第六课-红外成像原理PPT课件.ppt

第六章第六章红外成像原理内容内容导导航航一、引言二、红外辐射的基本概念三、主动式红外成像系统四、红外热成像系统五、微光成像系统六、小结与作业2.一、引言一、引言地面地面10米望米望远镜远镜用用7种波种波长观长观测测的彗木碰撞后的的彗木碰撞后的红红外外图图像像SL-9彗核彗核C碰撞前后的木星碰撞前后的木星红红外外图图像像天文天文观测观测1.1 红外线的应用3.一、引言一、引言红红外望外望远镜远镜红红红红外外外外摄摄摄摄像机（英像机（英像机（英像机（英军军军军押解伊押解伊押解伊押解伊战战战战俘）俘）俘）俘）军军事事观观察察4.一、引言一、引言红红红红外云外云外云外云图图图图气气象象预预测测5.一、引言一、引言Invisible radiation photography is often applied to the study of works of art as here in the painting La Madonna dellImpannata by Raphael.Invisible radiation imaging reveals a much younger Saint John the Baptist sitting on Josephs lap found beneath the surface of the visible painting(right).Images Editech.艺术鉴艺术鉴定定6.一、引言一、引言红红外感外感应应开关开关红红外外测测温温仪仪温度感温度感应应7.一、引言一、引言数据数据传输传输8.一、引言一、引言医学成像医学成像9.一、引言一、引言红红外外线这线这么有用啊！么有用啊！天文天文军军事事气象气象数据数据传输传输文物文物鉴鉴定定医学医学10.一、引言一、引言1.2 红红外外线线的的历历史史 1835年，安培宣告了光和年，安培宣告了光和热热射射线线的同一的同一性。性。1800年，赫胥耳利用太阳光年，赫胥耳利用太阳光谱谱色散色散实验实验发现发现了了红红外光。外光。通常取可通常取可见见光光谱谱中中红红光末端光末端为为780780nm，比它，比它长长的光的光就是就是红红外光，或称外光，或称为热为热射射线线。11.一、引言一、引言 1870年年，兰兰利利制制成成了了面面积积只只有有针针孔孔那那样样大大小小的的探探测测器器，并并用用凹凹面面反反射射光光栅栅、岩岩盐盐及及氟氟化化物物棱棱镜镜来来提提高高测测量量色色散散的的能能力力，这这为为红红外外应应用的重要方面用的重要方面航空航空摄摄影奠定了基影奠定了基础础。18801880年，年，“红红外外”一一词词出出现现在阿在阿贝贝尼的文尼的文 章章中（最早）。中（最早）。1888年，麦洛尼用比年，麦洛尼用比较较灵敏的灵敏的热电热电堆改堆改进进了了赫胥耳的探赫胥耳的探测测和和测测量方法，量方法，为红为红外技外技术术奠定奠定了基了基础础。12.一、引言一、引言 1904年，开始采用近年，开始采用近红红外外进进行行摄摄影。影。1929年，苛勒年，苛勒发发明了明了银银氧氧铯铯（Ag-o-Cs）光）光阴极，开阴极，开创创了了红红外成像器件的先河。外成像器件的先河。二十世二十世纪纪30年代中期，荷年代中期，荷兰兰、德国、美国、德国、美国各自独立研制成各自独立研制成红红外外变变像管，像管，红红外夜外夜视视系系统统应应用于用于实战实战。1952年，美国年，美国陆军陆军制成第一台制成第一台热热像像记录仪记录仪。13.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念2.1 红红外外辐辐射射红红外外辐辐射是一种射是一种电电磁波：磁波：近近红红外（外（0.783.0um）中中红红外（外（3.020um）远红远红外（外（20100um）14.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念红红外外辐辐射普遍存在于自然界：射普遍存在于自然界：红红外外辐辐射的倍射的倍频频程比可程比可见见光光宽宽:任何温度高于绝对零度的物体（人体、冰、雪等）都在不停地发射红外辐射。倍频程：若使每一频带的上限频率比下限频率高一倍，即频率之比为2，这样划分的每一个频程称为1倍频程，简称倍频程。可可见见光：光：0.380.78um，一个倍，一个倍频频程程红红外外线线：0.781000um，商，商为为1282210，10个倍个倍频频程程15.