體溫是重要的健康指標(biāo)。從公元前400年開(kāi)始，體溫已用于臨床診斷。人類(lèi)作為一個(gè)恒溫動(dòng)物，能夠不同于周?chē)h(huán)境溫度而維持體溫的恒定。溫度計(jì)產(chǎn)生于17世紀(jì)左右，經(jīng)常用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量正常人體溫的晝夜變化。1868年，Wunderlich首先系統(tǒng)地研究了發(fā)燒患者的體溫，并與正常人進(jìn)行了比較，從而確定了體溫作為患病的科學(xué)指標(biāo)。他認(rèn)為，體溫在36.3~37.5℃之間是正常的，超出該范圍可能患病。1800年，Herschel爵士發(fā)現(xiàn)紅外輻射，他的兒子約翰·赫歇爾拍攝的第一幅紅外熱成像為溫度測(cè)量領(lǐng)域開(kāi)辟了新的空間。1934年，Hardy團(tuán)隊(duì)闡述了人體紅外輻射的生理作用，提出可將人體皮膚視為黑體輻射器。他確立了紅外技術(shù)對(duì)溫度測(cè)量的診斷意義，為紅外熱成像（InfraredThermography，IRT）技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。

紅外熱像儀的紅外熱成像技術(shù)是將目標(biāo)向外輻射的不可見(jiàn)紅外能量轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的偽彩色熱圖像，圖像中不同的顏色表示不同的溫度水平。紅外熱像儀 的主要組成有：將紅外能量聚焦到探測(cè)器上的光學(xué)器件，將紅外能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的紅外探測(cè)器陣列，按下自動(dòng)調(diào)整按鈕時(shí)執(zhí)行圖像校正的快門(mén)系統(tǒng)，以及處理電信號(hào)以生成輻射圖像并進(jìn)行溫度計(jì)算的數(shù)字信號(hào)處理單元。溫度測(cè)量的精度取決于發(fā)射率、環(huán)境溫濕度、氣流和距目標(biāo)的距離等因素。

圖為醫(yī)用紅外熱像儀

迄今，紅外熱像儀經(jīng)歷了三代發(fā)展。第一代攝像機(jī)使用一個(gè)單元素探測(cè)器和兩個(gè)掃描鏡來(lái)生成圖像。他們遇到了白化（即高強(qiáng)度導(dǎo)致的飽和度）問(wèn)題。第二代相機(jī)采用了兩個(gè)掃描鏡和一個(gè)大的線性陣列或小的二維陣列作為探測(cè)器，采用延時(shí)積分算法進(jìn)行圖像增強(qiáng)。第三代攝像機(jī)沒(méi)有鏡子，而具有大型焦平面陣列（FPA）探測(cè)器和圖像處理芯片，從而提高了設(shè)備的可靠性和靈敏度。

探測(cè)器是紅外熱像儀的核心。紅外探測(cè)器分為兩類(lèi)：制冷型和非制冷型。固態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展為新型探測(cè)器的生產(chǎn)鋪平了道路，新型探測(cè)器具有更好的精度和分辨率。目前，非制冷紅外熱像儀的熱靈敏度約為0.05℃，而制冷相機(jī)的熱靈敏度為0.01℃。非制冷相機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，即高空間分辨率、高溫度分辨率、緊湊性和便攜性。Frederickson報(bào)道稱(chēng)，基于FPA的攝像機(jī)在工作距離和視場(chǎng)內(nèi)的空間分辨率小于2mm（距離為1m上的200mm工作距離和視場(chǎng)至500mm工作距離和視場(chǎng)）。此外，它們重量輕，采用硅片技術(shù)制造，與制冷探測(cè)器相比成本低。這種現(xiàn)代數(shù)字非制冷紅外攝像機(jī)極大地改善了醫(yī)學(xué)紅外熱像儀，使得紅外熱成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用重新煥發(fā)生機(jī)。