医用红外热像仪

红外热像仪发展综述

      红外热像技术被应用到医学领域已有40多年历史，自从1956年英国医生Lawson用红外热像技术诊断乳腺癌以来，医用红外热像技术逐步受到人们的关注。红外热像技术在我国起步较晚，1976年上海率先试制成功第一台样机，但由于成像质量差及热像规律复杂，进展较慢。近5年来，随着光电技术、计算机多媒体技术，尤其是半导体技术的发展，使热像仪的分辨能力、清晰度达到了临床需求的水平，成为国际上新的研究热点。

医用红外热像仪的工作原理及组成

      凡是温度高于绝对零度的物体均发射出红外辐射。人的体温37℃，人体皮肤的发射率0.98，可近似为一种300K 的黑体。当室温低于体温时，人体即通过皮肤发射出肉眼看不见的红外辐射能量，该能量的大小及分布与温度成正比。当人体某些部位患病时，通常存在温度的变化，有的温度升高(如炎症，肿瘤等)，有的温度降低(如脉管炎，动脉硬化等)。借助于红外成像技术可以清晰地、准确地、及时地发现人体由于不同原因而引起的微小的温度变化。

      红外热像仪主要由两维光机扫描机构、第一次和第二次光学会聚系统、调制器、红外传感器、信号放大及转换处理电路，以及计算机图像处理等部份组成。

红外探测技术的进展及红外热像仪的分类

      红外探测器是热成像技术的核心，探测器的技术水平决定了热成像的技术水平。探测器从早期的单元发展到多元，从多元发展到焦平面经历了一个缓慢的过程。通过光学机械扫描，用单元红外探测器就能获得目标的热图象，用多元红外探测器可以提高系统的性能。在红外技术、材料技术和微电子技术等的推动下，红外探测器迅速向焦平面组件（FPA）方向发展。FPA有两大特征：一是探测元数量很大，达到10³-10 个探测元，以至于可以直接放在望远镜的焦面上面而无须光机扫描结构；二是探测器信号的读出、处理工作由与探测器芯片互连在一起的集成电路完成。

      红外热像仪按其采用的探测技术和致冷方式有以下三种类型：
1、单元光机扫描型：采用单元红外探测技术和液氮致冷，结构简单，属早期产品，目前国内使用的大多数医用红外热像仪都是该种类型。
2、电致冷型热像仪：采用焦平面红外探测技术和司特令内循环致冷成像，但噪声大、易磨损、寿命短、致冷器更换成本高，一般应用于军事方面。
3、非致冷焦平面阵列型：采用目前世界先进的非致冷焦平面阵列技术，可批量生产，成本和组件的复杂性大大降低，可靠性提高，扫描速度快，无噪声，可长期连续工作，体积小，重量轻，携带方便，是理想的发展目标。