CN108652595B - 一种红外热成像***和热成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外热成像***和成像方法，所述***包括：微波加热子***，该微波加热子***用于利用微波加热受检者，所述微波加热子***包括：至少一个微波加热线圈以及用于容纳所述至少一个微波加热线圈并将其进行绝热的绝热盒；红外扫描成像子***，该红外扫描成像子***包括：红外扫描装置，用于接收受检者发出的红外辐射，并将红外辐射转换为电信号；数据处理装置，用于对电信号进行数据处理；以及显示装置，用于将处理后的电信号变为可见光图像进行显示。本发明实施例能够检测人体受热情况下人体热分布的变化，此外还能检测周围环境发生变化的情况下，人体表层热分布的变化，从而体现鲁棒性差异，此外，还能强化人体内热源，改善图像清晰度。

Description

一种红外热成像***和热成像方法

技术领域

本发明涉及热成像技术，尤其涉及一种红外热成像***和热成像方法。

背景技术

目前，医学检测设备通常分成针对实体结构的检测设备(如X射线计算机断层扫描(CT)设备、核磁共振(MRI)设备、正电子发射计算机断层显像(PET)设备)和针对物质和能量流的功能状态检测设备(如红外热成像设备、心电图检测设备、脑电图检测设备、脉搏检测设备)两大类别。针对实体结构的检测设备重点关注检测对象的空间特性，功能状态检测设备重点关注检测对象的时序特性。

近年来，包括热断层成像(TTM，Thermal Texture Maps)***在内的红外热成像技术作为功能状态检测设备在体检领域获得了不少中医的认可。人是恒温动物，能维持一定体温，并不断向四周空间发射红外辐射能。因生理结构、体表各处温度不等，而当人体某处发生病变或生理状况发生变化时，必将因其血流和代谢变化而产生高于或低于正常温度的偏离。特定细胞，如癌细胞被证明具有高新陈代谢率，因此相对于其他细胞会产生更高的热。根据这一理论制成的红外热成像设备可以测定人体温度的变化，作为临床医学诊断的指标。通过计算机，利用热电模型，对人体浅表层热分布图像规律(强度、结构、梯度) 的分析，可以获得人体功能影像学依据，这便是红外热成像原理。红外热成像技术在医学领域中的应用已经有几十年的历史，1956年，美国外壳医师Ran Lawson用红外扫描技术证实了乳腺癌皮肤的温度高于正常部位，这一发现拉开了红外扫描技术临床应用研究的序幕。红外热成像技术是一种以红外成像技术为基础的，与X射线、CT、MRI、B超等形态影像学技术完全不同的，以锁定细胞相对新陈代谢为途径的医用功能学影像技术，其是一种反映人体生理、病理状况的全新的功能代谢的热显像技术，具有实时、连续、无创、无损、全面、快捷等优点。

尽管红外热成像技术在体检领域获得了初步的成功，但是，红外热成像技术在用于功能状态检测时，对检测环境要求恒温，这使得其检测人体健康的量化能力方面受到限制。 TTM热成像或其他的远红外体表温度检测设备的不足在于无法满足中医对诊断时变性的要求，中医认为患者的症状是患者日常生活所能接受的各种内外因素影响下的自然呈现，是随时间和条件的不同而变化的。由于目前的红外热成像设备强调恒温，其在研究人体鲁棒性上效果稍差。因此，能否将鲁棒性控制的成果用于人体功能状态检测是人们的一个探索方向。并且，人体体温并不是完全恒温的，例如运动后和静止的情况下就有一定的温差变化，每个人的体温也存在差异，这导致了TTM设备诊断结论具有不稳定性和因人而异性。此外，现有的红外热成像设备的图像的清晰度提升一直受到限制。如何尽量消除人体运动等不稳定因素的干扰，进一步改善红外热成像技术的图像清晰度，也是力求解决的一个问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种利用微波加热来辅助红外热成像的红外热成像***和热成像方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种红外热成像***，该***包括：微波加热子***和红外扫描成像子***；

