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R Lawson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 5900 0.49波音707发动机喷嘴 890 3.62M46坦克尾部- 473 6.13人体(37) 310 9.66冰水(0) 273 10.3液氮 77 37.6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：MT = 2 h c2/5 1 / (e h c/ k t-1) 即:M (T)= C1/ 5 ( e h c / 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 = ( 6.62620.0005 ) 10-34W S2 波尔兹曼常数 K = (1.380540.00018) 10-23 W K -1 光速 C= (2.9979250.000003) 1010 cm s-1 第一辐射系数C1 =2 h c2 = (3.74150.0003) 104w cm-2 m4 第二辐射系数C2=h c/k=(1.438790.00019) 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 = (5.66970.0029) 10-12 w 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 =2897.80.4 m k 维恩定律的另一种形式: 辐射峰值强度：Wm=21.20144 C1/ C2 5次方 T5=bT5次方 b=1.286210-15W 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 / T T=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： m T = 2897 人体辐射能力与绝对温度3100CK的黑体近似波长在5-50m之间，其中46%在8-14m，max=9.5m;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169C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： 0.010.03 空间分辨率： 1.0毫弧度( M r )作用距离： 0.3X（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,右侧鼻咽癌,鼻部热型不清，鼻孔温度过高。在右侧面部可扪及一直径3cm大小的包块，热图上显示右侧面部中心性冷区，针吸见大量血脓液。右侧面部温差3.48度，右侧外耳道温度明显升高。,图1,肝癌,图一：患者年龄70余岁，骨质疏松。因摔倒导致左侧股骨颈骨折，征求家属意见后做人工股骨头置换术，术中发现股骨头硬度不够。术后病理显示为高度未分化转移瘤。术后热图显示：双侧腋下生理热区扩大，侧胸壁和腹部均发现反应性热区，右侧位见髂骨翼高热区，在肝区见三个高热区，肝癌（术后CT发现：右肝上段和下段及腹膜后癌症）。因为胎甲球（-），故肝癌亦为转移癌，继续寻找原发癌。,右甲状腺癌左股骨头/右肝/腹膜后转移,图2,30.10/29.00=1.10 均29.58,图二：右侧甲状腺见一高热区，温差为1.10度，右侧颈部皮肤在热图上明显比左侧隆起，热图上可见淋巴结高热区及癌细胞沿着淋巴管转移的途径。确诊为甲状腺癌。,图3,图三：强行降温后的热图，目的可以更清楚地看到癌细胞沿着淋巴管的转移途径。其他检查方法均看不到这种现象。,右甲状腺癌0.2,图1,强行降温看恶性行为,图2,右侧甲状腺癌,图一：右侧甲状腺下可扪及一直径0.2cm的实质性肿块，热图显示右侧甲状腺下极高热区，温差1.10度，右侧锁骨上生理热区范围扩大，温度升高。图二：强行降温后看恶性行为，发现该肿瘤已经开始淋巴管转移，但还未完成淋巴转移，属于早期甲状腺癌。,右乳浸润性导管癌,图示：右侧乳房内上象限见一高热区，温差1.83度，右侧腋下淋巴结高热区，淋巴结转移已完成。确诊为乳癌。病理为右乳浸润性导管癌。腋下淋巴结高热区称为卫星热区。,左侧乳房外上象限可扪及一个3mm大小的结节，无疼痛感。1、左侧乳房整体温度比右侧高；2、左侧乳晕温度比右侧高；3、左侧乳头温度比右侧高；4、左侧乳下沟的温度比右侧高，而且范围比右 侧大。图示：左侧乳房外上象限内见一底向乳头,尖向外上的三角形高热区，在橘红色的热区中可见一个白色的最高热区，温差为1.80度。腋下未见淋巴结转移。诊断为G0期的左侧乳癌。B超：左侧乳房外上象限一2mm的结节。病理: 左侧乳房乳管内乳头状瘤恶变。,女 49Y 冷乳温热型,早-早期,左侧乳房内上象限扪及一直径3cm大小的结节边界不清，活动度差，无疼痛感。热图：在左侧乳房内上象限冷区中见一温区，温差1.80度。诊断为乳癌。,小知识：一般育龄期女性，月经正常者，乳房温度一般呈现温热型；而绝经期妇女，乳房温度一般呈现冷温型。,密切结合临床，综合诊断！,冷乳低热型,重度乳腺增生症恶变早期针吸活检找到癌细胞,局部温差:1.80,根治术后右腋下一枚淋巴结找到癌细胞,绝经之前诊断为乳腺增生，建议每三个月一次定期复查。