红外热成像 能检查什么
现在很多医院都采购了医用红外热像仪,不同的科室都有不同的应用,最常规的就是体检,像TMT生命热图,它是从头到脚覆盖身体每一个系统和脏器,只要身体有异常的,都会通过热源表现出来,我自己也亲身体验过,站在tmt-9000的舱体里,几分钟就完成体检,出来之后医生看着那个热图和我说,缺钙,静脉曲张,结石,颈椎和腰椎不好,所幸都是小毛病,但我觉得也特别神奇,就这样把我全身上下的毛病都看出来了。医用红外热像仪不仅可以做体检,也可以用在中医、疼痛、骨伤、肛肠、五官、皮肤、心脑血管、乳腺、心理等领域,而且它能够比CT,B超更早发现病灶,因为身体一旦有炎症,热源就会表现出来,通过热源的形状、大小评估师就能分析这个部位的情况。以一个肿瘤为例,B超和CT只能检查出0.5厘米以上,而红外热像仪在0.1厘米的时候就能发现出来,所以也叫早早期,而且这个仪器是没有任何辐射的,大量的医学文献也证实了这一点,可以反复检查,老人,孕妇,儿童也不例外。
医用红外热成像能检查什么呢?哪个比较好?
当人体某处发生疾病或功能改变时,该处血流量会相应发生变化,导致人体局部温度改变,表现为温度偏高或偏低。这就是热成像原理,可以准确判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度,为临床诊断提供可靠依据。根据这一原理,通过热成像系统采集人体红外辐射,并转换为数字信号,形成伪色彩热图,利用专用分析软件,经专业医师对热图分析,判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度,为临床诊断提供可靠依据。红外热像仪已在各大医院临床研究应用,并在头部、颈部、心血管、肺脏、乳腺、胃肠、肝、胆、前列腺、脊椎、四肢血管等各领域作为诊断应用,大部分热成像为局部的检测。与现有的CT、核磁、B超等影像学检查技术相比较,那么全身远红外热成像检查具有哪几大优势呢?一;全面系统。专业医生可以结合临床对患者全身情况进行全面系统的分析,克服了其他诊断技术局限于某个局部的片面性。现在应用远红外热像技术已经能够检测炎症、CA、结石、血管性疾病、神经系统、亚健康等100余种病症,涉及人体各个系统的常见病和多发病。二;有利于疾病早期发现。远红外热成像技术根据人体温度的异常发现疾病,因此能够在肌体没有明显体征情况下解读出潜在的隐患,更早地发现问题。有资料显示,远红外热图比结构影像可提前半年乃至更早发现病变,为疾病的早期发现与防治赢得宝贵的时间。三;“绿色”无创。远红外热成像诊断不会产生任何射线,无需标记药物,对人体不会造成任何伤害,对环境不会造成任何污染,而且简便经济。远红外热成像技术实现了人类追求绿色健康的梦想,人们形象地将该技术称为“绿色体检”。
红外线治疗对病人有什么帮助
红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下,组织温度升高,毛细血管扩张,血流加快,物质代谢增强,组织细胞活力及再生能力提高。摘自:上海麦森医疗(mdsin?com)。红外线治疗慢性炎症时,改善血液循环,增加细胞的吞噬功能,消除肿胀,促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性,有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时,改善组织营养,消除肉芽水肿,促进肉芽生长,加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤,促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连,促进瘢痕软化,减轻瘢痕状况
红外线有什么作用
1、医用红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下,组织温度升高,毛细血管扩张,血流加快,物质代谢增强,组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时,改善血液循环,增加细胞的吞噬功能,消除肿胀,促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性,有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时,改善组织营养,消除肉芽水肿,促进肉芽生长,加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤,促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连,促进瘢痕软化,减轻瘢痕挛缩等。2、红外线光源生活中高温杀菌,红外线夜视仪,监控设备,手机的红外口,宾馆的房门卡,汽车、电视机的遥控器,洗手池的红外感应,饭店门前的感应门。3、夜视仪具有成像清晰、制作简单等特点,但它的致命弱点是红外探照灯发出的红外光会被敌人的红外探测装置发现。20世纪60年代,美国首先研制出被动式的热像仪,它不发射红外光,不易被敌发现,并具有透过雾、雨等进行观察的能力。4、光波炉光波炉的烧烤管由石英管或者铜管换成了卤素管(即光波管),能够迅速产生高温高热,冷却速度也快,加热效率更高,而且不会烤焦,从而保证食物色泽。从成本上来讲,光波管成本只比铜管或者石英管增加几元钱,所以,光波管在微波炉技术上的使用非常普遍。5、热成像仪特点:由于各种物体红外线辐射强度不同、从而使人、动物、车辆、飞机等清晰地被观察到,而且不受烟、雾及树木等障碍物的影响,白天和夜晚都能工作。是目前人类掌握的最先进的夜视观测器材。但由于价格特别昂贵,目前只能被应用于军事上,但由于热成像的应用范围非常广泛、电力、地下管道、消防医疗、救灾、工业检测等方面都有巨大的市场,随着社会经济的发展、科学技术的进步、红外热成像这项高技术在二、三十年内必将大规模地应用于民间市场、为人类做出贡献。特性红外线是在1800年由天文学家威廉·赫歇尔发现,他发现有一种频率低于红色光的辐射:肉眼看不见,但仍能使被照射物体表面的温度上升。地球从太阳获得的能量中,有超过一半是以吸收红外线的方式。地球吸收及发射红外线辐射的平衡对其气候有关键性的影响。当分子改变其旋转或振动的运动方式时,就会吸收或发射红外线。由红外线的能量可以找出分子的振动模态及其偶极矩的变化,因此在研究分子对称性及其能态时,红外线是理想的频率范围。红外线光谱学研究在红外线范围内的光子吸收及发射。与光线的关系光线是一种辐射电磁波,其波长分布自300nm(紫外线)到14,000nm(远红外线)。不过以人类的经验而言,“光域”通常指的是肉眼可见的光波域,即是从400nm(紫)到700nm(红)可以被人类眼睛感觉得到的范围,一般称为“可见光域”(Visible)。由于近代科技的发达,人类利用各种“介质”(特殊材质的感应器),把感觉范围从“可见光”部分向两端扩充,最低可达到0.08~0.1nm(X光, 0.8~1Å),最高可达10,000nm(远红外线,热成像范围)。以上内容参考 百度百科-红外线
医用红外热成像仪检查什么?
