什么是红外线？西元1800年，发现了三菱镜有分光作用,可区分出七种不同波长的可见光线包括了白、红、橙、蓝、黄、绿、黑。此时还发现了红光的上方区域内有异常的高热能集中，命名为红外光。物理上任何温度大于绝对零度(－273．1 5℃)的物体都要向外辐射能量，在光谱分析上根据波长把红外光（线）分为近红外线（0.75-3um）、中红外线（3-6um）和远红外线（6-15 um）。生物体所辐射电磁波的波长主要是在远红外区域，所以称为远红外线（大家习惯统称为红外线），远红外线的波长范围为4～14micro;m，峰值为9．34micro;m。所以，我们利用波长为8～14micro;m的红外探测器就可以方便地检测到生物体辐射的红外线。
1800年，英国天文学家威.赫胥尔发现了红外热成像技术，该技术很快就用于重要地域的监测如领事馆、边界、银行、厂区或监狱等。当监测区出现异常恒温体如人或动物等时，即使在漆黑的深夜也能被仪器发现。
人与大多数的动物是恒温动物，身体温度的自动调节机制使产热与散热保持着生理平衡。人体的产热来自体内各器官的代谢，主要与各种生物反应、肌肉活动、激素及交感神经活动有关。散热形式有四种，其中辐射散热占总量44％，传导和对流占31％，蒸发占21％。当散热和血液供应不同布会出现一定的皮肤温度差异，皮肤摩擦、内衣挤压、环境温度、空气流动、人精神状态或汗腺分泌活动也会影响局部温度。早在两千年前，就有体表皮肤温度用于诊断疾病的记载，古希腊医生西波克拉底发现人体发出的热能可用作诊断疾病，他在患者身上涂上一层泥，泥土最早干裂的部分就以为是温度高了可能有炎症。随着科学的发展，医用热像技术已经广泛用于临床各专科辅助诊断,成为影像诊断的八大技术之一。1956年，美国的Lawson开始将红外热像技术用于人体乳腺癌的诊断，21世纪以来该仪器由军事红外向医学红外转化，成为新的医学功能影像技术。医学红外热像仪接收了人体发出的红外辐射线，利用映像光学和计算机技术精确测定体表温度并将人体表面的各点温度以二维温度场分布，显示为黑白或伪彩色图像。这种现代物理学检测技术的体表温度分布分辨率可达0.05℃ ，图像空间分辨率超过1.5毫弧度，通过敏感反映人体表温度的改变及其分布特点以客观反映人体内的许多病变（图：红外热像仪）。
正常人体的解剖结构和生理功能使体表的热分布有着一定的规律，当人体细胞、组织或器官处于不同状态时，其新陈代谢活动及所产生的热辐射不一样。健康人的热像图规律是头面部温度较高，躯干部次之，四肢末端最低，这是由于脑的血供丰富，躯干在近心端，温度高于四肢。原则上双侧对称，脂肪、骨头或肌肉的地方温度较低，血管表浅、血流丰富的部位如锁骨上、腋窝、腹股沟和N窝等部位的温度稍高。背部平均温度值为32.58℃±0.91℃，较面部的平均温度值34.04℃±1.68℃低。背部左右两侧及躯干左右侧区的温度对称性较好，左右两侧的温度值差异无显著性统计学意义。腰及下肢的正常红外热像图特点是腰部多为均匀冷区，尤其是体形较胖者，腰椎及骶椎位置可有浅红色热区但温度不超过34℃，热区范围符合腰骶椎正常解剖结构。下肢的红外热像图规律是双大腿平均温度29.79℃±0.59℃，小腿平均温度为29.37℃±0.34℃，大腿温度较小腿温度高约0.4℃。后侧N窝区域因为有N动脉分布，供血丰富且有皮肤皱褶相互辐射而散热差，生理性高温区可高达30.52℃±1.70℃。膝关节前侧髌骨区域温度最低，为28.45℃±1.66℃，因为该区属于机体突出部位易于散热，形成了生理性低温区。双下肢红外热像表现为左、右相对应区域基本对称，膝关节前侧温度较低，后侧呈现相对高温区。
局部代谢亢进或血流加快可使温度异常升高红外热图颜色增强，如炎症、肿瘤、神经卡压、血管扩张等。在检测过程中，医师应尽量使相关条件控制在相同水平下，以确保能够得到较为客观的结果。