所述微波加热子***用于利用微波加热受检者，所述微波加热子***包括：

包含至少一个微波加热线圈的微波加热电路；以及

用于容纳所述至少一个微波加热线圈并将其进行绝热的绝热盒；

所述红外扫描成像子***用于进行红外热成像，所述红外扫描成像子***包括：

红外扫描装置，用于扫描受检者，接收受检者发出的红外辐射，并将红外辐射转换为电信号；

数据处理装置，用于对电信号进行数据处理；以及

显示装置，用于将处理后的电信号变为可见光图像进行显示。

优选地，所述绝热盒的面向受检者的一侧为盒盖，在对受检者加热时，所述盒盖处于打开状态，在加热结束并由所述红外扫描装置进行扫描时，所述盒盖处于闭合状态。

优选地，所述至少一个微波加热线圈为单个微波加热线圈或者为多个微波加热线圈组成的线圈阵列。

优选地，所述绝热盒的面向受检者的一侧为电动盒盖，且所述绝热盒为内壁有硬质内胆的结构或者为有真空夹层的双层结构，所述绝热盒的盒腔或夹层连接有抽真空装置，所述绝缘盒的一侧连接有送风装置。

优选地，所述***还包括：扫描台，位于受检者的下方，用于支撑受检者；操纵控制装置，其连接所述微波加热子***、所述红外扫描成像子***和所述扫描床台，以操控所述微波加热子***和所述红外扫描成像子***的操作，并操控所述扫描台在多个方向上的运动。

优选地，所述微波加热子***和所述红外扫描装置位于扫描室内，所述***还包括：位于所述扫描室内的环境调节间，所述调节间内还设有：容纳有所述微波加热线圈的所述绝热盒，以及所述扫描台，所述环境调节间内还安装有以下设备中的至少一种：空气调节设备；湿度调节设备；亮度可调节的照明设备；以及供水设备。

优选地，所述扫描室周壁进行了微波屏蔽设置。

优选地，所述***还包括：位于所述环境调节间内的、由受检者调控的微波加热电路控制开关，用于控制微波加热；和/或位于所述操作台上的微波加热电路控制开关。

优选地，所述***还包括：位于所述微波加热电路中的加热监测单元，其用于监测微波加热线圈的加热时间和/或强度；以及电路关断控制单元或报警装置，其在所述加热功率监测单元检测到的参数超出预定值时，关断所述微波加热电路或发出报警。

优选地，所述微波加热电路的微波频率可调，和/或所述微波加热电路中的微波加热线圈可更换。

一种红外热成像方法，该方法包括以下步骤：

利用微波加热线圈通过微波加热方式对受检者进行加热；

加热完毕后，利用红外热成像装置接收受检者发出的红外辐射，将红外辐射转换为电信号，基于电信号获得图像。

优选地，所述方法还包括：对被加热的受检者进行红外热成像过程中，对微波加热线圈进行绝热隔离。

优选地，所述至少一个微波加热线圈为单个微波加热线圈或者为多个微波加热线圈组成的线圈阵列。

优选地，所述方法还包括：为受检者提供以下条件中的至少一个条件可调的环境：温度、湿度、亮度；利用红外热成像装置对经受了环境变化的受检者进行红外热成像。

利用本发明实施例的红外热成像***和热成像方法，能够检测人体受热情况下人体热分布的变化，此外还能检测周围环境发生变化的情况下，人体表层热分布的变化，从而体现鲁棒性差异。此外，在一定情况下，还能强化人体内热源，改善图像清晰度。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例中红外热成像***的结构示意图。

图2为本发明另一实施例中红外热成像***的结构示意图。

图3示出了本发明一实施例中扫描室内环境调节间的示意图。

图4为本发明一实施例中红外热成像***的安装平面示意图。

图5为本发明一实施例中红外成像方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

在本发明实施例中，通过利用微波加热受检者来辅助红外扫描成像技术，通过微波加热来强化人体热源，使得红外图像的对比度加强，从而改善图像的清晰度。

图1所示为本发明实施例中红外热成像***的结构示意图，如图1所示，该***可包括：微波加热子***100和红外扫描成像子***200。其中，微波加热子***100用于通过发射微波来加热扫描室内的受检者，微波加热子***可包括微波加热电路，该微波加热电路的负载具有一个或多个微波加热线圈110来发射微波，这一个或多个微波加热线圈 110容纳在用于进行隔热的绝热盒120中。微波加热电路还包括微波功率放大器，来对微波功率进行放大。红外扫描成像子***200用于进行红外热成像，该红外扫描成像子***可包括：红外扫描装置210、数据处理装置220和显示装置230。红外扫描装置210也被称为红外接收机或红外扫描探头，其用于扫描受检者，接收受检者发出的红外辐射，并将红外辐射转换为电信号。数据处理装置(数据处理器)220用于对电信号进行数据处理。显示装置(显示器)230用于将处理后的电信号变为可见光图像进行显示。

