医用红外热像仪在健康体检及临床应用

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医用红外热像技术是医学技术、红外摄像技术、计算机多媒体技术结合的产物，是一种记录人体热场的影像装置。人是恒温动物，能维持一定的体温，用物理学的观点来看，人体就是一个天然的生物发热体，不断的向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些物理状况发生变化时，这种全身或局部的热平衡遭到破坏和影响，于是在临床上表现为组织温度的升高和降低。因此，我们可以通过测定人体表温度的变化，来监测疾病的发生、发展状况，为临床诊断提供依据，国内外很多学者也将红外热像这种特性应用于健康体检。
一、红外热像仪的特点：
通过红外传感器直接接收人体辐射的红外光，对医患双方均无任何伤害；非接触式遥控测温，不改变被测目标的任何参数。
高温度分辨率(0.05度)、高空间分辨率(1.5mrad)和高帧幅速度（每秒50幅）。
数字化图像记录，丰富的图像处理功能。仪器功能和数码相机一样，既可进行连续动态观察，也可将不同时间温度数据进行比较；并且利用了现代的计算机和信息技术，图像处理功能强大，数据储存、复制方便。是一种低成本、检查方便的仪器。其购置成本只与普通B超相当；检查过程只要求病人在稳定的环境温度下（22～26℃）暴露被检部位,不会遭受任何检查痛苦。凡引起人体组织热改变的疾病都可用它进行检查，应用范围广，临床价值高。
二、红外热像的五项诊断功能：
1．早期预警：疾病发展到一定程度才会出现器质性的组织结构和形态变化，疾病在出现结构和形态变化之前，就会在病灶区出现温度的变化。通过红外热像仪采集温度变化的信息，可以使医患双方早期发现病变，并密切注意病态发展，以赢得宝贵的确诊时间。
2. 疾病诊断：红外热图能提供病变部位的热场分布情况，以此推断其循环、代谢状态，判断病变性质、程度及累及的区域，以利作出正确诊治方案。
3.监测疗效，指导疗程：用红外热像仪可以随时采集有关疾病信息的温度变化，实时监测疗效，及时指导医疗过程，调整治疗方案；还可以对用药后炎症状态、代谢状态、血液循环状态的改善进行评估。
4.追踪观察，预测病变：临床实践证明，在肿瘤转移的新病区发生组织结构和形态的变化之前已有温度分布的改变。用红外热像仪可以提前检查到这种温度分布改变的位置，从而预先知道癌细胞转移的新病区。
5.医学科学探索：由于红外热像仪第一次非常直观地将人体各部分温度的二维分布场展现在科研工作者的面前，使他们第一次看到了一些前所未知的现象。为许多学科的科学研究提出了新的课题。
三、红外热像诊断的优势：
1．肿瘤预警，全程监控，疗效评估
肿瘤组织由早期的代谢加速，血液循环增加，发展到体积增大至足以被MRI、CT等分辨，一般来说起码3－6个月。当正常的细胞开始恶变，细胞高速增殖，为了满足细胞生长需要，必然伴有血液循环的增加，同时由于肿瘤毒性因子的作用，带来局部的血管扩张。上述变化的结果必然导致局部温度的升高。医用红外热像仪，灵敏度高，当温度变化超过0.05℃时，就可以检测和记录到这种变化，显示出异常高温的部位，及时预警，为早期确诊赢得时间。当患者明确肿瘤诊断后，红外热像又是进行全程监控、疗效评估的理想手段。
（1）在诊断甲状腺癌中的意义
甲状腺是内分泌系统中距体表较近的腺体。红外热像检测时，周围热源干扰少，易于发现早期的细微热值变化，再结合其代谢情况很容易确诊。
汪培清等以甲状腺两侧温差0.24℃作为判断甲状腺癌指标。再结合冷负荷试验（70％乙醇涂布于两侧甲状腺区域，令其冷却，观察温度回升过程）阳性指标，二者互为补充，互为印证，其甲状腺疾病的诊断符合率明显提高，达到85.4％(88／103)，详见表1。
表1 甲状腺癌与良性病变阳性指标符合数(例)

