检测神经纤维功能的红外热像仪

    据估计，世界上大约有2%的人口患有小神经纤维功能障碍，导致神经性疼痛；糖尿病患占了其中很大一部分。虽然大神经纤维功能障碍能够利用标准神经科检查及肌电图描记（EMG）进行评估，但是目前还没有无创性技术检测和定量小纤维功能障碍。
   在一项由荷兰技术基金会STW 资助的研究中，热成像技术被用于开发检测该神经性疼痛的实验装置。为了支持红外热像仪在医药领域的新应用，艾克赛普 Systems 捐赠了一款高品质的制冷式艾克赛普 SC5000 系列红外热像仪，并专门为这个研究项目无偿委派了经验丰富的专业技术人员。
  当前检测小神经纤维功能障碍的方法是皮肤活体组织检查，但此方法有很大局限性，Erasmus 大学医学中心麻醉系的热成像技术专家Ir. Sjoerd Niehof 解释道。“皮肤活体组织检查是一种有创性方法。患者的皮肤受到局部镇静，并且必须取出一小块皮肤进行实验室分析。这个方法相对较慢，而且只是揭示了一小块皮肤的信息。我们的目的旨在证实热成像技术能够适用于更大面积的皮肤，快速、无创地鉴别小神经纤维功能障碍。这样才能加速评估，节省时间和金钱，并减轻患者面临的压力。”原理：血液流动调节这一方法背后的原理是基于血液流动的变化。身体拥有一种温度调节控制系统，能够通过增加或降低局部血液流动，应对温度刺激造成的影响。这可以利用热成像技术进行检测。在进行试用研究时，利用一块冷的金属板进行温度刺激。虽然试用测试结果证实了这一理念，但患者对冷金属板感觉却不太舒服。因此，目前的装置是采用红外线灯来提供温度刺激。红外线灯只产生某个频谱的红外辐射，所以可以利用频谱带过滤器拦截这一部分的红外频谱，使其不能进入红外热像仪。这样可确保所测量皮肤的温度准确无误。
 
这些在IR 微扰期间和之后摄制的热图像表明了人体对温度刺激所作出的温度调节反应
  这项研究的假设前提是，身体对温度刺激的反应能够体现小神经纤维的功能和完整性。在患病情况下，如患有小神经纤维功能障碍，身体的控制机能就可能发生改变。早期的试用调查证实，患有小神经纤维功能障碍的患者与健康人相比较，反应迟缓；在某些情况下，甚至没有一点反应。
物理和技术专业知识开发检测装置需要广泛的物理和技术专业知识。因此，荷兰代尔夫特理工学生物机械工程系也参与了这项研究。为帮助可观察软件的开发和集成，我们还邀请了诺达思信息技术公司加盟其中。负责该装置技术部分的研究人员是TUDelft 攻读博士学位的留学生Yusang
Wu。“理论上该系统是行得通的，但是理论要转化成现实就并不简单。整个装置要能出色地评估皮肤的体温调节神经系统功能，并与此同时最大限度地降低给患者带来的负担。因此，我们需要开发红外灯，发展和扩增降噪、构建患者数据库等方法。”
  艾克赛普 SC5000：灵敏、准确目前，该系统的一个部件已准备就绪，那就是红外热像仪。艾克赛普 Systems 为研究人员提供了一款艾克赛普 SC5000 系列红外热像仪，是专门为要求最严格的科研应用而设计的。锑化铟（InSb）红外焦平面阵列探测器提供了灵敏度低于20 mK（0.02 °C）、640x512 像素的热图像。外部触发特性使其能够与急速飞驰的物体保持同步。“艾克赛普 Systems 一直都在为我们提供鼎力支持”，Wu 表示，“我们利用艾克赛普SC5000 系列红外热像仪获得了非常好的数据，在艾克赛普 先进热成像解决方案部的帮助下，我们才能较为轻松地将艾克赛普SC5000 整合入我们的装置。
  患者临床测试系统开发完成后，下一步就是在患者身上测试，Niehof 解释道。“在这一阶段测试中，我们将利用新开发的测试方法调查健康人和患有小神经纤维功能障碍的患者，并将结果与当前盛行的标准：常规的皮肤活体组织检查进行比较。”
  最后，这个研究项目将有可能为检测小数据纤维功能障碍提供一个全新的方案，但是，Niehof 认为，这还没有结束。“我们旨在开发一个也能应用于其他类型疾病的系统。虽然测量装置还需要针对每种疾病分别进行测试，但我们预计它也可用于烧伤、雷诺氏病、皮瓣血运和皮肤癌等。
  前景光明Niehof 非常看好热成像技术在医学领域的应用。“目前，由于缺少标准化的记录方法，以及缺乏对造成可测量温度差异的基本原理的知识，热成像技术在医学领域的应用受到一定的限制。借助这项研究，我们希望至少能够部分解决这些问题，期望将来的研究项目将有助于进一步开发热成像技术，使其成为一项普及的医疗手段。”
 
     在试用调查过程中，使用冷金属板进行温度刺激。
 
IR灯为皮肤提供了温度刺激。然后，利用艾克赛普 SC5000红外热像仪，即可记录温度调节情况。
 
上面的这组健康试用调查测试对热刺激显示出异常反应。下面的这组图片显示出在受小神经纤维功能障碍影响的手部，温度调节系统没有正常功能反应（第三个手指）。