本发明实施例中，绝热盒120可由绝热复合材料(例如中空玻璃陶瓷复合材料或中间夹层抽真空的不锈钢材料)制成。绝热盒120的面向受检者的一侧为盒盖。在对受检者加热时，盒盖可以处于闭合状态或打开状态，优选地处于打开状态，以便更有利于对受检者的身体部位的加热。在加热结束并由红外扫描装置210进行扫描时，盒盖处于闭合状态，以防止线圈作为热源干扰红外接收机210，即防止线圈影响红外接收机210的扫描结果。也就是说，本发明将微波加热线圈110置于绝热盒120内可以消除红外热成像过程中线圈对人体的红外热成像结果的影响。

在本发明一实施例中，绝热盒的盒盖为电动隔热板，以电动控制盒盖的开启和关闭。在另一实施例中，绝热盒120为内壁有硬质内胆的结构，盒盖的边缘有密封圈。另选地，绝热盒可以是有真空夹层的双层结构。绝热盒的盒腔或夹层可连接有抽真空装置(外接抽真空泵和抽真空管道)，绝缘盒闭合后，利用抽真空装置快速抽走绝热盒盒腔或夹层内的空气，以保证绝热效果。此外，绝热盒120的一侧可安装有送风装置，以迅速恢复绝热盒内的气压。

作为一示例，容纳有微波加热线圈的绝热盒120可以安装在扫描室内的墙壁的适当高度处，受检者立于加热线圈前面，红外扫描探头位于受检者前面，便可以由加热线圈对靠近的部位进行加热，并在加热后由红外扫描探头进行扫描。优选地，扫描室内安装有空调，负责为整个扫描室的温度调控。此外，本发明实施例中，扫描室周壁进行了微波屏蔽设置，来防止微波发射时对环境的干扰，例如，扫描室的六面可设置铜屏蔽罩，扫描室的门设置为铜屏蔽门，此外，采用传导板对导线进行滤波，以消除微波的影响，对于非导线的管道(如抽真空装置的管道、水管和送风装置的管道)可采用铜网或波导管滤波。

在本发明优选实施例中，微波加热电路中的微波加热线圈是可更换的，可以根据要加热的受检者的部位、频率和功率来选择线圈的大小和线圈数量等。例如，在仅需要在受检者的局部小面积进行加热时(例如仅为了扫描皮肤表面某一黑色素痣而加热受检者时)，可以选择采用单线圈进行加热。若需要对受检者身体的较大面积进行加热时，可选择采用多个线圈，这多个线圈可以组成线圈阵列，以对受检者进行更大面积的均匀加热。

此外，在本发明优选实施例中，微波加热电路中发射微波的时间、频率、范围均可调可控，其中，微波频率的选择和要加热的部位在身体的深度有关，可以基于要加热的受检者的部位来选择微波加热频率、时间、范围等，以保证对人体的安全性。

在本发明另一实施例中，如图1所示，红外热成像***还具有操控台，其连接微波加热子***和红外扫描成像子***，用于操控微波加热子***和红外扫描成像子***的操作，例如控制微波加热电路的开启和关闭、绝热盒的电动盒盖的开启和关闭、红外接收机的扫描区域等等。

在现有技术中，由于人体体温并不是完全恒温的，不同状态下(如运动前后、饭前饭后)会有一定的温差变化，受检者个体体温也存在差异，这就导致现有的红外热成像设备的成像结果受不稳定性因素影响过大而难以判断。并且，由于人体整个机体都产生红外光，导致红外热成像不够清晰，从而影响判断。即便发现病灶，由于病灶边界不够清晰，也难以判断病灶大小。而基于图1所示的本发明的具有微波加热辅助的红外热成像***，能够通过对比微波加热前后受检者体表热成像的变化，来排除人体运动等因素的干扰，从而得到能够更准确地体现受检者状态的红外热扫描图像。并且，本发明实施例中，通过微波加热来强化人体的热源(如病灶)，使得红外图像的对比度加强，从而改善了图像的清晰度。