医用红外热成像仪采用的是医用红外热像技术。 医用红外热像技术是医学技术和红外摄像技术,计算机多媒体技术结合的产物,目前在临床上作为一种记录人体热场的影像装置。 我们都知道,人体是一个天然的生物发热体,由于解剖结构、组织代谢 、血液循环及神经状态的不同,机体各部位的温度也会有所不同,从而形成不同的热场。 而红外热像仪就是通过光学电子系统将人体辐射的远红外光波经滤波聚集, 调制及光电转换,变为电信号,并经A/D 转换为数字量,然后经过多媒体图像处理技术,以伪彩色热图的形式,显示人体的温度场。 根据大数据统计,正常的机体状态有正常的热图。而异常的机体状态则会有异常的热图,比较两者的异同,再结合临床就可以诊断,推论疾病的性质和程度。 医用红外热成像仪有哪些功能? 1、热监视; 2、热诊断: ①、早期探查:对疾病进行早期探查,确认是否有问题; ②、疾病诊断:经过探查患者体内的热场吩咐,判断患者的病情,确认正确的诊断方案; ③、疗效评定:对使用药物后患者的身体状况进行评估,判断患者在服用药物前后的状况,对不同的疗法确认疗效情况; ④、追踪观察:同对病情进行局部和全身的动态监视 ,及时发现新的变化 ,对诊断及治疗进行修正; ⑤、科研探索:热活动贯穿人体生命全过程,热活动规律是生命活动的基本规律,为医学科学探索提供新的研究手段 。 3、热测定; 4、热研究。
什么是红外线的,应用于哪些领域?
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm.红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm之间。红外线的应用事例:夜视仪————探测人体热量,红外线成像测距仪————以红外线作为载波的一种测量距离的精密仪器理疗机————使用远红外线的热效应治疗热寻的导弹——跟踪飞机尾部热量的导弹,着名的美国响尾蛇。
光在医疗上的作用有哪些?
命运之灯——无影灯洁白的手术室中,悬挂着一个大大的圆形灯盘,灯盘上整齐地排列着许多灯。当灯光照射到手术台上时,医生可以在不受黑影影响的情况下顺利进行手术。这个合成的大面积光源就是无影灯。原来手术室的无影灯就是巧妙地运用了本影区面积与光源发光面大小的关系,用发光强度很大的灯组成大面积光源。这样就能把光从不同角度照射到手术台上,既保证手术视野有足够的亮度,又消除了手术时医生的身体留下的本影,从而看清手术进行情况的。手术无影灯一般由多个灯头组成,系定在悬臂上,能做垂直或循环移动,悬臂通常连接在固定的结合器上,并能围着它旋转。无影灯采用可消毒的手柄或设消毒的箍(曲轨)作灵活定位,并具有自动刹车和停止功能以操纵其定位,在手术部位的上面和周围,保持相宜的空间。无影灯的固定装置可安置在天花板或墙壁上的固定点上,也可安置在天花板的轨道上。安装在天花板上的无影灯,应在天花板或墙壁上的遥控匣中设置一个或多个变压器,以将输入的电源电压转换成大多数灯泡所要求的低压。大多数无影灯都具有调光控制器,某些产品还能调节光场范围,以减少外科手术部位周围的光照。别样镜——胃镜不少人有胃痛的毛病,但胃中到底出了什么毛病,因为看不见,总说不大清楚。自从有了胃镜后,医生可以通过它看清胃中每一部分的情况了。胃镜是由折射率很大的导光纤维组成的,胃镜头上的小灯把胃壁照亮,胃壁上反射出来的光进入导光纤维一端后再也穿不出纤维壁了。而是不断地全反射,只能从导光纤维另一端穿出来,医生就可看清胃中的毛病。目前临床上最先进的胃镜是电子胃镜。电子胃镜具有影像质量好、屏幕画面大、图像清晰、分辨率高、镜身纤细柔软、弯曲角度大、操作灵活等优点。有利于诊断和开展各种内镜下治疗,并有储存、录像、摄影等多种功能,便于会诊及资料保存。随着医学科学技术的不断进步,胃镜检查越来越广泛应用于临床,胃镜检查是诊断胃病最直观的检查方法,与术前、术中、术后护理配合,对检查的顺利进行起着至关重要的作用。激光 激光在某种意义上,真可谓是“百用之光”,不仅在工业和军事上大显身手,而且在医疗上也有自己的一席之地。激光牙科依据激光在牙科应用的不同作用,分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是:光的波长,不同波长的激光对组织的作用不同。在可见光及近红外光谱范围的光线,吸光性低,穿透性强,可以穿透到牙体组织较深的部位。用于治疗的激光,通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用,还取决于激光脉冲的发射方式,激光在龋齿的诊断方面的应用可做到脱矿、浅龋、隐匿龋。