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 一般物体的红外辐射率和吸收率都小于1，并且其辐射和吸收能力都与表面温度和波长有关。黑体的红外辐射率和吸收率为1（客观世界不存在），其意义体现在为衡量自然物体的红外辐射和吸收能力建立一个标准。黑体黑体假想的全部吸收假想的全部吸收和和辐辐射射红红外外电电磁磁波的理想体，其波的理想体，其红红外吸收和外吸收和辐辐射射能力与温度无关。能力与温度无关。16.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 在理论和工程实践中，常用物体的比比辐辐射射率率定量描述物体辐射和吸收红外电磁波的能力；（61）即物体的实际红外辐射与同温度下黑体红外辐射之比值，显然，物体的比辐射率都小于1。17.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念18.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念2.2 红红外外辐辐射的三个射的三个规规律律 同温度物体的红外发射能力正比于其红外吸收能力；红外平衡状态时，物体吸收的红外能量恒等于它所发射的红外能量。基基尔尔霍夫定律霍夫定律推论：性能好的反射体或透明体，必然是性能差的辐射体。19.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 物体辐射的红外能量密度W与其自身的热力学温度T的4次方成正比，并与它表面的比辐射率成正比：斯蒂芬玻耳斯蒂芬玻耳兹兹曼定律（曼定律（1879，1884）（6-2）可见，物体的温度越高，红外辐射能量越多。20.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 物体的红外辐射能量密度大小，随波长（频率）不同而变化。与辐射能量密度最大峰值相对应的波长为峰值波长，维恩通过大量实验得出了峰值波长和物体热力学温度之间的关系：（6-3）维维恩位移定律恩位移定律的单位是um，T是物体的绝对温度，单位是K。21.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念红外辐射能量密度曲线温度波长物体名称物体名称温度温度/K/K太阳太阳11000110000.260.26融化的融化的铁铁180318031.611.61融化的融化的铜铜117311732.472.47融化的蜡融化的蜡3363368.628.62人体人体3053059.509.50地球大气地球大气3003009.669.66冰冰27327310.610.6液液态态氮氮77.277.237.5337.53常见物体的峰值波长22.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 红红外外辐辐射的大气窗口射的大气窗口 红外辐射在大气中传输时，不同波长的红外辐射，有着不同的吸收和衰减；12.53581423.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念 红红外外光光学学材材料料可以分为晶体材料、玻璃材料和塑性材料三种，每种材料都对某些波长范围的红外有较高的透过率。红红外外辐辐射的介射的介质传输质传输特性特性 许多对可见光透明的介质，对红外辐射却是不透明的。通常把可以透过红外辐射的介质称为红红外光学材料外光学材料。24.二、二、红红外外辐辐射的基本概念射的基本概念几种红外光学材料的透过率高温性高温性能能稳稳定定最常最常见见25.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统红红外成像系外成像系统统被被动动式式红红外成像系外成像系统统（红红外外热热像像仪仪）利用物体自然发射的红外辐射主主动动式式红红外成像系外成像系统统（红红外夜外夜视仪视仪）利用不同物体对红外辐射的不同反射核心：如何将核心：如何将红红外外图图像像转变为转变为可可见见光光图图像？像？26.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统装有红外夜视仪的步枪红外夜视图像27.