根据表1可见,凡一项指标出现阳性即有可能为恶性肿瘤。以一项指标符合者，其甲状腺癌的诊断符合率为88.9％(32/36)；良性病变的诊断符合率为83.6％(56／67)。红外热像诊断甲状腺癌有其理论基础，在临床上可显示定性的功能，有较好的实用价值，而且其检查资料有助于分析、判断病变的范围和病程的发展阶段。
（2）在诊断乳腺肿瘤中的意义
乳腺肿瘤的检查方法颇多，但因致创伤性、敏感性、准确性、仪器分辨力及价格等因素的影响，真正无创无痛、方便快捷而又准确的早期诊断的检查方法并不多。自1999年以来，李目英等采用红外热像图技术对乳腺肿瘤患者进行检查，取得了较好的效果。在三年的研究中，该研究小组采用医用红外热像仪对287例临床拟诊为乳腺病的患者进行了检查。常规取正前位及左右斜位扫描，并逐一测量异常病灶的温度。结果：287例患者中，共检出乳腺癌20例，均经手术及病理证实。其诊断准确20例，漏诊1例，诊断准确率达95.23％(20／21)。
另据Willanms报告的资料显示，对75例乳癌术后患者连续5年观察其局部皮肤温度变化，皮肤温度上升1-2℃者死亡率占37％，皮肤温度上升3℃以上者死亡率达100％。红外热像图温度的变化不但可以估测其预后, 而且可以指导化疗药物的用量和用药时间的长短，对提高乳腺癌术后患者的存活率有着重要的临床价值。
2.在软组织疼痛的部位、性质、程度判定中的意义
目前没有一种设备能记录疼痛。但由于疼痛区域必然伴有或／和异常代谢变化，或／和神经状态变化，或／和血液循环变化，这些因素的变化，必然导致温度的变化。因此，红外热像仪可以通过记录与疼痛伴随的温度变化来反映疼痛的性质、程度、范围。
（1）在诊断腰椎间盘突出症中的意义
腰椎间盘突出的病人，CT、MRI可以把其椎间盘突出的位置、程度、前后相邻关系显示的非常清楚。但仅凭CT、MRI影像结果，要说清患者目前的疼痛程度、性质和范围是有相当困难的。而且，大多数的情况下，病人通过保守治疗，症状消失后，CT、MRI再次摄片，影像学很少有更多变化。但红外热图则不一样，疼痛时，局部因无菌性炎症、充血等，局部一定会出现高温。随着无菌性炎症、充血状态的改善及症状的改善，这种偏高温热图则会逐渐恢复正常。
研究显示，热图可以提示疼痛的具体部位、范围大小、疼痛的程度。腰骶疼痛区在热图上为红色的高温区；患肢的放射痛、麻木、肢冷感、肌力减低等症状在热图上显示为皮肤温度的降低、颜色向黑色方向移位、生理热区消失以及健患肢的直径比大于l等表现。另外，将症状减轻或消失时的热图与治疗前比较，腰骶部红色热区范围缩小，腰部温度降低，颜色变浅，患肢的颜色与健侧的颜色相接近，双下肢皮肤温度差在缩小，直径比接近l。这表明治疗前与治疗有效后的热图改变非常大。这种影像结果可直接展示给医患双方，用其评价疗效，比仅凭患者的自觉症状和一般的物理检查判定效果要客观。
（2）在颈肩腰背疼痛中的应用
颈肩腰背痛的病因复杂，临床表现多样，在其症状、体格检查及X射线影像改变之间往往没有一致的密切联系，因此，诊断较为困难。近年来红外热像技术在医学领域的应用为该项诊断提供了新思路。红外热像可以通过皮肤温度的变化敏感地反映颈肩腰背痛病人的热分布及功能状况，对于诊断具有重要价值。
王生等研究发现，人体正常热像图分布符合正常解剖结构，上下左右对称，其躯干部热像图特点表现为沿脊柱中央温度高，两侧背部温度对称，无明显温度分界带。而颈肩腰背痛病人的腰背部热像图呈现患侧局部明显片状的高温或低温区，热像图明显不对称，呈现异常热像图或明显异常热像图。从温度来看，对照组颈点、背点、腰背点及腰点测温点温差均＜0.5℃，红外热像图为正常热像图。而颈肩腰背痛病人颈点、背点、腰背点、腰点的温差均明显高于对照组，差异有显著性（P＜0.01），热像图为异常热像图。
3.在急慢性炎症的部位、范围、程度判定中的意义
炎症是一个极常见的病理现象，红肿热痛是炎症的常见表现。在临床上，通过血常规、血沉等检验确定有炎症，但炎症在何处，这往往是诊断中的一个非常关心的问题。利用红外热图则可以较容易的解决这个问题。研究显示，凡是急性炎症的病灶处，其温度一定是高温；慢性炎症灶处，由于机化粘连，局部血液循环下降，其温度就会下降；若慢性炎症灶急性发作，则可出现高低温交错的情况等。