激光在治疗方面的应用可做到切割、充填物的聚合、窝洞处理。激光洗血世界卫生组织(WHO)近期报告:全世界每年有1500万人死于冠心病、高血压、脑血栓等心脑血管疾病,而60岁以上的老年人死于心脑血管病的人数占90%以上。心脑血管疾病具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高、治疗费用高以及并发症高“五高一发”的特点,治疗和预防已到了刻不容缓的地步。现在医学上将激光用于照射血液,光量子被血液分子吸收并转化为分子内能,从而起到激活血液细胞的作用。光量子还能对血液产生其他光化合反应和生物效应,应用这些效应来治疗和保健的疗法被称为光量子血疗(又称激光洗血)。低强度激光疗法:桡动脉照射治疗,见效快,疗效显著,可产生以下效果:(1)改变血流变指标,改善血液流变性质,可以降低血压,降低全血黏度、血浆黏度、血小板聚集能力,激活酶系统,加快新陈代谢。(2)改善血液循环,刺激交感神经和副交感神经。可使黏膜和鼻黏膜血管收缩、扩张,从而反射性地引起颅内血液循环和全身血液循环。可出现全身症状的改善,如精神好转、全身乏力减轻、食欲增加。(3)恢复红细胞正常形态。补充红细胞的生物能量,剥离红细胞表面的脂肪层,使红细胞表面恢复负电荷,加大红细胞间的排斥力,使红细胞单个游离,避免细胞粘连。(4)提高红细胞携氧能力。由于光量子补充红细胞的生物能量,使红细胞能与氧气更好地结合发挥其携氧和输送氧气的功能,保证了肌体组织供氧。(5)增加血红细胞SOD含量。在SOD(超氧化物歧化酶)含量测定时发现,用低强度激光治疗后,红细胞内SOD含量增加,同时能清除血液中的自由基和垃圾。(6)调节免疫。激活白细胞,提高其吞噬活性和趋化性,促使肌体的物质代谢和能量代谢,有利于受损组织的修复和再生,因而具有调节肌体免疫作用。(7)激活脑细胞。低强度激光桡动脉照射,使脑部血流灌注增加,提高脑细胞功能,彻底改善脑部微循环。(8)软化血管。低强度激光照射血液疗法能保护血管内皮细胞,增强或恢复血管的弹性,减少低密度脂蛋白,纠正酸血症,软化血管,预防血栓形成。激光治疗近视眼准分子激光治疗近视眼最早是1985年美国医生开始在临床应用的,近年来发展迅速,20世纪90年代初传入中国。准分子激光治疗高、中、低度近视的手术效果远远优于以往的屈光手术。但仍有很多人对它产生怀疑,怕眼睛被打穿、烧焦。一般来说,准分子激光是波长很短的紫外光,它与生物组织发生的是光化学效应而不是热效应。因此,不会产生热损伤,更谈不上烧焦。 另外,还有人顾虑会打穿眼球,这种顾虑是多余的。准分子激光波长短,穿透力弱,每个脉冲只能切削0.25微米的深度,是在细胞下水平切削,切削极精确,因此打穿眼球是不可能的。有人担心会伤害眼睛的其他部位,这也是多虑,因为准分子激光器都有红外线跟踪系统,当你的眼球偏转超出正常范围,激光会自动停止击射,保证安全治疗。激光治疗近视的原理是,近视眼是由于眼球的前后径太长或者眼球前表面太凸,外界光线不能准确汇聚在眼底所致。准分子激光角膜屈光治疗技术,是用电脑精确控制的准分子激光的光束,使眼球前表面稍稍变平,从而使外界光线能够准确地在眼底汇聚成像,达到矫正近视的目的。准分子激光是氟氩气体混合后经激发产生的一种人眼看不见的紫外线光束,属冷激光,能精确消融人眼角膜预计去除的部分而不损伤周围组织和其他组织器官。专家指出,适合接受准分子激光治疗的人为:18周岁至50周岁,近两年度数稳定的近视眼150度至2000度,或合并散光100度至400度,及远视200度至800度均适合治疗。眼部患感染性炎症、圆锥角膜、青光眼、白内障、眼底病变等,或有糖尿病、结缔组织疾病等全身性疾病的人不适合准分子激光治疗。不久前,来自上海瑞金、长海等医院相关部门的调查显示,准分子激光治疗近视眼的求诊者中,学生占了绝大多数,尤其是高中生,门诊量有逐日增多的趋势。对此,专家告诫:准分子激光治疗近视眼,18周岁以下的青少年不宜。据专家介绍,为确保安全和有效,准分子激光治疗近视眼要求患者术前屈光状态稳定,矫正视力达到0.5以上。据此,接受手术的最佳年龄应该在25岁至35岁,18周岁以下的青少年正处于身体生长期,眼睛屈光度不稳定,若盲目接受手术,一两年后视力极有可能回退,严重影响预期的疗效,功败垂成。解读眼视光学眼视光学,又称为验光置镜业,是现代光学技术和现代眼科学相结合,运用现代光学的原理和技术解决视觉障碍的新兴交叉学科。它是一门既具有经典传统色彩,又具有现代高科技特征的医学专业,也是一类饶有趣味、充满挑战、富有回报的医疗职业。