红外热成像对软组织筛查，评估踝关节生理变化

多年来，随着技术的发展，红外热成像技术利用了纳米技术和透镜工程技术在人体工程学上取得了飞跃。在过去的20年中，红外热成像技术已经获得了合理的应用，特别是在临床上它具有用于软组织筛查的潜力。

总体而言，健康人在热量分布方面表现出双侧对称性。通常，皮肤温度差不超过0.25°C，而高于0.65°C的温度差经常与病理相关联。超过200例患者的脚踝受伤表明：当双腿与周围组织表现出等温线时，这种损伤将在1-2周内解决；受伤部位与周围组织之间的单边体温在1-4°C之间，或者当扭伤的脚踝和未受影响的腿之间的这种热不对称范围为1.5°至2.0°C时，康复大约需要四个星期。最近的研究已经观察到，踝关节扭伤会显示出由于受伤而引起的温度变化，随着损伤严重程度的增加，温度变化也随之增加。当将患病的脚踝与未患病部位进行比较时，温度的升高尤为明显。

图为运动前后的红外热像图，表明人群样本的温度趋势

无论用户是医务人员，科学家，教练员乃至运动员，红外热成像都能直接反映运动员的体格。此外，红外热成像为评估肌肉酸痛的治疗提供了途径，并进一步提供了针对肌肉疲劳对策的反馈。由于红外热成像的非技术性和用户友好性，即使是与临床医生不相关的业余爱好者也可以执行此评估，以明确指出韧带拉伸或破裂的起源。

通过使用红外热成像，可以深入了解损伤的类型，损伤的程度以及恢复率。该技术的无创性以及可视化评估使运动员免于更长的康复等待时间并避免进一步的伤害，因为运动员在等待寻求帮助之前通常要等待数周甚至数月。由于感觉上的偏差，运动员无法查明身体疼痛的直接原因，但是红外热成像的特异性和敏感性可以指导医师或治疗师的工作重点，从而更快地局部解决问题。在受伤前后对运动员进行定期检查可以帮助教练根据在关节，韧带和肌肉上的压力来适应负荷，从而始终监控并避免过度训练造成的伤害，并在下一次训练之前留出足够的恢复时间。

图为受伤的左脚外侧在三个不同区域的红外热像图

因此，本研究旨在检查功能性红外热成像在评估运动或受伤导致的踝关节生理变化方面的适用性。当前的研究包括一例脚踝扭伤和一系列理疗后温度行为的病例报告。20名参与者进行了30分钟的跑步机跑步训练，并记录了休息和运动后脚踝的照片。观察到，进行体育锻炼的参与者的脚踝温度在考虑到脚踝的内侧和外侧后平均上升了2.4°C。此外，患者的左脚踝似乎比未受影响的右脚踝温度高2.5°C。

图为受伤的左脚内侧在三个不同区域的红外热像图

通过获得的结果，我们已经证实红外热成像足够灵敏，可以描绘出病理以及组织应变的温度变化。尽管运动和损伤可能以相似的热模式表现出来，但踝关节扭伤表现为覆盖范围更广的集中热斑片，其中热分段在周围组织中广泛传播。红外热成像为筛选软组织应变和损伤提供了可靠的工具。实施的分析方法提供了一种建议的简单方法，不仅可以直观地看到创伤，还可以看到身体疲劳。

红外热成像可以在任何环境设置中用作相邻工具，以独立于常见的主观评估方法（例如，疼痛和生物运动受限）评估软组织损伤的程度。尽管有关运动医学的这种技术仍未得到很好的开发，但可以与主流工具（如MRI核磁共振）一起使用，以评估康复水平和恢复率，从而定量评估运动员接受的治疗水平。

参考资料：

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