱像技術能夠全面、整體、動態地采集和分析人體信息；健康人體內熱量，各個藏象問能量不同，并按照一定規律排序。當藏象能量不均衡，或者氣血逆亂，寒熱偏離，紅外熱像成能夠清晰顯示^體氣血陰陽寒熱分布之象這種象是非內眼可見的物象和體質是物象的集合，是具象的結果。紅外熱像延伸了人的視覺.拓寬物象范疇，有助于體質辨識的準確性。

吳敏等人對700名小學生同時進行紅外熱像望診和兩名資深中醫兒科醫師進行中醫無色望診。結果發現應用紅外熱像儀作為中醫兒科望診，具有生物熱物理學和中醫學依據，可使中醫望診定量化，診斷更精細化。正常學齡期兒童的面部和舌部紅外熱像圖譜具有明顯的規律性，在男女性別之間無太大差異。已初步建立了正常學齡期兒童紅外熱像特征譜的數據庫。

在雜病中有相當多的疾病只有局部的溫度改變，這種變化可輻射到體表上來。在疾病的初期，病人、醫生很難覺察，而紅外熱像儀則能攝取體表輻射的紅外熱能，將其變成可視熱像圖。根據熱圖的部位、分布狀況、溫差及動態變化來診斷疾病，分析正邪的盛衰。紅外熱像圖是四診的延伸，其診斷疾病符合中醫象學的理論和思維方法.對于人類的生理、病理現象與本質的認識。以及疾病的診斷、治療、預防、養生等具有重要價值。

張棟使用紅外熱像方法對針灸作用原理和經絡現象與機制進行研究。通過對針灸治療面癱的熱像圖觀察面癱面部的溫度分布特征，并對針灸治療面癱的療效進行觀察發現面部一些經脈的循行部位出現瘀阻和不通的表現，溫度對稱性越差，其兩側穴位的溫差較大。利用該特征，我們可以選擇對稱性較好的穴位就行針灸治療，該方法收到了選穴少、療程短、痊愈高的效果，痊愈率較通常常規選穴提高15%，治療時間可縮短近50%。說明了借助紅外熱像圖進行溫度觀察可以大大提高中醫針灸的診療效率和效果。

5 紅外熱像技術應用未來發展趨勢

隨著我國經濟的快速發展，未來紅外熱像儀在醫學領域的應用領域和范圍將不斷深入，將會逐漸覆蓋到各個科室的診斷與治療當中。相比其他儀器，紅外熱像儀有著幾方面的優點：第一，對溫度有著很高的靈敏度，在醫學領域中，很多時候主要考慮的是溫度的靈敏度和圖像清晰度這兩項指標；第二，空間分辨率較高，不論是圖像的清晰程度還是視場、幀頻等參數都高出其他儀器；第三，利用紅外熱像圖做為醫學領域中各個疾病的診療手段，可以不用直接接觸皮膚，具有零創傷的優點。紅外熱像儀的適用范圍非常廣泛,它可用于人體多個部位(頭部、頸部、心血管、脊椎、四肢血管、乳腺、前列腺、胃腸道等)和多種疾病(脈管炎等炎癥、栓塞、疼痛，乳腺癌、肺肝癌、胰腺癌、血管瘤等腫瘤，潰瘍，燒傷、放射線灼傷、疼痛,胎盤定位，斷肢再植等)的診斷。紅外熱像圖在中醫學的應用必將推動醫學的大發展。

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