该专业以光学、药物、手术和心理等手段,以改善和促进清晰舒适视觉为目标,以保护眼睛健康为己任,这是一项给人类带来光明的崇高事业。但是最主要的是以光学技术解决视觉障碍,眼视光学的学科特征是进行与人眼视觉有关的生理、病理和光学方面的临床、科研和教学等。科研重点主要针对视觉方面的研究,有近视、远视、散光、弱视、低视力、光学眼镜、角膜接触镜、屈光手术及其他视觉方面矫正的基础、临床研究等。终归一点是解决双眼共同视觉问题。眼视光学是眼科学的起点,也是眼科学的终点。它们之间的关系一直是眼科医学研究的主要对象。因为眼睛要比一部高档的照相机精密得多。因此,这就需要对眼睛的解剖结构和眼睛的屈光系统作一个专业的学习后才能胜任的专业。之后才能在这个的基础上了解眼睛的医用物理原理。眼睛的解剖学很是重要,特别是对于角膜接触镜的验配及之后的复查,其中重要的是角膜。原因是角膜的生理性决定了其光学的重要性。要保证角膜的透明和角膜的本身的屈光度,那么角膜的组织学结构就要保证其符合生理要求。在我们的生活中,经常能见到很多人戴着眼镜。这个眼镜学问是很大的。涉及的问题是:(1)验光之前的检查。这是学问+经验+理论+技术的综合体现。主要是在四个方面的病史采集。屈光的病史采集,针对之前的屈光要进行了解;感觉的病史采集,主要是视力和初级双眼视觉功能询问;眼球运动检查的病史采集,主要是双眼视觉功能的详细了解;第四是要了解双眼的眼睛健康,主要是双眼的眼压,裂隙灯显微镜检查双眼健康,捡眼镜判断眼睛内部情况是否正常。(2)验光,这是一个程序。初步的主要检查的方法是四个:角膜曲率计检查和眼科a超检查、视网膜检影镜检查、自动验光仪检查、主觉检查。高级的检查还应该包括双眼的视觉功能的整体检查。这不仅仅是视力的检查,还有眼睛的调节和辐辏检查,双眼眼球追踪扫射试验,隐斜视和融合功能检查及在这个基础上进行的双眼立体视觉检查。(3)下处方。原则是根据不同的年龄不同的需要进行,但是现在很多的地方的验光都是以国家标准1.0为标准,这个是要根据需要来决定的。最好的方法是要根据检查工具判断外界物体经过眼睛的屈光系统后是否在视网膜上成像。(4)戴镜建议。我们现在很多的人都会说眼睛的度数又增加了,其实这应该是验光之后验光师的工作。怎么样来防止度数的增加是一个视光学专业人士所必须尽到的责任,因为这是心理与生理和生活相结合学问。手提X光机医用便携式X光机,也叫做医用手提式X光机或医用X光透视仪。此类X光机适用于医用,主要用于诊所、乡镇卫生院、运动员训练部门及学校医务室等部门。由于其成本低、X射线剂量低(安全度高)、操作简单、体积小、大多可连接电脑进行处理打印等,满足了不足以容纳大型X光机设备的医疗机构的设备空白,近年来受到了众多医疗行业及工作者的青睐。远红外线的治疗作用 我们知道,人体对远红外线的吸收取决于远红外线的波长和皮肤的状态。人体皮肤含70%的水,水是远红外线的良好吸收体。因此,人体对远红外线的吸收光谱近似于水。所以,远红外治疗适用于治疗浅表性疾病。但这并不妨碍治疗深部的疾病,因为可以通过介质传导、细胞共振和血液循环使疗效到达组织深部。远红外线对人体健康作用巨大, 首先,远红外线可激活生物大分子的活性。从而发挥了生物大分子调节机体代谢、免疫等活动的功能,有利于人体机能的恢复和平衡,达到防病、治病的目的。 其次,可促进和改善局部和全身的血液循环。远红外作用于皮肤后,大部分能量被皮肤所吸收,被吸收的能量转化为热能,引起皮温升高,刺激皮肤内热感受器,通过丘脑反射,使血管平滑肌松弛,血管扩张,血液循环加强。另一方面,由于热作用,引起血管活性物质的释放,血管张力降低,浅小动脉、浅毛细血管和浅静脉扩张,血液循环加快,血液循环得以改善。第三,可增强新陈代谢。如果人体的新陈代谢发生了紊乱,引起了体内外物质的交换失常,那么,各种疾病将不约而至。诸如水电解质代谢的紊乱,严重的将会危及生命;糖代谢紊乱所致的糖尿病;脂代谢紊乱引起心血管疾病、肥胖症;蛋白质代谢紊乱引起的痛风等。通过远红外的热效应,可以增加细胞的活力,调节神经体液机制,加强新陈代谢,使体内的物质交换处于平稳状态。第四,提高免疫功能。免疫是人体的一种生理保护反应,它包括细胞免疫和体液免疫两种,对人体抵抗疾病具有极其重要的作用。经临床观察,远红外确能提高巨噬细胞的吞噬功能,调节人体细胞免疫和体液免疫功能,有利于人体的健康。第五,消炎、镇痛。作用机理如下:(1) 远红外的热作用通过神经体液的回答反应,消除了炎症的病理过程,使原来遭到破坏的生理平衡状态加速恢复正常,提高了局部和全身的抗病能力,同时能激活了免疫细胞功能,加强了白细胞和网状皮肤细胞的吞噬功能,达到消炎抑菌的目的。