多年來，隨著技(ji)(ji)術的(de)發展，紅外熱成像(xiang)技(ji)(ji)術利用(yong)(yong)了納(na)米技(ji)(ji)術和(he)透鏡(jing)工程(cheng)(cheng)技(ji)(ji)術在(zai)人體工程(cheng)(cheng)學(xue)上(shang)取(qu)得(de)了飛躍(yue)。在(zai)過(guo)去的(de)20年中，紅外熱成像(xiang)技(ji)(ji)術已經獲得(de)了合理(li)的(de)應用(yong)(yong)，特別是(shi)在(zai)臨床上(shang)它具有用(yong)(yong)于軟組織(zhi)篩查(cha)的(de)潛力。

總體(ti)而言，健康(kang)人在(zai)(zai)熱量分布方面表現出(chu)雙側(ce)對稱性(xing)。通常，皮膚溫度(du)(du)差不超過(guo)0.25°C，而高(gao)于0.65°C的(de)溫度(du)(du)差經(jing)常與(yu)病(bing)理相(xiang)關(guan)聯(lian)。超過(guo)200例患者的(de)腳(jiao)踝(huai)(huai)受傷(shang)表明(ming)：當雙腿與(yu)周(zhou)圍(wei)組(zu)織表現出(chu)等(deng)溫線時(shi)，這種損傷(shang)將(jiang)在(zai)(zai)1-2周(zhou)內解決；受傷(shang)部位與(yu)周(zhou)圍(wei)組(zu)織之(zhi)間(jian)的(de)單邊體(ti)溫在(zai)(zai)1-4°C之(zhi)間(jian)，或者當扭傷(shang)的(de)腳(jiao)踝(huai)(huai)和未受影響的(de)腿之(zhi)間(jian)的(de)這種熱不對稱范(fan)圍(wei)為(wei)1.5°至2.0°C時(shi)，康(kang)復大約(yue)需要四(si)個星期。最近的(de)研究已(yi)經(jing)觀察到，踝(huai)(huai)關(guan)節扭傷(shang)會顯示出(chu)由于受傷(shang)而引起的(de)溫度(du)(du)變化，隨(sui)(sui)著(zhu)損傷(shang)嚴重程度(du)(du)的(de)增(zeng)加(jia)，溫度(du)(du)變化也隨(sui)(sui)之(zhi)增(zeng)加(jia)。當將(jiang)患病(bing)的(de)腳(jiao)踝(huai)(huai)與(yu)未患病(bing)部位進行比(bi)較(jiao)時(shi)，溫度(du)(du)的(de)升高(gao)尤為(wei)明(ming)顯。

圖為運動前后的紅外熱像圖，表明(ming)人群樣(yang)本的溫度趨勢

無論用戶(hu)是醫(yi)務人(ren)員，科學(xue)家，教練(lian)員乃(nai)至(zhi)運(yun)(yun)動(dong)員，紅(hong)外(wai)(wai)熱(re)成(cheng)像(xiang)都能直接(jie)反映運(yun)(yun)動(dong)員的體格(ge)。此外(wai)(wai)，紅(hong)外(wai)(wai)熱(re)成(cheng)像(xiang)為評(ping)估(gu)肌肉(rou)酸(suan)痛的治療提(ti)供了途徑(jing)，并(bing)進(jin)一步提(ti)供了針對(dui)肌肉(rou)疲勞對(dui)策的反饋。由于紅(hong)外(wai)(wai)熱(re)成(cheng)像(xiang)的非(fei)技(ji)術性和用戶(hu)友好(hao)性，即(ji)使是與臨床醫(yi)生不相關的業余愛好(hao)者也(ye)可以(yi)執(zhi)行(xing)此評(ping)估(gu)，以(yi)明確指出(chu)韌帶拉伸或破裂的起源。