进一步地，在如上本发明的红外热成像***的基础上，本发明还进一步做出了改进，为受检者提供了多种变化的小环境，通过对经历贴身环境变化的受检者进行热红外成像，能够研究受检者在变化的环境中的新陈代谢和自我调节能力的变化，从而增强人体的鲁棒性检测，并将鲁棒性检测用于人体功能状态的检测，克服了现有技术中检测环境要求恒温而带来的种种缺陷。

图2所示为本发明另一实施例中红外热成像***的结构示意图。图2仅为示例，本发明的红外热成像***在能够实现本发明的目的的基础上，还可以包括更多或更少的部分。

如图2所示，本实施例中的红外热成像***除了具有微波加热子***100、红外热成像子***200之外，还具有为受检者提供可变化的环境的环境调节设备400，此外，***还设置有扫描台(或称扫描床)500，扫描台由扫描架支撑，受检者可立或卧于扫描台上进行红外热成像检测。

在图2的示例中，红外热成像子***200可包括红外扫描装置、用于过滤噪声并将红外扫描后获得的模拟信号转换为数字信号的滤波即A/D转换装置221、用于对转换后的数字信号进一步进行处理的数据处理器222、用于进行图像显示的显示器230以及用于打印成像结果的打印机240，其中数据处理器222可以由计算机主机中的处理器或控制器来实现。

在图2的示例中，操纵控制装置(操控台)300连接微波加热子***100、红外扫描成像子***200、环境调节设备400和扫描台500，以操控微波加热子***和红外扫描成像子***的操作，并操控扫描台在多个方向上的运动，如在水平和竖直方向上的平动以及绕某一轴(如竖直轴)的转动等。另选地，环境调节设备400的开启和关闭以及参数调节也可以由单独的遥控器进行控制。作为示例，操控台可控制图象的显示及处理、控制红外摄像机聚焦或上下左右扫描、按照操作员的命令开启和关闭环境调节间隔离门、控制微波的发射并监控其安全阈值、按照操作员的命令控制环境调节间内的扫描台、连接发射线圈绝缘盒的真空泵和送风开启或关闭、空调加热、制冷、送风、送风角度等等，但并不限于此。

本发明实施例中，环境调节设备400可包括用于为受检者提供制冷、制热、加湿、除湿、可变亮度环境、冷热水等的多种设备，如以下设备中的至少一种：空气调节设备(空调)；湿度调节设备(加湿器)；亮度可调节的照明设备；以及供水设备(提供冷热水的饮水机)等。优选地，本发明在扫描室内为受检者提供单独的小的环境调节空间(简称环境调节间)，上述环境调节设备400置于围绕受检者设置的环境调节间内，以快速为受检者提供想要的环境。图3示出了本发明实施例中扫描室内环境调节间的示意图，如图3所示，环境调节间600可设置为圆筒状，并且具有圆弧形可旋转门610，便于受检者体外温度和湿度的局部控制。围绕受检者，当隔离门关闭时，环境调节间内的空调和/或其他环境调节设备400能提供冷风、亮度变化、加热、加湿、热风以及供冷热水等变化的环境，用来辅助红外热成像观察受检者体表受到外界或肠胃刺激时的自我调节能力或随时间的变化。在此，圆筒形的环境调节间600仅为示例，当然还可以是其他形状。微波加热线圈和绝热盒120通过支架121安装于环境调节间600内预定高度处，绝热盒120连接抽真空装置和送风装置(图3中未示出)。受检者1立于扫描台500上，环境调节设备400安装于环境调节间内的适当位置处(图3中未示出环境调节设备400)。