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统 主动式红外成像系统自身带有红红外光源外光源，是根据被成像物体对红外光源的不同反射率，以红红外外变变像管像管作为光电成像器件的红外成像系统。优优点：点：成像清晰、对比度高、不受环境光源影响；3.1 主主动动式式红红外成像系外成像系统统缺点：缺点：易暴露，不利于军事应用。28.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统3.1.1 主主动动式式红红外成像系外成像系统统的系的系统结统结构构主主动动式式红红外成像系外成像系统统红红外探照灯外探照灯红红外外辐辐射光源射光源红红外外变变像管像管光光谱转换谱转换电电子成像子成像亮度增亮度增强强高高压电压电源源变变像管像管电电源源光学系光学系统统 物物镜组镜组 目目镜组镜组29.主动式红外成像系统结构30.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统3.1.2 光学系光学系统统物镜组：把目标成像于变像管的光阴极面上；目镜组：把变像管荧光屏上的像放大，便于 人眼观察；与常规光学仪器不同，变像管将物镜组和目镜组隔开，使得光学系统的入瞳和出瞳不存在物象共轭关系！31.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统 红外变像管是主动式红外成像系统的核心，是一种高真空图像转换器件，完成从近红外图像到可见光图像的转换并增强图像。3.1.3 红红外外变变像管像管 从结构材料上分，红外变像管可以分为金属结构型和玻璃结构型；从工作方法上分，可以分为连续工作方式和选通工作方式。32.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统红红外外变变像管像管结结构构光学光学纤维纤维阴极外筒阴极外筒电电子子轨轨迹迹阳极阳极锥电锥电极极红外光阴极电子光学系统荧光屏33.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统红外变像管的工作过程近红外辐射光阴极面 通常变像管的光阴极采用对近红外敏感（0.81.2um）的银氧铯光敏层，电子光学部分相当于一个静电聚焦系统。电子流图像电子光学系统荧光屏可见光图像高能电子34.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统大气后向散射现象：红外探照灯向目标发出的红外光束通过大气时，其中一部分散射后向辐射进入观察系统。引入了图像的背景噪声，降低了图像对比度和清晰度。如何减小大气后向散射影响？选选通技通技术术 通过发射脉冲时序配合，使变像管在接收观察目标反射回来的红外辐射时工作。35.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统探照灯：短脉冲红外激光红外变像管：加选通电极36.精确测量目标与观察者之间的距离探测距离为1220米时的选通时序图脉冲光源照明输出后向散射辐射目标反射辐射选通脉冲8微秒减少大气后向散射对红外图像对比度和清晰度的影响37.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统3.1.4 红红外探照灯外探照灯光源抛物面反射镜红外滤光片灯座红外光源可以是电热光源（白炽灯）；气体放电光源（高压氙灯）；半导体光源（砷化镓发光二极管）；激光光源（砷化镓发光二极管）38.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统 体积要小，重量轻，寿命长，工作可靠。对红外探照灯的技术要求：红外探照灯的辐射光谱要与变像管光阴极的光谱响应有效匹配，在匹配的光谱范围内有高的辐射效率；探照灯的照射范围与仪器的视场角基本吻合；红光暴露距离要短，结构上要容易调焦，滤光片和光源更换方便；39.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统3.1.5 直流高直流高压电压电源源 高压电源提供红外变像管进行图像增强的能量，一般为1.22.9万伏。对高压电源的技术要求：输出稳定直流高压；在高、低温环境下能保证系统正常工作；防潮、防震、体积小、重量轻、耗电省。40.