紅外圖像捕獲和分析是一項(xiàng)出色的技術(shù),可以在臨床前和在患者的評(píng)估中對生物系統(tǒng)進(jìn)行非接觸式和非侵入式研究。被調(diào)查對象將不會(huì)受到任何有害輻射或其他干預(yù),因此紅外熱成像可以被認(rèn)為是為數(shù)不多的真正綠色成像技術(shù)之一,具有在以下生物醫(yī)學(xué)不同專業(yè)領(lǐng)域和研究環(huán)境中廣泛使用的巨大潛力。
1.臨床應(yīng)用
紅外熱像儀已被確立為臨床醫(yī)學(xué)的寶貴診斷工具,尤其是在評(píng)估人體方面。紅外熱像儀圖像具有明確的科學(xué)基礎(chǔ),循環(huán)系統(tǒng)和炎性疾病狀況會(huì)對某些身體部位的熱穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生重大影響,可通過紅外熱成像法輕松評(píng)估其動(dòng)態(tài)平衡。
2.類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的特征在于關(guān)節(jié)的反復(fù)發(fā)炎過程,伴隨著蓋關(guān)節(jié)的皮膚表面的高溫。紅外熱成像技術(shù)可以對關(guān)節(jié)受累的強(qiáng)度和程度進(jìn)行客觀、量化、重復(fù)的測量。能夠客觀且定量地評(píng)估不同治療選擇對減輕炎癥過程的強(qiáng)度的療效,并通過紅外熱成像相互比較。這為當(dāng)前使用的半定量計(jì)分方案提供了替代方案。
3.雷諾氏病
雷諾氏病的特征是手指的動(dòng)脈突然間歇性疼痛性血管痙攣,這種刺激是由寒冷或情緒緊張引起的。通過紅外熱成像可以量化疾病的嚴(yán)重程度,并且可以將連續(xù)發(fā)作進(jìn)行比較。由于潛在疾病過程的差異,雷諾氏綜合征的主要和次要形式也可以通過紅外成像來區(qū)分,這為進(jìn)一步的診斷程序和疾病的個(gè)體化管理提供了有價(jià)值的信息。
圖為手指的雷諾氏病,左手的指尖溫度過冷。
4.膝蓋骨關(guān)節(jié)炎
膝關(guān)節(jié)以其細(xì)膩,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)暴露于連續(xù)的重負(fù)荷下,隨之而來的骨關(guān)節(jié)炎是膝關(guān)節(jié)組織的變性疾病,并伴有不同程度的炎癥過程。即使使用敏感的成像方法(超聲,MRI,閃爍顯像),也只能在疾病跡象和癥狀發(fā)作后的很長一段時(shí)間(通常是數(shù)年)后才能檢測出通過成像方法觀察到的形態(tài)變化。由于這些原因,在疾病的早期,不能基于傳統(tǒng)成像方式的結(jié)果來評(píng)估治療效果以及決定是否繼續(xù)某種療法或以另一種療法替代。在膝蓋發(fā)炎的情況下,通常較涼的部位會(huì)變形或完全消失,并且覆蓋發(fā)炎的膝蓋組織的皮膚溫度會(huì)升高。通過紅外熱成像技術(shù)對疼痛相關(guān)的熱功能障礙進(jìn)行定量評(píng)估。
圖為左膝蓋骨關(guān)節(jié)炎
5.整形外科
在整形外科和整形外科中,紅外熱成像正在許多方面獲得認(rèn)可。這是一種出色的診斷工具,可在進(jìn)行游離皮瓣手術(shù)之前識(shí)別主要的穿支血管,有助于進(jìn)行術(shù)前計(jì)劃。術(shù)中將游離皮瓣的血管(動(dòng)脈和靜脈)連接到重建部位后,監(jiān)測游離皮瓣的灌注是一種出色的方法。在術(shù)后階段,這是一種評(píng)估有價(jià)值的游離皮瓣并確定臨床癥狀是與皮瓣灌注問題有關(guān)還是由于其他原因(感染等)引起的敏感。
當(dāng)然紅外熱像儀還能用于乳腺癌檢測、小動(dòng)脈微循環(huán)評(píng)估、非接觸測謊儀的心理生理檢測、皮質(zhì)腦灌注分析等。
參考資料:
Andras Szentkuti, Hana Skala Kavanagh, Simeon Grazio. Infrared thermography and image analysis for biomedical use. Periodicum Biologorum. 113(4):385-392, 2011