(2)远红外的热效应使皮肤温度增加,交感神经感受能力减低,舒血管活性物质释放,血管扩张,血流加快,血循环改善,增强了组织营养,活跃了组织代谢,提高了细胞供氧量,改善了病灶区的供血供氧状态,加强了细胞的再生能力,控制了炎症的发展并使其局部化,加速了病灶的修复。(3) 远红外的热效应,改善了微循环,建立了侧支循环,增强了细胞膜的稳定性,调节了离子的浓度,改善了渗透压,加快了有毒代谢产物的排出,加速了渗出物的吸收,导致炎症水肿的消退。(4) 镇痛作用。远红外的热效应,降低了神经末梢的兴奋性;血液循环的改善,水肿的消退,减轻了神经末梢的化学和机械刺激;远红外的热作用,提高了痛阈,以上种种,均起到缓解疼痛的作用。 远红外的生物效应,除上述的热效应之外,还有许多其他的重要的生物效应,如远红外线与生命的关系,远红外线改善微循环,活化水分子、活化组织细胞等重要功能。第六,调节自律神经。 自律神经主要是调节内脏功能,人长期处在焦虑状态,自律神经系统持续紧张,会导致免疫力降低,头痛、目眩、失眠乏力、四肢冰冷。远红外线可调节自律神经保持在最佳状态,以上症状均可改善或祛除。 第七,护肤美容。 远红外线照射人体产生共鸣吸收,能将引起疲劳及老化的物质,如乳酸、游离脂肪酸、胆固醇、多余的皮下脂肪等,籍毛囊口和皮下脂肪的活化性,不经肾脏,直接从皮肤代谢。因此,能使肌肤光滑柔嫩。 第八,减少脂肪。 远红外线的理疗效果能使体内热能提高,细胞活化,因此促进脂肪组织代谢,燃烧分解,将多余脂肪消耗掉,进而有效减肥。但是红外线并非有百益而无害的,在我们接受红外线治疗时,还应注意些红外线的禁忌症:(1)温热治疗法的禁忌症,也全属红外线治疗的禁忌症。例如:需要安静的急性期发炎、热性疾病、进行性消耗性疾病、非发炎性水肿、可能会引起内出血的疾病等。(2)老人、婴幼儿、体力消耗殆尽的人,对热耐力很低的人等,都应减少剂量。光子脱毛 光子脱毛机是运用现代高科技手段与现代医学美容相结合的产品,是全球惟一获得双项美国FDA认证的脱毛机,被认为是安全、有效、快捷、无副作用的永久性脱毛最新高科技技术。毛发异常生长或多毛症部分属于时发性的,也可能与使用某种药物(例如雄性激素)及多毛综合征有关,极大影响美观。脱毛部位主要集中于腋下、双上肢和双下肢及女性上唇部、男性腮部、颈部和胸部等。抑制毛发生长的关键在于精确地破坏毛囊中的两个重要组成部分,即毛凸和毛乳头。谈起脱毛,每位爱美女士都能列举出很多方法,受体毛困扰的女士、先生也肯定尝试过一些,但结果怎样呢?是让扰人的毛发永不再长呢,还是去了又长,越长越粗?在医疗技术日新月异的今天,人们在关注一项新的脱毛技术——光子脱毛技术。光子脱毛技术是采用专利强脉冲光源的选择性光(宽光谱技术)热解原理,提供一种柔和、非介入性的疗法,利用毛囊中的黑色素细胞对特定波段的光的吸收,使毛囊产生热,从而选择性地破坏毛囊,在避免对周围组织损伤的同时达到去除毛发的效果。毛发的毛囊中含有大量的黑色素细胞,光子脱毛即选用对毛囊黑色素细胞特别敏感,而对正常表皮无损伤的光进行照射,光被毛干和毛囊中的黑色素吸收转化为热能,从而升高毛囊温度,当温度上升到足够高时毛囊结构发生不可逆转的破坏,已破坏的毛囊经过一段自然生理过程之后被去除,从而达到永久性脱毛的目的。光子脱毛技术在数次治疗后对生长期的毛发达到永久性脱除的效果已被证实,治疗的具体次数与皮肤和毛发的类型等许多因素相关。光子脱毛术时间短,术后即可进行日常活动和体育锻炼,无需特别护理,具有快速、痛苦小、效果持久、对表皮无损伤等优点,明显优于其他传统脱毛方法,可有效祛除身体任何部位,如面部、腋下、背部、腿部和比基尼线——不同深度、颜色和质地的毛发。揭秘光子嫩肤光子嫩肤是近些年发展起来的带有美容性治疗的一种技术、可以说是脱毛的孪生兄弟。在脱毛的过程中,我们发现经过反复的脱毛治疗后,毛区的皮肤会变得相对光滑而靓丽起来。当然首先发现这个有趣现象的是美国的皮肤科激光医生。他们惊讶地发现,当面部须发脱除后,皮肤明显地变得年轻起来。旧金山有一位著名的皮肤激光治疗医生叫比特,他对此现象非常感兴趣,并进行了大量的研究。结果发现,脱毛治疗后的这种使皮肤年轻化的现象并不是偶然现象,而是皮肤结构真的由于激光的照射发生了质的变化从而显得年轻起来,并发现激光并不是最理想的光源,强光才是最合适的光源。于是,发明并诞生了一种利用脉冲强光来治疗皮肤光老化的方法,经过大约五次照射后,皮肤结构就明显改变了:皮肤的弹性增强不再松弛了,皮肤的色素斑也消失了,细小的皱纹也开始消退了。其综合的结果是使皮肤年轻而漂亮了。