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统主动式红外成像系统的特点：能够区分军事目标和自然景物，识别伪装；典型目标的反射曲线可可见见光光谱谱区区近近红红外外光光谱谱区区41.三、主三、主动动式式红红外成像系外成像系统统 由于系统“主动照明”，工作时不受环境照明影响，可以在“全黑”条件下工作。近红外辐射比可见光受大气散射影响小，较易通过大气层（恶劣天气除外）；42.四、四、红红外外热热成像系成像系统统 热热图图像像再现了景物各部分温度和辐射发射率的差异，能够显示出景物的特征。红外热成像系统是被被动动式成像系式成像系统统。自然界中，温度高于绝对零度的一切物体，总是在不断地发射红外辐射。收集并探测这些辐射能，就可以形成与景物温度分布相对应的热图像。43.四、四、红红外外热热成像系成像系统统ThermoVision A20-V高品质红外热像仪44.四、四、红红外外热热成像系成像系统统树林中人的热图像小图是可见光图像大图是热图像45.四、四、红红外外热热成像系成像系统统红外热成像系统光机扫描型非扫描型图像质量好结构复杂成本高结构简单图像质量逐渐提高46.四、四、红红外外热热成像系成像系统统4.1 光机扫描型红外热成像系统光学系统部分红外探测与致冷部分电子信号处理系统部分显示系统部分47.四、四、红红外外热热成像系成像系统统汇聚光束光谱滤波光电转换电视光栅48.四、四、红红外外热热成像系成像系统统4.1.1 光学系光学系统统 聚光光学系聚光光学系统统接收目接收目标标或景物或景物辐辐射，聚焦于探射，聚焦于探测测器器扫扫描光学系描光学系统统产产生生扫扫描光描光栅栅，使分，使分立探立探测测元件能元件能够获够获取取大范大范围围景物景物图图像像 光机扫描型热成像系统以瞬时视场为单位，用光机扫描方法来覆盖总视场。49.四、四、红红外外热热成像系成像系统统通通光光孔孔径径和和相相对对孔孔径径大大，工工作作波波段段宽宽，像像差差校正困校正困难难。折反式：主镜与次镜均采用球面镜，加入补偿透镜校正像差红红外光学系外光学系统统的特点的特点物物镜镜系系统统 反射式：光能损失小、不产生色差，但是视场小、体积大，有次镜遮挡；折射式：结构简单，装校方便，可以满足大视场和大孔径成像的要求；50.四、四、红红外外热热成像系成像系统统辅辅助光学系助光学系统统 场镜场镜 指加在像平面或像平面附近的透指加在像平面或像平面附近的透镜镜，用来，用来扩扩大大视场视场，使探，使探测测器接收的器接收的辐辐照均匀；照均匀；光光锥锥利用利用圆锥圆锥的高反射率聚光，的高反射率聚光，缩缩小探小探测测器尺寸；器尺寸；中中继继光学系光学系统统便于探便于探测测器件的器件的结结构安排；构安排；前置望前置望远远系系统统 减小光学减小光学扫扫描器件的尺寸。描器件的尺寸。51.四、四、红红外外热热成像系成像系统统扫扫描系描系统统 平行光束平行光束扫扫描（物方描（物方扫扫描）描）扫描器在聚光系统之前，扫描镜尺寸大，扫描速度慢，像差校正简单，对聚光光学系统要求不高；会聚光束会聚光束扫扫描（像方描（像方扫扫描）描）扫描器安置在聚光光学系统和探测器之间，对像方光束进行扫描。尺寸小，扫描速度高。对聚光光学系统有较高要求。52.扫扫描描方方案案 反射镜鼓行扫描、摆镜场扫描反射镜鼓行扫描、折射镜场扫描适于小视场单元器件扫描用，不适合高速扫描用扫描效率高，像差校正有难度53.四、四、红红外外热热成像系成像系统统4.1.2 多元探多元探测测器器热热成像系成像系统统 将多元探测器按不同方式排列起来分解景物，可以改进每帧、每分辨单元的信噪比，提高系统的性能。基本摄像方式 并联扫描摄像方式 串联扫描摄像方式54.四、四、红红外外热热成像系成像系统统优优点：系点：系统统灵敏灵敏度高，度高，对对探探测测器器速度要求不高；速度要求不高；缺点：探缺点：探测测器数器数量多，量多，电电路和材路和材料工料工艺艺复复杂杂。并并联扫联扫描描摄摄像方式像方式55.四、四、红红外外热热成像系成像系统统串串联扫联扫描描摄摄像方式像方式优优点：探点：探测测器性能均器性能均匀，匀，图图像缺陷少，信像缺陷少，信噪比提高噪比提高 倍，信倍，信号号处处理容易，不需要理容易，不需要扫扫描描变换变换就可以得到就可以得到标标准准视频视频信号；信号；缺点：缺点：对对探探测测器速度器速度要求高。要求高。56.