通過使(shi)(shi)用紅外(wai)熱成像，可(ke)以(yi)深入了解損(sun)傷(shang)的(de)類(lei)型(xing)，損(sun)傷(shang)的(de)程度以(yi)及恢復(fu)率。該技(ji)術(shu)的(de)無(wu)(wu)創性以(yi)及可(ke)視化評估使(shi)(shi)運(yun)動員(yuan)免(mian)于(yu)更(geng)長的(de)康復(fu)等(deng)待時間并(bing)避免(mian)進一(yi)步的(de)傷(shang)害(hai)，因為運(yun)動員(yuan)在(zai)等(deng)待尋求幫(bang)助之前(qian)通常要等(deng)待數周甚(shen)至數月(yue)。由于(yu)感覺(jue)上的(de)偏差(cha)，運(yun)動員(yuan)無(wu)(wu)法(fa)查明身體疼痛的(de)直接原因，但是紅外(wai)熱成像的(de)特異性和敏感性可(ke)以(yi)指(zhi)導醫師或治療師的(de)工作重點(dian)，從(cong)而更(geng)快地局部解決問題(ti)。在(zai)受傷(shang)前(qian)后對運(yun)動員(yuan)進行定(ding)期檢(jian)查可(ke)以(yi)幫(bang)助教練(lian)根據(ju)在(zai)關節，韌(ren)帶和肌肉上的(de)壓(ya)力來適應(ying)負荷，從(cong)而始終(zhong)監控并(bing)避免(mian)過度訓練(lian)造成的(de)傷(shang)害(hai)，并(bing)在(zai)下一(yi)次(ci)訓練(lian)之前(qian)留出足夠(gou)的(de)恢復(fu)時間。

圖(tu)為受傷的(de)左腳外側在三個不同區(qu)域的(de)紅(hong)外熱像圖(tu)

因此(ci)，本研(yan)究旨(zhi)在檢(jian)查功能(neng)性(xing)紅(hong)外(wai)熱成像在評估運動或受傷導致的(de)踝(huai)關節(jie)生理變化(hua)方面的(de)適用性(xing)。當前的(de)研(yan)究包括一(yi)例腳踝(huai)扭傷和(he)一(yi)系列理療后溫度(du)行為的(de)病(bing)例報告。20名參與者進行了(le)30分鐘的(de)跑步(bu)機跑步(bu)訓(xun)練(lian)，并記錄了(le)休息和(he)運動后腳踝(huai)的(de)照(zhao)片。觀察到(dao)，進行體育鍛煉的(de)參與者的(de)腳踝(huai)溫度(du)在考慮到(dao)腳踝(huai)的(de)內(nei)側和(he)外(wai)側后平(ping)均上升了(le)2.4°C。此(ci)外(wai)，患者的(de)左腳踝(huai)似乎比未受影(ying)響的(de)右腳踝(huai)溫度(du)高2.5°C。

圖為受(shou)傷(shang)的(de)左(zuo)腳內側在三(san)個(ge)不同區域(yu)的(de)紅外熱(re)像圖

通過獲得的結果，我們已(yi)經證實紅外(wai)熱(re)成像足夠靈(ling)敏，可(ke)(ke)以描繪出病理(li)以及組(zu)織(zhi)(zhi)應變(bian)的溫(wen)度變(bian)化。盡管運動和(he)損傷(shang)(shang)可(ke)(ke)能以相似的熱(re)模(mo)式表(biao)現出來，但踝關節扭傷(shang)(shang)表(biao)現為(wei)覆(fu)蓋(gai)范圍(wei)更廣的集中熱(re)斑片(pian)，其中熱(re)分段在周圍(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)中廣泛傳播(bo)。紅外(wai)熱(re)成像為(wei)篩選(xuan)軟組(zu)織(zhi)(zhi)應變(bian)和(he)損傷(shang)(shang)提(ti)供了可(ke)(ke)靠的工具。實施的分析方(fang)法提(ti)供了一種建議的簡(jian)單方(fang)法，不僅(jin)可(ke)(ke)以直觀地(di)看到創傷(shang)(shang)，還可(ke)(ke)以看到身體疲勞。

紅外熱成像可以(yi)在(zai)任(ren)何環境(jing)設置(zhi)中用作相鄰工具，以(yi)獨(du)立于(yu)常見(jian)的主觀(guan)評估方法（例如(ru)，疼痛和生物運(yun)動(dong)受(shou)(shou)限）評估軟組織(zhi)損傷(shang)的程度。盡管有(you)關運(yun)動(dong)醫學的這(zhe)種技術仍未得(de)到很好的開(kai)發(fa)，但可以(yi)與主流工具（如(ru)MRI核(he)磁共振(zhen)）一起(qi)使用，以(yi)評估康復(fu)水(shui)(shui)平和恢復(fu)率，從而定量評估運(yun)動(dong)員接受(shou)(shou)的治療水(shui)(shui)平。

參考資料：

Stephanos Loannou. Functional Infrared Thermal Imaging: A Contemporary Tool in Soft Tissue Screening. Scientific Reports. 10(9303):1-9, 2020.