疼痛是神经发出了异常信号，疼痛科医生的责任是努力寻找和去除神经异常的部位和原因，也就是明确诊断和治疗致痛病因。红外热像图将过去看不到、摸不清的人体疼痛时的机体状况和神经功能反应准确地客观地以彩色图像显示出来，为疼痛临床评估提供了一个新的科学的可视工具。凡是引起人体组织热改变的疾病都可用红外热像技术检查，当热图显示局部红外线异常衰减时表明局部温度有不同程度的降低，如组织供血不足、积液、血管收缩或交感神经亢进等。疼痛患者的体表温度的变化会受到多种因素的影响，比如局部皮肤微循环血流量多少、神经卡压、组织炎症、代谢活动和交感神经兴奋性等等。我们发现红外热像图的特征性改变与患者主诉、临床症状、体征以及与MRI、CT等检查诊断的符合率均很高，可客观地提示疼痛的具体部位、范围大小．疼痛的程度。医师经过分析红外热像图上特有的异常热源的形态及走势及温差值，可判断患者的疼痛部位、原因和健康状况并制定全面的诊疗方案。克服了常有一些慢性疼痛患者或老年人虽说了一大堆感觉和过程，但不能很好地正确地表述自己疼痛的困难。医生根据红外热像图针对性地询问和检查患者，帮助医生较快地判断神经发生炎症的位置与性质，很好地增加了患者的医疗依从性。我们在临床上发现，一旦医师能较准确地全面判断患者的各种致痛原因并据此制定较完整的治疗计划时，患者会非常惊奇、信服和配合。
我们发现椎间盘出现疾病时的红外热像图有其特点，即病变的脊柱相应部位异常高温，相应神经支配的上臂或下肢皮肤分布区则发生异常低温。分析椎间盘突出的解剖学和病生理学变化，红外热像图上的脊柱部位异常高温的原因可能是椎间盘纤维环破裂、髓核突出物刺激使椎管周围肌筋膜和神经炎性物质浸润、组织微血管扩张和血流速度增快。脊柱局部热区的范围越广和温度越高，反映椎间盘或神经根椎体病变越重。脊神经伴随有交感神经，患病脊神经根受压的同时刺激了与神经伴行的交感神经，亢进的交感神经功能使相应的支配部位组织的血管收缩，血流灌注与代谢均减少。故出现该脊神经支配区域组织温度降低，长时间的病变甚至发生神经废用性或营养性肌肉萎缩，红外热像图上显示患肢体积变小。所以，当临床上主诉疼痛部位检查无局部病变而红外热像图上显示异常低温，循其神经走行途径上的近心端发现局部高温和局部压痛，应考虑患的可能是神经卡压性疼痛而给予进一步的影像学检查和针对性的松解治疗。（图5：腰椎间盘突出）
肌筋膜疼痛综合征病因繁多，症状复杂，以往无一种仪器可以直接客观描记肌肉疼痛的范围与程度，给医生的正确诊断、治疗和深入研究带来较大困难。红外热像图显示的规律是肌筋膜痛病变区的温度明显高于正常人，无论是肌筋膜急性损伤时的局部炎症和刺激皮神经等致血流增高，或慢性肌筋膜粘连性疤痕卡压了皮神经致神经炎症，患者都会出现与肌肉解剖位置一致的异常片状高温。结合临床的疼痛特征和体检，排除了其他的炎症或新生物后，可予以明确诊断和针对性治疗。但红外热像图仅仅反映机体局部温度，如局部的炎症或代谢或血流的变化，人体的温度变化还受到许多外界因素的影响，如局部疤痕、关节炎、静脉曲张甚至衣物勒迹等等，医师需详细检查该高温区的患者局部加以排除。该技术不能鉴别炎症的良、恶性质，医师还需要根据病史及其他辅助检查资料作具体分析。
我们在长期疼痛诊疗临床实践中，总结提出了“疼痛是神经发出的异常信号”的新理念，并用此理念来指导我们的疼痛诊疗途径，把工作重点放在寻找和诊断神经病变的部位与原因以及给予去因治疗上。红外热像图是一个帮助医生判断疼痛部位即神经病变部位的好工具，它能客观地敏感地反映神经病变尤其是神经卡压的位置并能即时得出结果，为医师迅速诊疗疼痛原因赢得了时间。我们根据红外热像图的表现，针对性地问诊、体检、选择其他检查措施及治疗方案。红外热像图的客观性特征，常常促使我们去进一步证实或发现患者所述说的或漏诉说的疾病，如神经痛、肌筋膜痛、关节痛、血管疾病、癌痛、心绞痛、乳腺肿物、癌肿、肝病、盆腔炎、前列腺炎、肺炎或肝炎等等。