图4所示为本发明一实施例中红外热成像***的安装平面示意图。如图4所示，整个平面空间可以为分多个室，如扫描室10、等待室20、更衣室30和操纵室40，扫描室10 内安装有空调，标号11表示扫描室内的空调***，标号41表示扫描室内的***柜，内含小的环境调节间600的空调***、总的电源分配***、微波电源***、微波加热子***的部分(包括微波功率监控***及功率放大***(接微波加热线圈))等。操纵台和红外热成像***的数据处理装置及显示器等装置可位于操控室中，供操作人员操纵和观察图像。为了突出本发明中的部分结构，图4中仅示意性地示出了红外热成像***的部分组件，而未示出红外热成像***的其他组件。

除了前面提及的结构外，本发明的红外热成像***还可以具有其他附加的结构，例如以下安全监测***：(1)位于微波加热电路中的加热监测单元(如连接在线圈功率放大器的输出端的加热监测单元)，其用于监测微波加热线圈的加热时间和/或强度(功率)等信息，一旦监测到的加热参数超过安全值，可立即切断放大器的电源或者通过计算机***的显示装置或声音输出装置发出警报。(2)位于环境调节间内的、由受检者调控的微波加热电路控制开关，用于控制微波加热，这是由受检者进行开关控制；或者位于操作台上的微波加热电路控制开关，这是由操作员或医生进行控制。(3)位于环境调节间内的、受检者的呼叫和通讯***，以便于受检者和操作员进行通信。

此外，环境调节间内还可设置有背景音乐***、用于指导受检者检查的闭路电视***，用于调整受检者的状态。

本发明的红外热成像***还具备网络接口，以便将扫描成像结果上传至外部服务器或云服务器等。本发明的红外热成像***还具备各种数字接口，以连接一些附加设备。

基于图2至图4示出的红外热成像***，本发明能够更直观地研究人体的鲁棒性。研究人体健康的鲁棒性就是研究人体***的健壮性。比如说，人体在冷热风湿环境中的新陈代谢和自我调节能力。本发明可以在人为设置环境异常和环境危险情况下，在一段时间内, 利用红外热成像对人体全身***自我调节的体温和体表温度梯度(能反映生物新陈代谢信号)进行跟踪观察和记录。

本发明还相应地提供一种利用微波加热辅助的红外热成像方法，该方法包括以下步骤：利用微波加热线圈通过微波加热方式对受检者进行加热；加热完毕后，利用红外热成像装置接收受检者发出的红外辐射，将红外辐射转换为电信号，基于电信号获得图像。

优选地，该方法还包括：对被加热的受检者进行红外热成像过程中，对微波加热线圈进行绝热隔离，例如将微波加热线圈置于绝热盒中。

优选地，该方法还包括：为受检者提供以下条件中的至少一个条件可调的环境：温度、湿度、亮度；利用红外热成像装置对经受了环境变化的受检者进行红外热成像。

本发明的微波加热辅助红外扫描成像方法可用来反映人体不同环境下的代谢活动，例如：

(1)直接红外扫描模式：类似于现有的TTM热断层成像过程。

(2)环境调节间关旋转门，冷风吹，降低受检者体表面温度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(3)环境调节间关旋转门，冷风吹，加湿，降低受检者体表温度和湿度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(4)环境调节间关旋转门，热风吹，增加受检者体表温度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(5)环境调节间关旋转门，热风吹，加湿，增加受检者体表温度和湿度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(6)环境调节间关旋转门，冷风吹降低受检者局部表面温度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(7)环境调节间关旋转门，冷风吹降低受检者局部表面温度，同时增加湿度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(8)环境调节间关旋转门，热风吹增加受检者局部表面温度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(9)环境调节间关旋转门，热风吹增加受检者局部表面温度，同时增加湿度，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(10)环境调节间关旋转门，开绝缘盒门，微波高频整体加热受检者，关绝缘盒门，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化。

(11)环境调节间关旋转门，开绝缘盒门，微波低频局部加热受检者特定区域，开冷风，关绝缘盒门，然后环境调节间开旋转门，红外摄像，比较图象随时间的变化；该方式可以在加热较深层部位的情况下降低背景温度。

(12)以上方式演变的其它组合。

图5示出本发明一实施例中红外成像方法的流程示意图。如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S100，受检者站到扫描位置。即，可站到环境调节间内的扫描台上。