所以,当这一治疗技术开始应用以后,立刻受到好莱坞电影明星们的青睐,它们纷纷从洛杉矶飞往旧金山比特医生的诊所来接受这种神奇的治疗。当然他们也给这种治疗起了一个非常有意思的名字:photo rejuvenation,就是光使皮肤返老还童的意思。总的来说,光子嫩肤实际上就是利用脉冲强光对皮肤进行一种带有美容性质的治疗,其功能是消除、减淡皮肤各种色素斑、增强皮肤弹性、消除细小皱纹、改善面部毛细血管扩张、改善面部毛孔粗大和皮肤粗糙,也能改善发黄的皮肤色彩等。光子嫩肤涉及项目小针拉面皮手术最新的美容手术崇尚无疤痕,创伤小及康复时间迅速的手术方法,令病人可以在同一天或一至两天内恢复工作,所以特别适合于较年轻、爱美及活跃的一族。肉毒杆菌素“肉毒杆菌素”,在美容方面,主要是用来去除动态的皱纹(如皱眉纹、鱼尾纹、抬头纹)及改善国字脸及萝卜腿。若施打正确,是非常安全、有效的除皱及改善脸形、腿形的利器。疤痕修整由于产生创伤的原因不同,所以修复后的疤痕也各有其不同,因此在专业上可以把它们分成几个类型,常见的有增生性疤痕、疤痕疙瘩、萎缩性疤痕、挛缩性疤痕。对于这几种常见的疤痕,我们目前已经有了一整套的系列方法来修复,使其在正确的治疗方法实施后得以最大限度的恢复。痤疮痤疮是由于皮脂腺大量分泌皮脂,皮脂无法排出而使毛囊阻塞而产生的炎症,是一种慢性炎症疾病。由于受机体内雄性激素的影响,多发于青春期,但是最近,在20岁或30岁左右开始产生痤疮的人也很多。痣目前对付“痣”的方法通常有激光、电烧、冷冻、化学腐蚀这四种非手术方法和手术方法,这些方法各有优劣。面部烫伤面部烫伤的处理应掌握其特点,根据烫伤程度,采取及时妥善处理尤为重要。皮肤脱毛常用的脱毛方法有两种:永久性脱毛和暂时性脱毛。光子治疗过程(1)带上护目镜,并全程闭上双眼。(2)医师会先于治疗部位涂上冰凉的专用冷凝胶。治疗时,将光子嫩肤仪的治疗头导光晶体轻放于待治疗皮肤,并开始释放强脉冲光。此时,会感到阵阵光束进入的温热感。(3)治疗导光凝胶为水溶性物质,治疗后以清水清洗即可。光子治疗后注意事项不需要特别的皮肤护理,但是建议在医生的指导下使用护肤产品,包括停止使用所有的功能性化妆品(包括各种去斑霜、祛皱霜等),禁止使用各种化学剥脱性治疗(也就是所谓的换肤治疗),禁止皮肤磨削和使用磨砂洗面奶等。由于色素斑以及各种光老化的原因是日光的照射,所以防晒和防晒霜的使用是重要的。当然皮肤保湿霜的应用也是需要的。哪些人适合进行光子嫩肤治疗?第一类人群:面部有点状的色素斑,无论是日光性的还是雀斑,通常这些斑给你的感觉是一种“脏脸”的感觉,尽管常用粉去遮盖,但总也不能遮盖掉。第二类人群:面部开始出现松弛,细小皱纹,出现老年性皮肤改变。第三类人群:想改变皮肤质地,希望皮肤的弹性更好,皮肤更光滑,改善皮肤晦暗。第四类人群:面部皮肤粗糙、毛孔扩大、青春痘印记、面部毛细血管扩张。通常前三类人群的治疗效果要明显一些,第四类人群的治疗效果相对要差一些。另外,光子嫩肤同其他美容治疗一样,如果您的皮肤条件越好,治疗的效果也越好;如果你的皮肤先天条件不理想,光子嫩肤治疗虽然有不俗的表现,但总的来说要差一些。哪些人不合适做光子嫩肤治疗?光敏感者及近期有光敏感药物应用的患者,这种人对光敏感,治疗后容易出现皮肤损伤。妊娠女性,因为治疗有不同程度的疼痛,理论上不能完全排除对胎儿发育可能存在的潜在影响。系统使用维甲酸(最少在停止使用两月后方能治疗)。这类患者可能会有潜在的皮肤修复功能的暂时性的削弱。黄褐斑患者的治疗要慎重,在大多数情况下光子嫩肤并不能解决黄褐斑的治疗问题,相反有时会使情况变得更糟。对治疗效果抱有不切实际期望的患者,光子嫩肤虽然具有突出的美容能力,但是她仅仅是一种非常普通的医疗项目,不要渲染和神化,没有改变您皮肤性质的能力,不要抱不切实际的期望。光子嫩肤技术与传统嫩肤术有何区别?在过去的十几年里,嫩肤术经历了巨大的变化。最初是采用磨削法和化学深层脱皮,进而是激光换肤术。尽管这些方法在治疗皮肤光老化的某些方面有一定疗效,但顾客通常需要一段时间停止工作,同时也伴有难以忍受的疼痛、潜在的副反应。目前,有些激光可以用于治疗棕色斑,其他一些激光可以用于治疗褐色斑,也有些可以用于激光面部去皱,但尚无其他技术可以获得光子嫩肤的效果——在对繁忙的现代生活方式无任何干扰的前提下整体改善皮肤病变和皮肤结构。光子嫩肤可以治疗整个面部,从而带来超越普通美容术的愉悦效果。通常在4个多月的时间内,经历5~6次治疗,光子嫩肤技术便可为患者提供逐渐地明显改善的效果。极低的风险令患者与医师都从中获得较大的满意。光子嫩肤技术可以治疗哪些皮肤病变?所有由日光性损伤和光老化引起的面部瑕疵、毛孔粗大、肤色暗淡或其他非正常状况都会影响您的良好状态和容颜。光子嫩肤技术改善表面和深层皮肤,使皮肤嫩化并为深层肌肤带来有益的生物刺激效应。在数次治疗后,您可以发现面部的色斑明显减少,在治疗处出现更光滑的新生皮肤。这种治疗同时可以高效率地用于颈、胸部和手部等身体部位。接受光子嫩肤治疗后还需要进行皮肤护理吗?是的,光子嫩肤是穿透皮肤,治疗皮肤深部的病变,并使深部的胶原纤维和弹力纤维重新排列,恢复弹性。而专家建议在两次治疗间实施必要的皮肤护理,有助于皮肤的新陈代谢,重返年青光彩。
