人体红外热像诊断学

人体红外热像诊断学-1（内部资料）检查信息与临床诊断远红外热成像技术是利用热敏感元件在一定条件下测定人体各部位组织细胞维系生命活动时所产生的热量传导或辐射到皮肤的温度差来了解组织细胞功能信息的一种新学科—生物热学。治疗医学与预防医学历史背景希伯克拉狄最先将水与泥的搅拌物涂在人体皮肤表面观察认定最先干燥的部位为病变所在部位。水银体温计、电子体温计测量体温。1950年英国RLawson发现乳癌局部皮温升高；56年原子蒸发仪试获证据未成功。1960年K.L.Williams用辐射温器电堆对100例乳房疾病进行皮肤温度测定；57例恶性疾病中54例是用这种方法检查出来的，并发表文章。基础原理：实验证明任何物体的温度与周围环境的温度失去平衡时，该物体就会放出或吸收红外辐射能。根据量子理论：辐射能的物质基础是由不连续的能量最小单位—量子所组成。量子的能量与频率相关：E=hE=量子能量h=普朗克常数=频率以上看出频率越高，能量越大。常物体温度和辐射峰值波长:物体名称温度/K辐射峰值波长m/m太阳59000.49波音707发动机喷嘴8903.62M46坦克尾部-4736.13人体(37℃)3109.66冰水(0℃)27310.3液氮7737.6红外线的传输:红外线在传播中遇到物体可出现散射、吸收和透射。前两者使能量衰减；透射率比较高的波段称为透射窗口—可被热敏感元器件探测到。扫描型远红外线热成像仪工作原理与温度灵敏度基本定律：A：普郎克定律：MT=2hc2/5•1/(ehc/kt-1)即:M(T)=C1/5•(ehc/T-1)M(T)=光谱辐射强度：物体单位表面积在单位波长间隔中辐射出的能量、K=绝对温度=波长(m)普郎克常数h=(6.62620.0005)10-34W•S2波尔兹曼常数K=(1.380540.00018)10-23WK-1光速C=(2.9979250.000003)1010cm·s-1第一辐射系数C1=2hc2=(3.74150.0003)104w•cm-2m4第二辐射系数C2=hc/k=(1.438790.00019)104m•k斯忒藩—波尔兹曼定律：即-普朗克公式从0无穷大积分。W=25k4/15C2h3•T4=T4其中斯忒藩—波尔兹曼常数=(5.66970.0029)10-12w•cm-2k-4物体的辐射通量与温度的4次方成比例维恩位移定律:即-微分普朗克定律,求出极大值。m•T=am峰侄波长=2897.80.4m•k维恩定律的另一种形式:辐射峰值强度：Wm=21.20144C1/C25次方•T5=bT5次方b=1.286210-15W•cm-2m-1k-5以上是黑体辐射定律；灰体辐射强度相当于相同温度黑体的辐射强度（灰体辐射率）。物体辐射峰值波长可由维恩定律计算：—m=2898/TT=物体绝对温度。—上诉公式结论:人体辐射能功率与皮肤绝对温度(T4)成正比关系维恩位移定率：mT=2897人体辐射能力与绝对温度3100CK的黑体近似波长在5-50µm之间，其中46%在8-14µm，max=9.5µm;不论肤色如何其辐射率都近=1。皮肤是人体内温度的辐射器，辐射是散热最重要的途径，而传导、对流、蒸发推为主要途径。高热量的红外辐射特征信号必将覆盖低热量红外辐射信号。因此，在室温低于体温的条件下测定皮肤辐射红外型号有很大优越性。∴在一定温度下，组成物体的分子、原子、离子、电子等微观粒子的转动、振动的能态跃迁过程中；由高能态向低能态跃迁过程回发出辐射能；若所辐射的波长在红外光谱段-称为：红外线。∵生物界中任何绝对温度0℃的物体都能自发地、不停地辐射红外线。物体辐射红外线的波长和强度取决与物体的温度的辐射率。黑体与灰体：若一个物体能够100%的吸收到达它表面的辐射，称之为黑体；黑体的吸收系数=1。一般物体吸收率达不到100%，称之灰体。黑体是最好的吸收体，也是最好的辐射体；黑体的辐射率=1。在热平衡条件下，物体的吸收率=辐射率。