四、四、红红外外热热成像系成像系统统4.1.3 红红外探外探测测器（核心器件）器（核心器件）红红外探外探测测器是器是红红外外辐辐射能的接收器，它通射能的接收器，它通过过光光电变换电变换作用，将接收的作用，将接收的红红外外辐辐射能量射能量变变为电为电信号，信号，经过经过放大、放大、处处理，形成理，形成图图像。像。热热探探测测器器如热敏电阻、热电偶、热释电探测器等，是吸收红外辐射，使敏感元件温度上升，由此引起物理参数改变的探测器。57.四、四、红红外外热热成像系成像系统统 光子探光子探测测器器 光子探测器是通过光子与物质内部电子相互作用，产生电子能态变化而完成光电转换的探测器。光子探测器在响应灵敏度和响应速度方面均优于热探测器，应用广泛。光导型半导体电导率增加光伏型半导体PN结形成电子空穴对，产生电势58.四、四、红红外外热热成像系成像系统统 探测器致冷要求不宜太高（小型化）。对红对红外探外探测测器的基本要求器的基本要求 探测率要高，提高系统的热灵敏度；工作波段与检测目标的辐射光谱要适应，以便接收尽可能多的红外辐射；用于并扫的多元探测器，各单元探测器的 特性要均匀；探测器响应速度要快，以适应快速扫描；59.四、四、红红外外热热成像系成像系统统4.1.4 致冷器致冷器 致冷器的作用是降低致冷器的作用是降低红红外探外探测测器的噪声，器的噪声，使其在低温状使其在低温状态态工作。工作。由致冷剂变相吸收热量而致冷B.焦耳焦耳汤汤姆姆逊逊效效应应致冷致冷C.辐辐射射热热交交换换致冷致冷D.温差温差电电致冷致冷A.变变相致冷相致冷高压气体节流循环致冷高温物体辐射能量降温利用直流电通过半导体电偶对的珀尔帖效应致冷60.四、四、红红外外热热成像系成像系统统显示可以采用发光二极管和CRT。4.1.5 信号信号处处理与理与显显示示 信号处理与显示的基本任务是形成与景物温度分布相对应的视频信号，然后根据景物各单元对应的视频信号标出景物各部分的温度，并显示出景物的热图像。信号处理部分包括：前置放大、主放、自动增益控制、限制带宽、检波、鉴幅、多路传输和线性变换。61.五、微光成像系五、微光成像系统统 微微光光成成像像系系统统是是一一种种利利用用光光增增强强技技术术的的光光电电成成像像系系统统，可可以以在在极极低低照照度度（10-5lx）下下工工作作，应应用用领领域域涉涉及及军军事事、天天文文、公公安安执执法法、生物医生物医疗疗等。等。微光成像系微光成像系统统直直视视系系统统（微光夜（微光夜视仪视仪）间视间视系系统统（微光（微光电视电视系系统统）62.五、微光成像系五、微光成像系统统5.1 微光夜微光夜视仪视仪 夜空自然微光照射目标，经目标反射的微光辐射进入光学系统物镜，物镜把目标成像于焦平面的像增强器光阴极面上，像增强器对目标像进行光光电转换电转换、电电子成像子成像和亮度增亮度增强强，显示于荧光屏。工作原理工作原理 由于工作时只靠夜天光照明而受自然照度和大气透明度影响大，图像平淡而层次不够分明。63.五、微光成像系五、微光成像系统统直直视视微光夜微光夜视视系系统统目目标标目目镜镜系系统统人眼人眼像增像增强强器器高高压电压电源源物物镜镜系系统统核心器件：把微核心器件：把微弱的光弱的光图图像增像增强强到足到足够够的亮度，的亮度，以便人眼以便人眼进进行行观观察察不用人工照明是其最主要的优点64.五、微光成像系五、微光成像系统统 微光像增微光像增强强器器 图像传递信噪比高 微光像增强器是一种电真空成像器件，主要由光阴极、电子光学系统和荧光屏组成。图像增强包括三个环节：外光电效应、加速聚焦、可见光（荧光）成像。技技术术要求要求 足够的亮度增益；低背景噪声；高响应度 好的调制传递特性 响应速度快65.五、微光成像系五、微光成像系统统 微光像增微光像增强强器器经历经历了三代微光器件了三代微光器件的的发发展展过过程：程：级联级联式像增式像增强强器：器：体积大，防强光能力差；带带微通道板的像增微通道板的像增强强器：器：信噪比低，探测距离有限；半半导导体光阴极像增体光阴极像增强强器：器：体积小，灵敏度高，成本高66.五、微光成像系五、微光成像系统统5.2 微光微光电视电视系系统统 工作原理工作原理 微光摄像机将目标及其背景在夜天光辐照下的反射光亮度分布，通过电视扫描方法变成按时序分布的视频信号，再通过控制器进行处理后，输入监视器进行显示。微光微光电视摄电视摄像机像机传输传输通道通道接收接收显显示装置示装置组组成部分成部分67.