步骤S110，建立热平衡。所谓的建立热平衡就是指人体在无外界干预情况下人体通过自我调节(新陈代谢)而完成的自然的恢复过程。

步骤S120，保持环境调节间的旋转门开启状态，对受检者的特定部分进行红外热扫描，获得红外热成像图像。

由于红外热成像技术本身是比较成熟的现有技术，在此不对其具体的扫描和处理过程进行描述。对于获得的图像，可以通过数据处理将获得的图形按照颜色梯度来展示不同的温度范围，具体的颜色和温度范围设置可以预先设定。基于获得的扫描结果，可以进行初步的健康评估报告。并且，针对该次的结果，可以提出进一步扫描的目标和方向，于是进行下一步。

步骤S130，受检者再次就位，站到环境调节间内的扫描台上,关闭环境调节间的旋转门。

步骤S140，对受检者进行微波加热。

本步骤中，可以控制发射微波的时间、频率和范围，并且保证将操作者选定的微波参数设置在对人体安全的范围内。

本步骤中，也可以是对受检者提供变化的冷热环境，如提供冷风或提供热风等，为了观察受检者肠胃受刺激时的自我调节能力，还可以让受检者从供水设备获得冷水或热水进行饮用，甚至提供药物给受检者。在提供冷风或热风环境的过程中，保持环境调节间的旋转门处于闭合状态。

步骤S150，人体将在新环境下重新建立热平衡。

步骤S160，开启环境调节间的旋转门，完成第二次热扫描，获得热扫描图像,接下来，记录图像随时间的变化，记录人体将重新建立热平衡的过程。

图5中仅是以两个扫描过程为例进行了说明，但本发明并不限于此。还可以顺序进行多个扫描过程。获得的扫描数据可以通过通信网络上传至服务器，以便相关人员可以远程查看，或者进行大数据统计。

微波加热辅助红外扫描成像方法和***能够将从红外扫描***获得的数字化信息经计算机处理成能反映受检者体内新陈代谢和随时间、环境温度、湿度及微波加热后随时间变化的彩色图象信息，因此，在红外扫描热成像方法中加入环境控制，可以观察受检者健康的鲁棒性。在日常生活中可能会遇到有些人凉风一吹就感冒，而有些人在三九天能破冰冬泳，不得感冒。有些人夏天易中暑，有些人可在烈日下长跑几公里。所有这些都反映出人体健康的鲁棒性，本发明可以通过改变受检者周围的环境温度、湿度等,来记录和观察受检者在与改变的外界接触后,体表所反映的人体物质和能量代谢的变化，为医生的诊断提供依据。这里所描述的环境改变是有统一标准的，环境的改变严格遵照医生的判断，控制在受检者能忍受的范围内。

本发明的环境控制和电磁波加热辅助红外扫描热成像技术是经过使用不同频率的电磁波照射人体，利用背景冷却技术、环境控制技术和红外线摄像机记录人体浅表层热分布图像随时间的变化，通过计算机对人体浅表层热分布图像规律(强度、结构、梯度、及其它们随时间变化)的分析，对医学诊断提供人体功能影像学依据。由于自然状态下体表温度的高低变化与受检者的深部温度有联系，而人体深部温度与人体组织的结构及代谢活动有关。在没有外界干扰的一段时间内，人体的浅表层温度分布趋向于平衡；温度梯度、强度趋于一定的稳定性和特征性，又由于正常人体组织和疾病组织病理生理、脏器、***对不同频率的电磁波能量吸收率不同，短时间电磁波加热后，不同人体正常组织和疾病组织 (及其疾病组织所处不同阶段)会产生不同的瞬时热源特征，经人体内部热传递后，最终导致人体浅表层的热分布强度或梯度发生变化，计算分析一段时间内人体浅表层的热分布变化,可以反推出人体内部新陈代谢或热源的变化，从而帮助医生对受检者健康状态或疾病进行诊断。另外，人体周围环境的变化后，人体体表细胞新陈代谢的自我调节能力反映了人体组织***的鲁棒性，它导致人体浅表层的热分布强度或梯度也会发生变化，计算分析人体浅表层的热分布变化,可以反推出人体细胞新陈代谢的变化(这种变化反映人体健康的鲁棒性)，从而也能帮助医生对受检者的健康状态进行评估。