物体的辐射率由其材料和表面形态所决定。=辐射率（发射率）。皮肤温度=36℃时=0.98，且不以皮肤颜色不同而不同。被动远红外热成像技术特点A无创伤性/无痛苦B非接触性C定量分析检查结果D即查即果—为急/重症病人抢得诊治时间E使用范围广F便于前后比较定性观察、治疗观察G科学实验研究可重复性H无污染性温度名称：•高热区：菊红色或白色，提示：急性炎症、功能亢进、未/低分化恶性肿瘤、血供增加、术后组织修复等•热区：深/浅紫色，提示：各类慢性炎症、组织增升或功能亢进、息室、息肉、血管瘤、低/中分化恶性肿瘤、血供减少、术后组织修复等•温区：黄中有紫或黄色，提示：功能轻度降低、血管瘤、组织增生、血供减少、中/高分化肿瘤•凉区：黄或黄绿色，提示：功能中度减低、囊肿•冷区：绿色，提示：组织萎缩、功能明显降低、囊肿红外热学技术临床应用1国际热学会简介2红外热学技术简介3工作总结（图像）国际热学会议简介第1届1989年在华盛顿召开。第2届1992年在比利时的根特召开。第3届1995年在日本的松元召开。第4届1998年在美国的劳德代尔召开。第5届2001年4月28日~30日在奥地利的维也那召开，有各大洲国家参加。第6届2004年在韩国汉城召开。第五次国际热学会议学术内容有7个方面：1温度检测与热像图：未来Mr测温预言，激发试验-雷诺氏病,分析皮温评价交感神经功能—等等。2热像图在神经系统应用：神内/外3热像图在乳癌的预警价值；4热像图在血管系统疾病的应用；5热像图在脊柱疾病的应用；6热像图疗效评定:肿瘤,烧伤,2型糖尿病7热像图协助诊断与科研项目：除西医外,包括针灸,经络等。2001年11月19-22日第一次中华医学会影像学分会热学技术组展望:国外比我们起步早，在医学方面的应用比我们也早。不仅用来诊断，还用来对疗效观察和科学研究。我国学者回国后设想如下：1、巩固工作和已取得成绩:继续收集资料，丰富经验，定出检测标准及其它标准。2、开展新项目:结合病史，体检与其它检测对红外热像图进行分析，研究，积累资料，协助诊断,治疗，疗效判定与科研。3、对治疗前有热像图改变的疾病，治疗后复查，以提出治疗效果评价。对恶性肿瘤定期复查，以便早期发现复发与转移。4、开展对中医理论，气功，针灸与经络理论研究工作。5、积极开展学术讨论会，创造条件成立我国医学热学分会，出版发行我国的热学杂志。我国于2001年11月19日正式宣布成立《中华医学会.影像学分会.红外热学技术组》同时将此技术正式列入医学院校教材，加以推广使用。首届年交流内容1恶性鼻烟癌，胃，肝，肺，结肠，骨，乳房癌等12种肿瘤早期诊断，预测与定期监测。2神经脑供血，早期脑梗塞，偏头痛，交感神经及周围神经疾病等。3血管疾病：4妇科/眼科/军事医学/822例乳图5强直性脊柱炎：6断肢（指）再植术后成活情况监测等7集注源性疼痛及相关疾病：8中医，经络，气功，针灸的研究。9炎症疾病：急性，慢性等。10科研项目：11疑难杂症：12红外热像技术不能替代其他影象学及辅助科室技术；其他影象学及辅助科室技术目前也不能替代该技术；相互之间有互补性。该技术为医师及研究人员扩大了视野，提供一个认识医学科学的窗口，是一个崭新的影象学分支。13特点：（1）无接触性，对人体无伤害性，无环境污染。（2）温度数据准确，科学研究可复性强；适合各项群体初筛（门、急诊、病房、体检）。（3）图像清晰，分析图像可按需要放大或色彩变化处理。（4）为功能性检查，检查结果早于其它影像学检查3-6个月，利于早期诊断，早期治疗。（5）癌症术后原位复发，转移的早期发现、治疗及疗效判定；首诊转移瘤的原发灶的寻找。红外热学技术•红外探测器在负169‘C工作,被动摄取体表皮肤红外辐射信号,经计算机转变为热学图像；测量各种不同组织细胞产生传递到皮肤的温度,能获得不同热学图像，可用于指导临床粗筛，预警，诊断，疗效判定，疾病预测，科学研究等。阅读热学图像必须密切结合临床表现及辅助科室检查，应用解剖，生理，病理知识，综合分析，使医师获得“提示,诊断,疗效判定与预测”。