五、微光成像系五、微光成像系统统微光微光电视电视系系统统框框图图微光物镜微光摄像管扫 描同 步放大电路发 射接收放大电路电视显示扫 描同 步电光转换光电转换光缆电缆68.五、微光成像系五、微光成像系统统微光微光电视电视系系统统的特点的特点（与肉眼或普通光学（与肉眼或普通光学仪仪器相比）器相比）入瞳直径大，光子数可达人眼1000倍以上；光阴极面面积比人眼视网膜大很多；光阴极量子效率高；利用数字图像处理技术提高图像质量；可在一帧时间内积累信息，提高信噪比。69.五、微光成像系五、微光成像系统统微光微光电视电视系系统统与微光夜与微光夜视视系系统统相比：相比：可以实现图像远距离传输；可以多人、多地点同时观察；便于录像和遥控摄像；可与光电自动控制系统结合构成电视跟 踪系统。70.六、小六、小结结与作与作业业重点掌握以下内容：1.红外辐射的特点与传播规律；2.红外变像管的结构与工作原理；3.红外探测器的类型及致冷器的作用；4.微光像增强器的工作原理及类型。71.六、小六、小结结与作与作业业作业：1.红外探测器有哪些特性参数？分别代表什 么意义？2.解释红外变像管的选通原理。72.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用 1933年，哥本哈根大学国家医院的哈克塞森首先把红外摄影技术用于皮肤病学的研究，此后人们就把这一方法广泛地应用于医学医学实实践践。医学医学红红外外摄摄影技影技术术主要考主要考虑虑三个方面三个方面：皮肤和皮下组织对红外光的反射、散射和透射特性 能穿透机体红外光源的光谱分布 能记录红外光的胶片和感光板的光谱响应一、皮肤病学一、皮肤病学 红外摄影首先用于医学方面的是检查皮肤疾病，它可以提供浅表痂皮下面愈合过程和皮下静脉情况。73.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用二、静脉摄影 结合常规的摄影技术，红外摄影方法可以显示出静脉曲张的特征性异常表现。它表现为在正常小腿上能见到比较细直的分枝，形成多边形的网状结构。在静脉曲张病例中，常见到蜿蜒弯曲的分枝增粗成静脉小岛，它在红外照片中清楚地显示出来，而用普通摄影或肉限是看不出来的。三、血液循环的研究 利用红外照片来记录乳房和腹部浅表静脉的图形和大小变化，可以研究血液运行状况。比如，初产妇和多产妇在妊娠时，红外照片上的血流状况是不一样的。74.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用 由于血液中各种成分对红外光的吸收作用不同，可作临床疾病的更深入研究。比如硝基苯胺中电会引起小腿血管郁滞，红外照片可以清楚地显示出来；肾上腺素对正常人和高血压病人有影响，可以从指甲的红外照片上反映出来；此外，红外照片还可探索结核菌素和其它皮肤试验的反应。四、透照技术 采用黑白和彩色红外透照技术检查儿童头颅疾病，不仅毫无痛苦，而且比脑室造影检查安全。其中，彩色红外透照方法特别有价值，因为它可以同时把可见光和红外光的透射部分记录下来，而且，在照片上显示出重要的颜色差别。用这种方法可以将脑积水与更为严重的脑内积水加以监别。75.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用五、肝病理学 红外摄影对肝硬化的诊断有很大帮助，它可以把肝硬化与肝癌等区别出来。早期的肝硬化，没有明显的侧支循环，而晚期的肝病中有非常清晰的分枝静脉图像，成为肝硬化病症的特征。六、肿瘤的研究 应用黑白和彩色红外摄影技术常常可以发现肿瘤。生长在体表上或接近体表的早期恶性肿瘤，其周围会有血管增多或异常条纹，表示了肿瘤血液的供给有不同程度的增加，这可作为确定有否恶性瘤的辅助手段。临床上已证实，乳腺癌在红外照片上显示为供血增多，病变一侧可清晰看到肉眼不能见到的静脉充血。76.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用七、牙科 牙齿的红外照片，釉质一艇比牙质显得阴暗，而龋齿前向的退化釉质则相反，健康的门齿边缘呈白色，在正常情况下随着牙质的增加光亮度也均匀增加，釉质不均处的色调较淡。退化釉质对红外光有很高的反射率，并有中等的红外发光强度。与牙齿有关的成份如磷灰石的反射率和发光强度都很低。八、眼科对红外光的反射率随眼睛色素的颜色而异。临床实践表明，用彩色红外胶片进行眼科学研究是一个卓有成效的方法。在彩色红外幻灯片上正常眼底呈现黄绿色，伴有棕红色的静脉和黄色的动脉。