触诊右侧乳房花生米大小结节。热图示：右侧乳房高热区，温差1.80度。针吸活检找到癌细胞，根治术后在腋下有一枚淋巴结找到癌细胞。,冷乳低热型乳腺癌,胃 镜: (+),病理:低分化胃腺癌,胃镜:( +） 病理:低分化胃腺癌,对 比,腋 下 区,胃 区,胃镜下做病理切片后来查红外，切片报告还未出来。病人脱完衣服后立即摄像，因此腰带热区比较明显整个热图显示为恶图表现，病理热区在正面位置上无法很好的判断。,侧位片上显示：腋下生理热区、侧胸壁反应性热区、髂骨翼反应性热区。两侧腹壁热区可以看到两个三角形的高热区，均为底向后，尖向前的高热区，判断为胃前壁的胃癌。另外在三角形热区的后面还可以看到两个小球状的高热区，这是胃后淋巴结的转移（手术后证实了这一点）。病理切片最后证实了为低分化胃腺癌。,问题：为什么在正面的位置看不到病理热区，而在侧位却能够判断？这是因为胃是一个前后薄，左右厚的器官，我们一直强调：红外辐射能量强的信号必定覆盖红外辐射能量弱的信号，这就是原因所在。类似的病历还有胰腺和横结肠。一般中晚期的胃、胰腺、横结肠癌症能够在图象的正面位置找到病理性热区，而早期诊断一般要靠侧位片的热图。而髂骨翼的反应性热区对于定性诊断有很大的帮助,结肠癌: 手术+病理,热区面积 /腹部面积,1 / 2,知识点：腹部的生理热区、反应性热区和病理热区的覆盖面积加起来大于整个腹部面积的1/2，要考虑恶性肿瘤的可能性。,该病人便血20天，左下腹可扪及3.5*9cm条索状的包块，比较硬，活动度差，有轻度的压痛。结肠镜示已状结肠癌。,原发性肝癌 慢性已肝:(+),CT:(+),恶图表现: 右侧腋下生理热区扩大，扩散到肘窝和前臂上段，髂骨翼高热区，在肝脏部位有一个高热区诊断为肝癌。 B超显示肿瘤大小有6*9cm大小，再观察热图，病理性热区的显示不够大，其病理性热区不能解释这么大的肿瘤只有这么小的热区范围。 追问病史，患者慢性乙肝（+），肝硬化病史，因此热区不大。,血 管 疾 病,血管疾病部分A 雷诺氏症（Raynauds syndrlme ) B 原发性动脉闭塞症C 继发性动脉闭塞症D 早期脑梗塞E 心肌供血不足F 血栓闭塞性脉管炎 G 动-静脉瘘H 动脉窃血综合症I 断肢断指(趾)再植术后观察远端成活率,典型雷诺氏症 （Raynaods syndrome）,雷诺氏病掌侧面,雷诺氏病背侧面,冷激发实验前拍片,未予调试既呈冷温区表现,冷激发实验后拍片,左髂内动脉分叉/髂外-股动脉血栓闭塞性脉管炎三期,左髂内动脉分叉/髂外-股动脉血栓闭塞性脉管炎三期,左心前区:31.55/28.45=3.10 均:30.38,右胸前区:32.15/28.95=3.20 均:30.57,阵发性左前胸疼痛 胸闷,右胸前区:30.45/28.45=2.00 均29.65 左心前区:30.15/26.65=2.50 均29.12,上三层楼时左心前区闷感不适,右前胸:31.15/26.65=4.50 均29.71 左前胸:30.45/27.45=3.00 均29.32,原发性股动脉闭塞症,B-超：双股动脉内壁斑块狭窄,女 83Y,糖尿病原性继发性动脉闭塞症,糖尿病继发动脉闭塞症,断指再植术后2.00以上 2髋关节周围温度进行性降低，温差2.00以上 ( 3 ) 早-早期诊断：病史+体征+热学温差+髋关节正、侧(蛙氏位)+CT ( 4 ) 早期诊断： 同上。中期诊断失去优势意义,超负荷承载挤压磨损,间隔40天,右27.70/25.45=2.25 右27.20/24.85=2.35,左27.65/25.90=1.75 左26.95/24.35=2.60,Xray:1度 CT:1度 双侧,间隔43天,间隔43天,双侧,CT:(+)X:(+),早期末,烟、酒、寒冷,F00108-1 X:2度/左3度 F00108-2,右温差:3.70左温差:3.35右左差:0.35,右温差:2.75左温差:3.35右左差:1.40,右温差:3.10 左温差:2.90右左差:0.20,左3度,右温差:2.65左温差:3.15右左差:1.40,右温差:2.50左温差:2.90右左差:0.40,重度,右温差:3.25 左温差:1.45右左差:1.80,泌尿系疾病：1 微生物感染2 肾-膀胱-附睾-睾丸-前列腺良/恶性占位3 肾变态反应性疾肾内出血(应用预防性抗凝剂) 4 前列腺炎/老年性前列腺增生症5 精索静脉曲张,左肾盂热区: 尿蛋白 (+),左肾盂热区增强图,B超右肾囊肿 2.0Cm,冷区中 相 对 热 区,精索静脉曲张,前列腺增生症1度,颌面部炎症,淋巴结炎,前列腺增生症 度,温差:1.60,前列腺增生症 度,妇科疾病部分A 良、恶性肿瘤：子宫肌瘤、宫颈癌等B 急、慢性炎症：盆腔炎、附件炎等C 急腹症D 月经不规律卵胞发育与排卵测定,痛 经,痛经侧位片,急性盆腔炎,慢性盆腔炎,轻度附件炎,双轻度附件炎,中度 附件炎,双中度附件炎,多发子宫肌瘤,子宫颈中度糜烂,附件炎需与肠道疾病鉴别,附件炎与肠道疾病鉴别,增强对比条件,右附件囊肿,甲状腺疾病,功能性疾病: 亢进、低功 炎症：急性(化脓性)；亚急性(非化脓性)慢性 ( 桥本氏、Riedels )单纯性甲状腺肿：结节性疾病: 囊肿、结节性甲状腺肿、腺瘤、甲状腺癌 ( 乳头状腺癌 35%-轻恶、 滤泡状腺癌 40%-中恶、 未分化单纯癌 25%-甚高恶,甲 状