红外线接收器通过被动接受人体辐射的远红外线而成图像，对医患双方不接触、无创伤、无痛苦和无污染，是一个绿色检查技术。红外热像技术的微机处理功能可对患者进行反复多次、长期、连续、动态的跟踪检查和客观记录，对医师观察病情的进展趋势尤其是肿瘤或体内炎症病灶非常有利。我们将努力发掘和应用红外热像技术的潜在功能，尤其发挥其在监测药物或治疗措施的反应与效果上提供科学数据的作用，希望它能进一步在临床医学尤其是疼痛专科的诊疗和研究上做出更大贡献。
红外热像技术在疼痛临床的应用（二）
红外热像诊断技术的基本原理就是通过接收人体辐射的红外线，利用映像光学和计算机技术，将人体表面的不同温度分布以黑白或伪彩色图像显示并记录下来。
任何温度大于绝对零度(－273．1 5℃)的物体都要向外辐射能量，而人体所辐射电磁波的波长主要是在远红外区域，其波长范围为4～14micro;m，峰值为9．34micro;m，故利用波长为8～14micro;m的红外探测器可以方便地检测到人体辐射的红外线。医用远红外热像图仪主要的成像原理是接收人体发出的红外辐射，可精确测定体表温度。并将各点温度以二维温度场，即热像图的形式表现出来。其温度分辨率达0.05℃ ，图像空间分辨率超过1.5毫弧度，可敏感反映人体体表温度的改变及其分布特点。如果体内病变引起了体表温度的改变，远红外热像图仪就可通过热像图反映出来。人体红外成像是进入21世纪以来，由国外军事红外技术向医学红外技术转化而研发的医学功能影像技术。是利用人体红外辐射成像原理，研究体表温度分布状态的一种现代物理学检测技术。从1800年英国天文学家威.赫胥尔发现到1956美国Lawson（劳森）开始用于乳腺癌的诊断开创了红外热像诊断的新纪元。我们今天用于疼痛的诊疗，使将过去我们看不到、摸不清的人体疼痛状况和神经功能反应很准确的以热图的方式表现，为我们临床诊疗提供了新的检测手段。
人体产热与散热是保持生理平衡的，因机体内存在体温自动调节机制，产热或散热平衡失调就会导致体温的变动。产热来自体内各器官代谢、生物反应、肌肉活动、激素及交感神经活动有关。散热形式有四种，辐射散热占总量44％，传导和对流占31％，蒸发占21％。人体细胞、组织或器官处于不同状态时，其新陈代谢活动及所产生的热辐射是不一样的。如果组织处于慢性疾病期、血供不足，或局部组织变性、坏死、液化等状态时，其热图就会有不同程度的衰减，降低。而偏高的情况一般表现在疼痛、增生、炎性、肿瘤、等代谢旺盛阶段。红外热成像技术，就是极其敏感的（小于0.05℃）接受人体细胞新陈代谢所产生的热辐射，并通过特有的成像，由表及里的层析技术，测定人体内异常热源的分布、从异常热源的形态及走势及热差值的分析、了解人的整体健康状况。
1、 正常人背部及下肢温度特征
体表温度的变化会受到多种因素的影响，主要与皮肤微循环血流量的多少和交感神经兴奋性的高低，以及局部组织的代谢活动有关；另外还会受到环境温度、空气流动、人的精神状态和汗腺分泌活动的影响。在检测观察过程中，使相关条件控制在相同水平下，以确保能够得到较为客观的结果。
正常人背部温度特征 试验显示，正常人背部的平均温度值为32.58℃±0.91℃，较面部的平均温度值34.04℃±1.68℃低，但与正常人体表温度分布的特点相一致，即头面部温度较高，躯干部次之，四肢末端最低。这是由于脑的血供丰富，躯干在近心端，温度高于四肢；而体表各部的温度也由于散热和血液供应不同而出现一定的差异。正常人背部左右两侧的温度值没有明显的差异，躯干左右两侧区的温度值无显著性统计学意义，说明健康人的背部左右两侧及躯干左右侧区的温度对称性较好，这可以为脊椎一侧或两侧患病的诊断提供相关的依据[1]。
正常人下肢温度特征 研究结果显示，双下肢大腿平均温度为(29.79±0.59)℃，小腿平均温度为(29.37±0.34)℃，大腿温度较小腿温度高约0.4℃。膝关节前侧髌骨区域温度最低，为(28.45±1.66)℃，主要是因为该区属于机体突出部位，易于散热，形成了生理性低温区；而后侧胴窝区域温度较高达(30.52±1.70) ℃，是因为局部有胴动脉分布，供血丰富，且有皮肤皱褶相互辐射，散热差，从而产生生理性高温区[2]。