该技术对人体不产生任何伤害，在国际上称为“绿色检查”。***本检查方法有盲区!!!技术指标温度分辨率：0.01—0.03℃空间分辨率：1.0毫弧度(Mr)作用距离：0.3—X（M）视场角度：12X12度扫描速度:5秒/帧制冷方式:单幅-液氮显示方式:伪彩色/变色记录方式:计算机内存/打印机输出环境条件室内恒温：24-25/22-24℃室内湿度：25%检查前准备A平静等待3-15分钟切勿情绪激动B脱去衣服，勿爪挠、搓、揉皮肤C女性检查乳腺与盆腔于月经期后5-10天为好；特殊情况列外。排空膀胱。D检查腹部以空腹为好松树样鼻热型宝盖样鼻热型串珠样鼻热型生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区生理热区肿瘤维恩伟业培训教材病理:右肺中心型鳞癌中心性肺癌：整个胸部、上腹部，右侧腋下、两个锁骨上热区、上胸部出现大片热区（高热区）。区分：1、病变所在的热区——病理性热区2、其它部位出现的热区——反应性热区这张热图是一个右侧中心性肺癌的病人，右侧肺门处可见高热区，两侧锁骨上热区范围变大、温度升高。在恶性肿瘤的片子上，反应性热区的温度常常高于病理性热区的温度。右中心性肺癌后位热图右侧中心性肺癌后侧：右肺门处可见高热区同病变所在侧后肩部可看到一个片状的高热或者低热区（反应性热区）价值在于有助于：1、临床定性2、临床定位周围性肺癌无此现象右中心型肺癌高温:32.10温差:1.00右侧中心性肺癌右侧：肺门高热区肺门在热图上的位置显得比较低原因：探测器的高度在病人股骨大粗隆位置的平面，是斜着往上探测的，因此肺门的投影在皮肤上往下移了，肺门的病理性热区从腋下再下移一个位置。探测器高度下降的原因在于：如果探测器的位置和肩一样高，侧位片常常看不到肺门和肺尖的热区，只有从下往上探测时，才能看见肺门和肺尖的病理性热区。髂骨翼反应性热区：骨髓免役系统功能增强，细胞的代谢功能活跃，产生的热量增强造成的，它是一个反应性热区,对病理性热区的定性有帮助。不管恶性肿瘤在什么地方，只要病人骨髓的免役系统没有被化疗、放疗导致极度免役功能降低的话，那么在髂骨翼的地方一定会看到一个高热区。这是因为化疗和放疗可把患者的免役功能抑制，导致骨髓的免役系统极度降低，而且病人的抵抗力是极低的，很容易发生感染和致命的并发症。髂骨翼热区右中心型肺癌32.80/31.30=1.50均:32.30右中心性肺癌1、反应性热区的范围和温度都大于病理性热区的范围和温度,中心部位可以看到一个冷区，这是由于中心部液化坏死，和气管相通形成的。2、这个病人的病理性热区的温差更加大，为1.50度，这是因为中心部位液化坏死后与气管相通病人吸入冷空气，中心部位的温度会下降的比较低，而癌症部位的温度又比较高，因此，温差就被扩大了。3、在右侧的肩背部还可以看到一个反应性热区，两侧的髂骨翼也可以看到反应性热区。比较:双腋下温差/范围右中心型肺癌高温:33.70温差:1.40右中心型肺癌1、右侧胸壁可以看到中心部液化坏死，表现为一个冷区。腋下生理热区扩大，两侧侧胸壁、腹壁亦可见反应性热区。2、髂骨翼存在反应性热区。3、该病人的反应性热区的温度表现不是很强烈，这是因为该病人已经接受过三次介入治疗。左中心性肺癌左中心性肺癌肾转移、骨转移1、左侧中心性肺癌，在左肩部有一个反应性热区。2、右侧肾下极转移（3cm）3、左侧肾下极转移（2cm）4、相当于第五胸椎和第五腰椎的地方可看到一个高热区（骨扫描证实为骨转移）皮肤鳞癌皮肤鳞癌病史：半年前，不明原因下，左耳垂前发现一小包块，一星期前皮肤破裂，形成瘘道，经多次换药不见好转。热图表现：左耳垂前片状低热区，中间夹杂着一0.5cm大小的凉区，温差：4.10度，颌下淋巴结温度升高，左侧锁骨上热区范围扩大，温度升高，右耳垂前未发现相同症状。红外提示：癌症原因待查。术后病理：皮肤鳞癌。右鼻咽癌--晚期右侧鼻