[推荐]什么是TTM-热断层成像系统

一、热断层成像技术产生的技术背景
   
    众所周知正常人体是一个代谢基本平衡的热辐射体，若某一区域的新陈代谢出现异常活跃或减低，则提示该部位组织细胞发生了异常，出现病理性改变。在六十年代 初，国外就利用该原理研制出了通过检测人体表面温度的红外热像装置，目前市场上国产及国外的热像仪种类较多，由于这类红外热像仪仅能检测人体表面温度，对 浅表部位的肿瘤诊断、乳腺癌的早期诊断、断肢再植成活情况的鉴别、皮肤伤痛的评价等方面，有一定临床应用价值，但对于无损伤地检测人体深部组织的热辐射状 况，以期获得对病变的鉴别和定性诊断、热断层图像的研究方面，国内外许多学者和科研机构都进行了研究，但多年来，由于体内热辐射的复杂性，国内外在此领域 直到1997年无突破性进展。
   
    就在国内外学术界普遍认为热像技术研究进一步发展的前景很困难的形势下，贝亿集团（BIOYEAR GROUP INC.）专家通过八年多的努力，终于在远红外人体成像理论上获得实质性突破，并研制出了世界第一台热断层成像系统（Thermal Texture Maps System），简称热断层，又称TTM系统。该系统与一般红外热像仪不同之处是经过热断层可以测出热源的深度、形状、及热辐射值。探测器灵敏度高，能测 出人体内部由于功能异常而产生的0.05 相对热辐射度的变化，可对人体全身各部位进行扫描，目前每帧对于机械扫描型只需5秒时间，电子扫描型每秒可高达30帧。这种扫描系统的优点是被动接受人体 的热辐射，不象其它医学影像设备需用X射线、超声波、放射性核素、强磁场等通过人体，因而对人体无损伤，对环境无污染，被许多环保组织称之为绿色系统。目 前该系统通过对几十万例患者的扫描数据的分析研究和应用及改进，经临床使用证明其综合诊断功能已优于目前世界先进的其它类型影像诊断设备，是九十年代继 X-CT、MRI、彩超等医学影像技术之后的又一突破。它与以往的组织形态学影像技术不同，开辟了以功能学为主的医学影像技术新领域，同时还具有目前其它 影像诊断设备所无法做到的人体器官代谢功能影像显示，特别是对人体代谢状况的数字可视化，使人类有史以来第一次可以评估人类思想的状况。另外该技术的问世 还将对祖国传统中医理论的科学实践及总结产生巨大影响，并使中医学的辨证施治几千年来第一次具有了自己的医学诊断数据和医学影像显示手段

二、红外线的物理性质及热扫描诊断原理
   
      红外线也是一种电磁波，与微波的差别在于所属波段的不同，红外波长范0.72-1000μm。红外线在工程中应用时常进一步被划分为近红外，中红外和远红外。目前常采用的划分方法如下图所示：

 

    红外线又称为热线，以热效应著称。根据黑体辐射理论，温度高于绝对零度（-273℃）的物体均能产生电磁波辐射，不同的物质辐射的能量和方式有所不同，各 有各的规律。人体是个天然辐射体，而且具有高达0.98的辐射率，几乎接近黑体辐射。根据普朗克光量子理论计算，人体辐射的峰值波长为9.3482μm， 按照人体各部分热辐射度的差别（包括体内），峰值在8-12μm之间，主要红外辐射能量分布范围在2-20μm，此能量根据波长被划分为远红外线，为不可 见光。人体内部的细胞在进行新陈代谢的过程中产生热量，形成热辐射，不同细胞产生的热量不一，热量由体内向体表传递，不同细胞的热量传递均有一定的规律。
   
      热断层成像系统的原理是利用红外热辐射接收扫描器接收人体细胞新陈代谢过程中的红外线辐射信号，经计算机处理、分析，基于特定规律和算法重建出对应于人体 所检查部位的细胞相对新陈代谢强度分布图，并加以断层，测量出热辐射源的深度和数值，依据正常与异常组织区域的热辐射差来评估人体的健康状况，为定性诊断 疾病提供定量依据。这是该系统区别于其它红外热像仪的根本之处。
   
      由于热断层成像系统是根据功能学原理设计而成，因此它能在细胞组织新陈代谢发生变化时实时捕捉到信息，并根据正常细胞与非正常细胞代谢的热辐射差、经计算 机专家系统分析处理后，在屏幕上以不同的色彩显示出人体细胞相对新陈代谢强度的分布情况，通过分析测量某一部位变化的程度，来判别人体该部位的病变性质， 并进行诊断。临床应用证明，它可以较早期发现无主诉或临床其它检查手段尚未发现的病灶，尤其是对癌前期、早期及原发癌的鉴别诊断、指导临床治疗提供了极有 价值的参考。