红外线特性(完整)
红外线的物理特性:1、热作用强2、穿透云雾的能力强长波红外线(波长1.5微米以上)照射时,绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收,穿透皮肤的深度仅达0.05~2毫米,因而只能作用到皮肤的表层组织;短波红外线(波长1.5微米以内)以及红色光的近红外线部分透入组织最深,穿透深度可达10毫米。红外线照射体表后,一部分被反射,另一部分被皮肤吸收.皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关,用波长0.9微米的红外线照射时,无色素沉着的皮肤反射其能量约60%;而有色素沉着的皮肤反射其能量约40%。扩展资料:1、红外线对眼的作用由于眼球含有较多的液体,对红外线吸收较强,因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引起白内障,白内障的产生与短波红外线的作用有关;波长大于1.35微米的红外线不引起白内障。2、光浴对机体的作用光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气.光浴时,可使较大面积,甚至全身出汗,从而减轻肾脏的负担,并可改善肾脏的血液循环,有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加,轻度核左移;加强免疫力,局部浴可改善神经和肌肉的血液供应和营养,因而可促进其功能恢复正常。参考资料:百度百科-红外线
红外线具有什么特点
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm 之间。
真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理全完不同,白天不能使用,价格昂贵且需电源才能工作。
【红外线的物理性质】
在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线,红外线是不可见光线。所有高于绝对零度(-273℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类:近红外线与远红外线。
近红外线或称短波红外线,波长0.76~1.5微米,穿入人体组织较深,约5~10毫米;远红外线或称长波红外线,波长1.5~400微米,多被表层皮肤吸收,穿透组织深度小于2毫米。
【红外线的物理特性】
1.热作用强
2.穿透云雾的能力强
【红外线的生理作用和治疗作用】
人体对红外线的反射和吸收
红外线照射体表后,一部分被反射,另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关,用波长0.9微米的红外线照射时,无色素沉着的皮肤反射其能量约60%;而有色素沉着的皮肤反射其能量约40%。长波红外线(波长1.5微米以上)照射时,绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收,穿透皮肤的深度仅达0.05~2毫米,因而只能作用到皮肤的表层组织;短波红外线(波长1.5微米以内)以及红色光的近红外线部分透入组织最深,穿透深度可达10毫米,能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。
红外线红斑
足够强度的红外线照射皮肤时,可出现红外线红斑,停止照射不久红斑即消失。大剂量红外线多次照射皮肤时,可产生褐色大理石样的色素沉着,这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关。
红外线的治疗作用