正常人腰及下肢的远红外热像图特点：腰部多为均匀冷区，尤其是体形较胖者，腰椎及骶椎位置可有浅红色热区，但温度不超过34℃ ，热区范围符合腰骶椎正常解剖结构，无热区范围扩大的现象；双下肢红外热像表现为左、右相对应区域基本对称，膝关节前侧温度较低，后侧呈现相对高温区，温度分布的规律性可为临床诊疗提供理论依据。
2、腰椎间盘突出症的红外热像图特点
腰椎间盘突出症远红外热像图的特点表现为：腰骶部出现异常热区，呈菱形或梭形，可表现为片状均匀红色，多以L4-5及L5～S1部位较突出，热区范围扩大，有时在红色热区内可出现深红色热区，且多偏向患侧。异常热区中心温度多超过34℃ ，与周边温度差多超过3～4℃ 。下肢大多数低温表现，健肢多呈绿色，患肢可为浅蓝色或蓝色。患肢股后部皮温可较健侧偏低[3]。
原因可能为椎间盘突出引起神经根及其周围组织无菌性炎症，局部炎性物质浸润、微血管扩张、血流速度增快，局部温度增高，引起相应节段皮肤区域温度增高。另外，局部炎性物质刺激及神经根受压引起疼痛，可造成局部肌肉紧张、痉挛，代谢增强，亦可使体表温度增高。腰椎间盘突出症的远红外热像图表现与腰椎间盘突出的解剖学特征相对应。热区范围越广泛，局部温度越高，说明突出的椎间盘引起的炎性改变越重，也就说明对神经根的影响程度越严重。
患肢远红外热像图多表现为低温区，较健侧温度低，可能为患侧神经根受压、影响供应相应肢体的血管的收缩功能而导致肢体血流灌注减低所致，是低代谢、低血流。但亦有少部分患者出现双下肢股后部皮肤温度增高，考虑可能是由于疼痛刺激引起局部皮肤血管扩张、代谢增强所致。下肢低温表现的患者多诉下肢乏力及感觉减退，下肢远红外热像图的分析应根据患者的具体情况具体分析，并要考虑其他影响皮肤温度改变的因素，如关节炎、关节退行性变等。
热图的特征性改变无论是与主诉、临床症状、体征以及与MRI、CT等检查诊断的符合率均很高。热图可以提示疼痛的具体部位、范围大小．疼痛的程度；但须指出的是：凡是腰骶受损并影响一侧神经根的原因均可以出现同样的热图改变，如腰骶部良、恶性肿瘤等疾病。因此，常需要根据病史及其他检查作具体分析。红外热像图对腰椎间盘突出症无法做出明确的定位诊断，不能定位到具体的节段。
3、强直性脊柱炎的红外热像图特点
强直性脊柱炎患者红外热像图特点为骶髂关节区均有增温改变。强直性脊柱炎起病缓慢，病程长，致残率高，早期一般从骶髂关节炎症开始发病，局部病理改变为血管扩张，血管通透性增强，炎变的滑膜组织增生肥厚，绒毛形成，小血管周围浆细胞和淋巴细胞浸润，代谢活跃，在红外热像图上表现为：局部温度增高的热像图，增温区与周围组织温差在0.3℃～2.2℃ 之间，平均温差1.2℃。它的温度分辨率＜0.05℃，微弱的炎性改变即可显示。骶髂关节位于皮下，周围无发热的组织器官，排除周围环境热源的干扰，准确率高，即使在炎症初期，也有温度的改变，诊断符合率100％。增温区与周围组织的温差与患者血沉增快程度成正比，血沉愈快者，温差愈大[4]。
4、肌筋膜疼痛综合征的红外热像图特点
肌筋膜疼痛综合征病因繁多，症状复杂，以往无一种仪器可以直接客观描记疼痛，这给正确的诊断、治疗和深入研究带来相当大的困难。有研究表明，肌筋膜疼痛综合征患者腰背部的温差及患侧与临区温差明显高于正常人，红外热像为异常或明显异常。肌筋膜炎部位多表现为损伤肌肉解剖位置一致的片状高温区。
在疼痛疾病中，红外热像仪的作用为凡能引起人体组织热改变的疾病都可用它检查，可指导临床诊断和检查。其应用范围广，临床价值高。因为通过红外传感器被动接受人体辐射的红外光，不接触、无创伤、无痛苦、无污染，对医患双方均无任何伤害的绿色检查。其可既查既果，为急、重症患者抢救赢得时间，可反复多次检查，进行监测或对疗效、药效观察记录。红外热像仪的数字化图象记录，丰富的图象处理功能可对受检者提供长期、连续、动态的跟踪检查，为疼痛的临床诊疗增加了一个有力工具。