4.脑、肢体血管功能状态监测
红外热图检测血管性病变，特别是肢体血管的供血状态、功能状态有一定优势。凡是动脉病变影响供血，其远端一定是低温；凡是静脉病变，其远端由于瘀血、充血，一定是偏高温改变；当血管离断时，血供支配区域一定出现相应低温；当血管离断恢复后，血运支配区域一定出现复温现象。红外热像较其它手段如超声多普勒、皮温计测量等，显得既方便又直观。
（1）在诊断血栓闭塞性脉管炎中的意义
血栓闭塞性脉管炎是以肢体动脉为主的炎症性和血栓性闭塞，尤其多发生于下肢。既往对下肢I期血栓闭塞性脉管炎的检查，主要依据实验室的血液流变学检查（如红细胞压积和电泳、血液和血浆粘度）以及血液动力学检查（如血管杂音、超声、动脉造影等）。但这些方法诊断该病的特异性差，而且还缺乏对病情程度的判断。而红外热像图对于确定肢体动脉闭塞的部位和缺血的程度，具有很高的诊断价值。
汪培清等应用红外热像仪检查47例下肢血栓闭塞性脉管炎患者及21例正常人的双下肢。结果发现正常人热像图呈现双下肢皮温无明显差异，大腿与小腿中央呈现淡红色，周边绿色，膝部淡绿色，足背淡兰色。而下肢血栓闭塞性脉管炎患者的患肢与正常人的下肢热像图有明显差异。由于病变多出现在下肢两侧，低温区与非低温区混杂，静脉炎区域出现高温色彩红色，血栓区域出现低温色彩绿色，因此，在热像图上呈现不均匀的斑块。患肢温度分布混乱，高温区与低温区温差在0.5℃以上。足背与足趾呈低温色彩兰色。而且，运用双下肢的温差值进行分析，发现病程长、病情重的患者，双下肢温差值大；病程短、病情轻的患者，双下肢温差值小。因此热像团所显示的温度、图像反映了血液的循环状态以及病情的轻重。
5.其它
（1）对于一些妇科疾病、前列腺疾病以及大脑组织、血管等器官的病变，由于其位置较深，软组织影像学无法判断其功能状态，而且检查费时费力。而红外热像仪则一目了然，检查方便、快捷。另外，在断肢、断指再植手术，烧伤程度的观察确定、皮肤移植成活测定，五官科常见疾病的判断，腺体功能的物理检测等方面，由于该检查无接触性，无创伤性，方便准确，所以在临床上也将有自己广阔的天地。
（2）在一些重大传染疾病的监控、预警方面，红外热像技术也发挥了不可估量的作用。在非典型性肺炎流行期间，我国应用红外热像仪，在不接触人体、不需要停顿的情况下，检测人流通行正常状态中每个人的体温，对体温异常者即时报警并锁定目标，极大方便了异常体温的排查，产生了巨大的社会和经济效益。
四、理想、完整的影像学诊断
红外热像技术属于功能影像诊断学范畴，如果与CT、MRI、B超等结构影像学结合，那么既能了解患者的组织结构情况，又能了解该组织的功能状态。也就是说，结构影像学和功能影像学的结合才是理想的现代影像学。两者的结合将使许多病变得到早期发现，疾病的规律得到更全面认识，疾病的性质得到更确切诊断。
五、问题与展望
红外热像技术是一项新兴的功能影像诊断技术，它一诞生就因其使用方便、无创伤、诊断准确率高而受到广大医务工作者的青睐。但是，仪器也需要进一步的改进。(1)皮肤厚度、脂肪厚度、组织活力、疾病发生阶段等都是影响确诊率的因素。医疗工作者应该和工程技术人员开展广泛的交流，以此提高仪器的精度与性能，从而使确诊率得到进一步的提高。（2）热活动贯穿人体生命的全过程，热活动规律是生命活动的基本规律。迄今为止，尚无有关人体热活动系统、规律的报告。这就需要我们在临床应用中不断的探索，总结出人体热活动的生理规律、病理规律，为临床工作者提供更为丰富的诊断经验，并为红外热像技术在临床的诊断打下坚实的理论基础。
无疑，医用红外热像技术是一项极具市场前景的高新技术，它在肿瘤预警、疼痛诊断、炎症诊断、血管功能检测及亚健康状况的监测与评估等众多方面显示了其无穷的魅力。随着人们生活水平的逐步提高，健康意识的不断加强，对于诊断的早期、快速、准确、方便、无创有了更高的要求。医用红外热像技术在这样的市场背景下将会飞速发展、壮大，将会为人类健康事业的发展作出不可估量的贡献！