據(jù)麥姆斯咨詢報道，美國佐治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）的一個項目開發(fā)出一種改進的紅外熱成像平臺，能夠更好地評估患者的生命體征，以便及早發(fā)現(xiàn)疾病或其它不良健康狀況。
盡管紅外熱成像和人體紅外熱輻射的捕獲已廣泛應用于醫(yī)療保健研究，但根據(jù)上述項目研究顯示，其臨床應用仍然存在一些挑戰(zhàn)。
“盡管取得了重大進展，但傳統(tǒng)的紅外熱成像系統(tǒng)仍面臨局限性，主要是由于紅外熱成像中的光譜模糊性。”佐治亞理工學院研究團隊在Cell Reports Physical Science期刊上發(fā)表的論文中評論道，“來自目標物體和環(huán)境散射的熱輻射表現(xiàn)出廣泛且重疊的發(fā)射光譜，導致重影效應，紋理細節(jié)被浸沒，因此難以察覺。”
佐治亞理工學院研究團隊的紅外熱成像解決方案涉及相量分析，這是一種已經(jīng)用于簡化復雜熒光壽命數(shù)據(jù)的數(shù)值方法。波鴻魯爾大學（Ruhr University Bochum）的一個項目最近將基于相量的技術(shù)應用于檢測環(huán)境中的污染物。
佐治亞理工學院研究項目顯示，其相量熱成像（PTG）方法“利用高光譜輻射建模、全諧波熱相量分析和熱分解來增強紋理提取、材料分類和精確溫度測量”。
相量熱成像系統(tǒng)使用一系列濾光片來捕獲長波長紅外光譜不同部分的10張圖像。獲取這10張圖像之后，從信號處理中借用的熱相量分析數(shù)學工具可以解析小于1mm的三維紋理。這種細節(jié)水平可以區(qū)分細微的熱變化——區(qū)分面部皮膚、頭皮附近的濃密頭發(fā)、眉毛較細的頭發(fā)，甚至人類眼鏡的金屬邊框。
經(jīng)處理的相量熱成像圖像揭示了溫度和襯衫材料的額外細節(jié)和輪廓
在室溫環(huán)境下進行活體受試者的試驗中，相量熱成像平臺顯示出完全被動和可靠地檢測人體各個部位的溫度、心率和呼吸頻率等生命體征。
“我們使用紅外熱像儀和濾光片來獲取高光譜圖像數(shù)據(jù)，因此它是可擴展的。”佐治亞理工學院機械工程學院Dingding Han說道，“您可以將此設(shè)置集成到幾乎任何紅外熱成像平臺之中。”
高光譜相量方法還可以通過上轉(zhuǎn)換技術(shù)和硅探測器擴展到近紅外和中紅外光譜區(qū)域，從而進一步擴大其適用性。Dingding Han設(shè)想該技術(shù)可以很容易地適用于現(xiàn)有的臨床工作流程，并且問題很少，其正在開發(fā)一種適合發(fā)現(xiàn)乳腺癌腫瘤的原型系統(tǒng)。
“紅外熱成像技術(shù)可以為我們在早期癌癥檢測方面提供優(yōu)勢，因為它可以非侵入性地檢測出表明早期癌癥的異常細胞活動。”Dingding Han說道，“腫瘤細胞需要更多的氧氣來繁殖，因此它們的溫度會比正常組織略高。通過這種相量熱成像方法，我們可以發(fā)現(xiàn)這一點。這可能是下一代生物醫(yī)學熱成像的第一步，用于早期檢測和診斷癌癥。”
