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08 Oct 2020
應用新知
專欄|紅外線熱像儀立大功!與醫學密不可分的關係

經過此波新冠肺炎(Covid-19)疫情之後,各大醫療院所、大型公共場所等地廣用紅外線熱像儀快速篩檢表面溫度以輔助額溫槍、耳溫槍等體溫量測。不僅大眾對熱像儀的熟悉度增加,熱像儀也成為了大家趨之若鶩購買的工具。未來廣設熱像儀的情況,可預見成為常態。

延伸閱讀》》》 FLIR紅外線熱像測溫儀即時量測體表溫度,有效地達到快速篩檢的目的

 

圖:北榮鳳林分院安裝現場照(來源:強將)
 

實際上,紅外線熱像測溫儀與醫學的關係,並不是近年才開始,也絕非只作表面溫度快篩之用。紅外線測溫技術在醫療技術之研究、精密儀器的生產上,早已經是不可或缺的角色。

 

更精確、更即時的溫度數據

對於開發或生產醫療器材的產業來說,溫度資料的收集與觀測,一直是產品設計上極為重要的一環。若是妥協於堪用的測溫設備,不僅容易因不察之故障造成損失,更會因為不精確的溫度數據,增加不必要的開發成本。


過去業界普遍使用的測溫設備,多為探針型測溫器(熱電偶、電阻溫度計、熱敏電阻等)和點溫槍。但這兩種設備都有著「速度慢」或「量測不便」的缺點,更無法綜觀整體設備的溫度分布狀況,容易遺漏設備運作時的異常溫升,而錯失了解決問題的黃金時間點。
 

使用紅外線熱像測溫儀,則完全不受上述缺點的限制。非接觸式的測溫方式,不僅能夠獲得更多、更精確的溫度數據,更能觀測到即時的溫度分布情形。大幅提升設計與生產環節的效率,減少不必要的錯誤,節省開發成本。

左圖:快速運動的物體也能輕易量測溫度;右圖:可以同時量測多點溫度(來源:FLIR

 

學術研究的最佳夥伴

紅外線熱像測溫技術也廣受到研究單位的青睞,對於加速新興醫療技術的發展與改良上,助益良多。


例如:當特定組織細胞受到刺激時,會自體產生螢光反應。此特性在臨床上多用於區別健康細胞與癌細胞,尤其在手術清除癌細胞時能夠更明確的掌握界線,不僅能夠清除徹底,也能夠減少健康組織的損傷。近來有學術單位嘗試去連結產生螢光和溫度之間的關係,唯有非接觸式的紅外線測溫技術才能夠提供品質優良的溫度數據,幫助研究的進行。

圖:研究單位利用熱像儀觀察細胞組織的溫度狀況(來源:FLIR


 

在牙醫學上,了解牙齒溫度的狀態對於牙齒重建、修補也是重要的面向。牙齒鑽孔時鑽頭旋轉時產生的熱效應,若溫度達到攝氏56度至60度左右,便會對骨組織有害,有可能導致變異;若是牙根溫度超過攝氏47度,可能會對牙骨質、牙周組織、牙槽骨等周邊組織造成熱傷害。紅外線測溫技術便能夠直接觀測到牙齒在進行鑽孔時的溫度變化,進而去決定鑽孔的時間長度、鑽孔的器具選擇與冷卻的方式。

圖:鑽牙時的溫度分布狀況清楚呈現於熱像(來源:FLIR

 

圖:鑽牙同時輔以水冷卻,紅外線熱像清楚呈現牙齒熱分布(來源:FLIR

 

 

植入人工耳蝸(人工電子耳)的手術十分複雜且侵入性高,手術時溫度的掌握也是極為關鍵。因為要將人工耳蝸植入在耳朵後面的皮膚下,鑽孔時的升溫,極為容易傷害到臉部神經。故透過紅外線測溫儀,能夠精確的顯示每分每秒的溫度情形,幫助技術的開發研究,改善現有手術方式,如:鑽頭種類、鑽孔頻率、冷卻機制等。

圖:可以於鑽孔時,持續觀測物體的溫度變化(來源:FLIR

 

熱像儀在台灣醫界的推廣及運用

強將公司在紅外線領域耕耘多年,也和各大醫療院所、學術機構有長期的合作關係。除了在SARS和新冠肺炎(Covid-19)疫情期間,不遺餘力地供應各處最高品質的紅外線熱像儀之外,強將也一直與疾管署密切合作。2003年起,便將紅外線測溫技術導入體表溫度監控,協助機場在出入境通道處安裝熱像儀以監測入境者的體表溫度狀況,在國門第一線為全民把關。

 

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2007年時,將紅外線熱像檢測技術導入醫學領域,協助台大醫學院進行乳癌研究。2015年時,協助高雄醫學院附設醫院及長庚中醫部進行針灸研究,精確觀測人體針灸部位的溫度分佈情形,取得更有效的治療方法。同年新北市八仙樂園不幸發生塵爆,強將公司也提供FLIR紅外線熱像儀,協助台大醫院進行傷者皮膚的移植研究。

圖:視覺化人體皮膚溫度的分布差異(來源:強將)

 

結論
醫學研究與醫材研發關係到人體的健康,些微數據的差異皆可能影響到最後的結果。非接觸式的紅外線測溫技術,擁有溫度即時呈現、視覺化溫度整體分布的優勢,才能有效地幫助學術研究及產品開發。

 

 

參考資料

  1. From "Guess" To "Best": How Infrared Cameras Are Increasing Accuracy And Insight In Product Testing. 
  2. FLIR Thermal Science Cameras Support Medical Research
  3. The evaluation of increase and distribution of temperature during the dental drilling using a thermal imaging camera
  4. FLIR Thermal Cameras Help To Reduce The Invasiveness Of Cochlear Implant Surgery

 

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