血管纹理在照片上呈紫灰色。77.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用 正常人体的温度分布具有一定的稳定性和对称性。因此，人体温度分布的某处改变（一般是由血流和代谢的改变引起），即表示该处疾患的产主和存在。各种疾病所产生的局部新陈代谢的异常活跃与减低与周围组织温差的红外热图，为判断疾病和疗效观察提供了较客观的依据。红外热图的一般诊断方法 统一的特定温度条件下：20 对称部位比较 全身综合分析 生理解剖系统分析 结合主述、病史、查体、特殊检查综合判定 自身相比较、与他人相比较78.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用红红外外热图热图的的诊诊断断标标准（准（20)诊诊诊诊 断断断断表表表表 现现现现炎症炎症患部温度比周患部温度比周围围正常正常组织组织增高增高0.50.50.70.7溃疡溃疡患部温度比周患部温度比周围围正常正常组织组织增高增高0.70.71.01.0癌癌变变患部温度比周患部温度比周围围正常正常组织组织增高增高 1.01.0低温区低温区病病变变区域与正常相比温差区域与正常相比温差-0.2-0.2高温区高温区病病变变区域与正常相比温差区域与正常相比温差 1.2 1.2常温区常温区双双锁锁骨上、骨上、头头、下腰、后、下腰、后颈颈背部、手、双液下、肘背部、手、双液下、肘窝窝、双、双髂髂腹腹股沟股沟血管影像血管影像增粗、中断、增粗、中断、团团状（瘤）、扭曲（状（瘤）、扭曲（压压迫）、迫）、卫卫星影像（星影像（恶恶性瘤）性瘤）区形式区形式片状、条状（片状、条状（强强直性脊状炎）、直性脊状炎）、带带状、次状、次热热区、点状、不区、点状、不规则规则79.附附录录：红红外成像的医学外成像的医学应应用用红红外外热图热图的的诊诊断断标标准（准（20)诊诊诊诊 断断断断表表表表 现现现现正常正常热图热图指指人人体体组组织织双双侧侧对对比比温温度度基基本本相相等等，温温差差小小于于0.20.2，血血管影像清晰，双管影像清晰，双侧对侧对称。称。良性良性热图热图（低温差（低温差热图热图）指指患患病病处处与与对对侧侧差差0.20.20.70.7之之间间，患患侧侧血血管管影影像像稍稍增增粗粗,但双但双侧对侧对称。称。异常异常热图热图（多（多样样性）性）指指患患病病处处与与对对侧侧相相应应部部位位正正常常组组织织相相比比较较，温温差差范范围围在在0.8 0.8 1.21.2之之间间，患患侧侧血血管管影影像像明明显显增增粗粗，增增多多、但但仍仍对对称。称。该热图该热图疑疑恶变恶变，嘱病人随，嘱病人随诊诊。恶恶性性热图热图（高温差（高温差热图热图）指患病指患病处处与与对侧对侧相相应应部位正常部位正常组织组织相比相比较较，其温差大于，其温差大于1.21.2以上，血管影像增粗，中断、成以上，血管影像增粗，中断、成团团、扭曲等，双、扭曲等，双侧侧明明显显不不对对称。称。80.附附录录：红红外外热图热图示例示例正常人体正常人体远红远红外外热图热图 锁锁骨骨处处及及淋淋巴巴处处代代谢谢旺旺盛盛，出出现现正正常常均均匀匀的的热热区区，两两乳乳正常，温度微低。正常，温度微低。正常人体腹部，两正常人体腹部，两侧侧温温度分布基本度分布基本对对称，称，脐脐部部为为正常的正常的热热区，脂肪厚区，脂肪厚的地方温度的地方温度较较低，两乳低，两乳为为正常微冷区正常微冷区 正常人的腿部，双正常人的腿部，双腿基本腿基本对对称，双足称，双足由于由于负负重重过过久而血久而血流不流不畅畅，导导致低温致低温 81.附附录录：红红外外热图热图示例示例正常乳房正常乳房热热像，两像，两侧侧乳房基乳房基本本对对称，两乳下称，两乳下窝处为窝处为正常正常的的热热区，区，对对肝病判断的肝病判断的时时候候要注意考要注意考虑虑此此问题问题。乳。乳头为头为正常的冷区。正常的冷区。在在乳乳腺腺早早期期癌癌变变尚尚未未形形成成明明显显的的肿肿块块时时，其其局局部部组组织织即即会会产产生生相相应应的的变变化化，如如局局部部血血管管增增生生、扩扩张张、迂迂曲曲（热热图图显显示示为为血血管管倒倒粗粗或或环环状状和和网网状状血血管管），局局部部组组织织代代谢谢旺旺盛盛，其其温温度度即即可升高。可升高。箭箭头处头处即即为为乳腺癌区乳腺癌区82.