三、热断层成像系统结构及组成
   
      热断层成像系统由控制系统、扫描系统和扫描床组成，如下图所示。控制系统包括控制台、主机、彩色显示器、彩色打印机等。操作者通过控制台对扫描系统和扫描床进行控制。
   
      扫描系统包括扫描头、扫描架和扫描架外罩三部分、扫描架置于扫描架外罩中，新型扫描架二者合一，扫描头通过云台架设在扫描架上。扫描头通过控制台可作升 降、左右及上下旋转扫描。并可进行图像的聚集、扫描的启动和停止控制。扫描床可沿轨道进行前后移动，其下部的旋转盘可进行360度正反旋转，转动扶手可以 升降并随下部旋转盘随动旋转。
   
      整个系统的配置充分考虑到临床检查的需要，既可站位，也可坐位或卧位进行方便的扫描。

四、热断层成像系统应用特点及前景

（1）应用特点
      由于热断层成像系统在扫描过程只接收人体热辐射，对人体无介入损伤，对环境无污染，热扫描过程灵敏快捷，无需特殊准备，可以同时进行多部位的扫描，如头、 颈、胸、腹、盆腔等，操作简单，临床应用范围广，在癌前期预示、肿瘤的鉴别诊断及普查 、心脑血管疾病、外科、皮肤科、妇科、五官科、中医、人体健康状态的综合评估以及对各类疾病的治疗和药物疗效过程及结果的观察、分析等方面都有着极其重要 的应用前景，是对我国目前现有医院已普及了CT、MRI及彩超等以组织形态学为主的影像设备、但又缺少以功能学为主的影像设备现状的完善和补充。   
      当前，癌症是主要威胁人类生命的疾病之一，也是各单位医药费支出的重点。各国的专家一致认为：癌症的早期发现，及时治疗是目前解决这类问题的重要途径。热 断层的问世，为癌症的前期、早期发现提供了新的手段，也为患者治疗赢得了时间。据临床应用统计，对早期恶性肿瘤诊断符合率已达81%;对早期心梗、脑出 血、栓塞可提出准确诊断和早期预示，其准确率可达85％以上：对甲状腺、乳腺、前列腺、妇科疾病诊断准确率可达95％以上。

（2）经济效益分析：
      该产品整机耗电功率小于800W，可谓高效益，低费用。在当今世界节能，安全、环保法规日益严格的情况下，热断层成像系统不但能满足绿色工程的要求，适应 国际发展趋势，同时又是一项非常适合中国国情的技术。据目前市场调查统计，多数使用单位约一年左右可收回设备投资成本。
      目前我国X-CT、MRI、彩超多集中于大、中城市的重点医院，由于价格昂贵、收费高，使多数中、小医院无力购买，绝大多数患者难以承受其费用，因此尚不 能普及：X光机虽然普及，但诊断范围有限：而热断层设备医院和个人均能承受。设备对环境的要求仅为一间20-30平方米带空调的房间，不需要特殊防护，节 能低耗，对环境无污染、对人体无伤害，已达到绿色工程标准，国内各级医院的现有房间条件均可达到。它可以提高基层医院的医疗诊断水平，同时也弥补了国内医 院诊断手段的不足。我国人口众多，人均收入普遍偏低，该设备的推出无疑将对我国现阶段医疗现状产生深远影响，社会和经济效益前景极大。

（3）应用前景
      由于该系统是近年内刚推出的新一代以功能学为主的医学影像技术设备，其鉴别方法和诊断图谱也正随着多学科应用的深入和普及逐步完善中。在利用该系统对许多 医学的特殊应用，如在放疗、热疗和化疗治癌过程中的疗效观察、中医人体平衡医学研究、磁疗疗效研究和小型化及车载式热扫描系统应用、人体心理数字可视化等 方面，正在进一步探索和发展中。同时由于应用的深入，一门新的学科《热断层医学评估学》已诞生，这是一个综合性的医学学科，将会对其它学科的进一步发展产 生影响。近期，面对世界乳腺癌的状况，美国国会拨巨款责成五角大楼召开了军事医学工作会议，以“从坦克到肿瘤”作为标题，介绍了TTM技术。它标志着一个 新的医学领域—预测医学领域的开始，一场发生在新世纪医学领域战略转变的完成。在国内，新的学科专业委员会已成立（中国人体健康科技促进会热扫描成像技术 学会），每年将定期进行学术交流及定期培训，相信不久将会给整个医学界的学术研究带来新的动力。由于该设备在肿瘤检查方面的独特功能，同时又具有广泛的应 用领域，必将会给人类带来巨大的社会效益和经济效益。专家预测：TTM系统这一新秀将对祖国传统中医理论、实践和以功能学为主的医学影像技术带来一场革 命，如果说中医医学理论是中华民族对世界医学的一大杰出贡献，那么热扫描成像技术又将是中国人对世界医学影像技术的又一贡献，对人类有史以来一直探索人类 思维的心理状况可视化的研究，将因TTM技术的出现得以重大的突破。