现有的红外热成像***作为实体结构与功能状态的检测虽然获得了不少成功，但在其在用于功能状态检测时过度强调自然环境，使得医学功能检测的量化受限。本发明的***和方法在受检者周围建立人为的恶劣自然环境，用以观察人的自我调节过程和新陈代谢过程，从时间序列和数据中发现某些受检者的失序紊乱或偏颇失衡，并由此检查其亚健康的状态。

本发明可以用不同频率的电磁波照射受检者内部，受检者身体内部组织不同，对不同频率的电磁能量的吸收强度也不同，因此产生温度差别，进而在一段时间内会对体表温度的分布产生影响。观察一段时间内，体表温度梯度所反映的体表新陈代谢的变化，可以推断出受检者的身体内部的情况。

本发明的红外热成像的红外热成像***和热成像方法对于疾病的预防和提早发现具有重要意义。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种红外热成像***，其特征在于，该***包括：微波加热子***和红外扫描成像子***；

所述微波加热子***用于利用微波加热受检者，所述微波加热子***包括：

包含至少一个微波加热线圈的微波加热电路，所述微波加热电路中发射微波的时间和频率可调节；以及

用于容纳所述至少一个微波加热线圈并将其进行绝热的绝热盒；所述绝热盒的面向受检者的一侧为盒盖，在对受检者加热时，所述盒盖处于打开状态，在加热结束并由红外扫描装置进行扫描时，所述盒盖处于闭合状态；所述绝热盒的面向受检者的一侧为电动盒盖，且所述绝热盒为内壁有硬质内胆的结构或者为有真空夹层的双层结构，所述绝热盒的盒腔或夹层连接有抽真空装置，所述绝热盒的一侧连接有送风装置；

所述红外扫描成像子***用于进行红外热成像，所述红外扫描成像子***包括：

红外扫描装置，用于扫描受检者，接收受检者发出的红外辐射，并将红外辐射转换为电信号；

数据处理装置，用于对电信号进行数据处理；以及

显示装置，用于将处理后的电信号变为可见光图像进行显示。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述至少一个微波加热线圈为单个微波加热线圈或者为多个微波加热线圈组成的线圈阵列。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

扫描台，位于受检者的下方，用于支撑受检者；

操纵控制装置，其连接所述微波加热子***、所述红外扫描成像子***和所述扫描台，以操控所述微波加热子***和所述红外扫描成像子***的操作，并操控所述扫描台在多个方向上的运动。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述微波加热子***和所述红外扫描装置位于扫描室内，所述***还包括：位于所述扫描室内的环境调节间，所述调节间内还设有：容纳有所述微波加热线圈的所述绝热盒，以及所述扫描台，所述环境调节间内还安装有以下设备中的至少一种：

空气调节设备；

湿度调节设备；

亮度可调节的照明设备；以及

供水设备。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，

所述扫描室周壁进行了微波屏蔽设置。

6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***还包括：

位于所述环境调节间内的、由受检者调控的微波加热电路控制开关，用于控制微波加热；和/或

位于所述扫描台上的微波加热电路控制开关。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

位于所述微波加热电路中的加热监测单元，其用于监测微波加热线圈的加热时间和/或强度；以及

电路关断控制单元或报警装置，其在所述加热监测单元检测到的参数超出预定值时，关断所述微波加热电路或发出报警。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述微波加热电路的微波频率可调，和/或所述微波加热电路中的微波加热线圈可更换。

9.一种利用如权利要求1～8任意一项所述红外热成像***进行红外热成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

利用微波加热线圈通过微波加热方式对受检者进行加热；

加热完毕后，将所述微波加热线圈周围的腔体或夹层抽为真空；

利用红外热成像装置接收受检者发出的红外辐射，将红外辐射转换为电信号，基于电信号获得图像；

对所述微波加热线圈周围的腔体或夹层送风恢复气压。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对被加热的受检者进行红外热成像过程中，对微波加热线圈进行绝热隔离。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一个微波加热线圈为单个微波加热线圈或者为多个微波加热线圈组成的线圈阵列。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

为受检者提供以下条件中的至少一个条件可调的环境：温度、湿度、亮度；

利用红外热成像装置对经受了环境变化的受检者进行红外热成像。

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