附附录录：红红外外热图热图示例示例左乳确左乳确诊诊乳腺癌，乳腺癌，远远红红外外热热像像显显示，血管示，血管明明显显增粗、代增粗、代谢谢旺盛。旺盛。整体温度明整体温度明显显高于右高于右乳。乳乳。乳窝处窝处的的热热区区为为正常的升温。正常的升温。左左侧侧热热图图为为一一乳乳腺腺癌癌患患者者，内内部部有有明明显显的的肿肿块块，已已经经坏坏死死，右右边边为为X光光图图片片，互互相相印印证证，X光光中中的亮的部分的亮的部分为为已已经经坏死的坏死的肿肿瘤。瘤。83.附附录录：红红外外热图热图示例示例静静脉脉曲曲张张患患者者的的腿腿部部远远红红外外热热像像，血血管管明明显显增增温温、增增粗粗，箭箭头头所指所指处处尤尤为为明明显显。脉脉管管炎炎患患者者的的腿腿部部远远红红外外热热像像图图，患患腿腿由由于于血血管管疾疾病而血流不病而血流不畅畅，导导致低温。致低温。84.附附录录：红红外外热图热图示例示例静静脉脉炎炎是是静静脉脉血血管管发发炎炎，热热图图表表现现为为局局部部热热区区明明显显扩扩大大。脉脉管管炎炎是是中中小小动动脉脉血血管管壁壁发发炎炎引引起起的的肢肢端端发发凉凉，坏坏疽疽，从从热热图图反反应应手足部及前下肢温度偏低。手足部及前下肢温度偏低。左左膝膝关关节节软软组组织织炎炎。热热图图显显示示左左膝膝关关节节局局部部团团状状增增温温（箭箭头头所所示示），温温差差0.71.2度不等。度不等。85.附附录录：红红外外热图热图示例示例某某些些糖糖尿尿病病患患者者会会出出现现一一种种称称之之为为“糖糖尿尿病病足足”的的并并发发症症。它它的的病病理理变变化化是是糖糖尿尿病病后后期期全全身身性性血血管管狭狭窄窄，尤尤其其以以下下肢肢血血管管狭狭窄窄为为甚甚，血血管管明明显显减减少少，致致使使局局部部组组织织缺缺血血缺缺氧氧，最最后后发发展展为为不不可可逆逆的的组组织织坏坏死死，不不得得不不进进行外科截肢手行外科截肢手术术。雷雷诺诺氏氏病病，双双手手缺缺血血，温温度度较较正正常常温温度度低低 23。手手指指与与手手背背温温差差梯梯度度较较大大。手手指指平均温度平均温度较较手背平均低手背平均低 23。86.附附录录：红红外外热图热图示例示例雷雷诺诺氏氏病病，双双手手弥弥漫漫性性高高温温充充血血，手手指指的的平平均均温温度度手手指指的的平平均均温温度度较较手手背背温温度度高高23度度。手手指指与与手手背背温温度度呈呈异异常常的的反反相相性性热热图图像像分分布。布。腱腱鞘鞘炎炎，热热图图显显示示：右右手手第第五五掌掌骨骨病病灶灶区区温温度度增增高高，范范围围局局限限，温差温差0.81.2。87.附附录录：红红外外热图热图示例示例脑脑血血栓栓患患者者的的远远红红外外热热图图，该该患患者者热热像像检检查查显显示示：左左颈颈动动脉脉的的分分支支颞颞浅浅动动脉脉、上上颌颌动动脉脉面面动动脉脉所所分分布布区区域域（前前额额区区、两两侧侧区区、面面颊颊级级口口周周）均均呈呈低低温温缺缺血血状状，提提示示左左颈颈动动脉脉附附壁血栓形成。壁血栓形成。强强直直性性脊脊柱柱炎炎（AS)患患者者的的脊脊背背热热像像图图，以以后后正正中中线线的的棘棘突突为为中中心心的的自自颈颈背背至至腰腰骶骶部部的的异异常常热热区，如同一条彩区，如同一条彩带带。88.附附录录：红红外外热图热图示例示例腰腰肌肌劳劳损损，腰腰椎椎体体两两旁旁韧韧带带呈呈条条索索状状增增温温，病病变变范范围围局局限限（箭箭头头所所示示），温差在，温差在0.71.0。肝肝癌癌患患者者的的腹腹部部远远红红外外热热像像图图，肝肝部部明明显显代代谢谢旺旺盛盛，温温度度升升高高，此此人人的的右右乳乳也也有些增生迹象。有些增生迹象。89.附附录录：红红外外热图热图示例示例颈颈椎椎病病热热图图，能能显显示示出出相相应应骨骨赘赘压压迫迫椎椎动动脉脉即即椎椎间间盘盘变变性性变变薄薄后后椎椎动动脉脉发发生生弯弯曲曲致致局局部部血血流流量量减减少少（呈呈低低温温区区）或或骨骨赘赘刺刺激激交交感感纤纤维维或或星星状状神神经经节节，引引起起椎椎动动脉脉收收缩缩，呈呈局局部部供供血血不不足足，并并致致其其所所辖辖部部位位营营养障碍。养障碍。90.红红外外热热成像系成像系统统（二）（二）光机光机扫扫描型描型热热成像系成像系统统工作框工作框图图电电 源源电电源的源的调节调节与分配与分配视频监视视频监视视频记录视频记录视视频频处处理理前前置置放放大大探探测测器器制冷器制冷器光光机机扫扫描描同步同步扫扫描描光光谱谱滤滤波波物物镜镜系系统统目目标标辐辐射射91.