红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下,组织温度升高,毛细血管扩张,血流加快,物质代谢增强,组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时,改善血液循环,增加细胞的吞噬功能,消除肿胀,促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性,有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时,改善组织营养,消除肉芽水肿,促进肉芽生长,加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤,促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连,促进瘢痕软化,减轻瘢痕挛缩等。
红外线对眼的作用
由于眼球含有较多的液体,对红外线吸收较强,因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引起白内障。白内障的产生与短波红外线的作用有关;波长大于1.5微米的红外线不引起白内障。
光浴对机体的作用
光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气。光浴时,可使较大面积,甚至全身出汗,从而减轻肾脏的负担,并可改善肾脏的血液循环,有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加,轻度核左移;加强免疫力。局部浴可改善神经和肌肉的血液供应和营养,因而可促进其功能恢复正常。全身光浴可明显地影响体内的代谢过程,增加全身热调节的负担;对植物神经系统和心血管系统也有一定影响。
【设备与治疗方法】
红外线光源
1、红外线辐射器
将电阻丝缠在瓷棒上,通电后电阻丝产热,使罩在电阻丝外的碳棒温度升高(一般不超过500℃),发射长波红外线为主。
红外线辐射器有立地式和手提式两种。立地式红外线辐射器的功率可达600~1000瓦或更大。
近年我国一些地区制成远红外辐射器供医用,例如有用高硅氧为元件,制成远红外辐射器。
2、白炽灯
在医疗中广泛应用各种不同功率的白炽灯泡做为红外线光源。灯泡内的钨丝通电后温度可达2000~2500℃。
白炽灯用于光疗时有以下几种形式:
立地式白炽灯:用功率为250~1000W的白炽灯泡,在反射罩间装一金属网,以为防护。立地式白炽灯,通常称为太阳灯。
手提式白炽灯:用较小功率(多为200W以下)的白炽灯泡,安在一个小的反射罩内,反射罩固定在小的支架上。
3、光浴装置
可分局部或全身照射用二种。根据光浴箱的大小不同,在箱内安装40~60W的灯泡6~30个不等。光浴箱呈半圆形,箱内固定灯泡的部位可加小的金属反射罩。全身光浴箱应附温度计,以便观察箱内温度,随时调节。
红外线治疗的操作方法
1、患者取适当体位,裸露照射部位。
2、检查照射部位对温热感是否正常。
3、将灯移至照射部位的上方或侧方,距离一般如下:
功率500W以上,灯距应在50~60cm以上;功率250~300W,灯距在30~40cm;功率200W以下,灯距在20cm左右。
4、应用局部或全身光浴时,光浴箱的两端需用布单遮盖。通电后3~5分钟,应询问患者的温热感是否适宜;光浴箱内的温度应保持在40~50℃。
5、每次照射15~30分钟,每日1~2次,15~20次为一疗程。
6、治疗结束时,将照射部位的汗液擦干,患者应在室内休息10~15分钟后方可外出。
[附]注意事项
(1)治疗时患者不得移动体位,以防止烫伤。
(2)照射过程中如有感觉过热、心慌、头晕等反应时,需立即告知工作人员。
(3)照射部位接近眼或光线可射及眼时,应用纱布遮盖双眼。
(4)患部有温热感觉障碍或照射新鲜的瘢痕部位、植皮部位时,应用小剂量,并密切观察局部反应,以免发生灼伤。
(5)血循障碍部位,较明显的毛细血管或血管扩张部位一般不用红外线照射。
照射方式的选择和照射剂量
1、不同照射方式的选择
红外线照射主要用于局部治疗,在个别情况下,如小儿全身紫外线照射时也可配合应用红外线做全身照射。局部照射如需热作用较深,则优先选用白炽灯(即太阳灯)。治疗慢性风湿性关节炎可用局部光浴;治疗多发性末梢神经炎可用全身光浴。
2、照射剂量
决定红外线治疗剂量的大小,主要根据病变的特点、部位、患者年龄及机体的功能状态等。红外线照射时患者有舒适的温热感,皮肤可出现淡红色均匀的红斑,如出现大理石状的红斑则为过热表现。皮温以不超过45℃为准,否则可致烫伤。
主要适应症和禁忌症
(一)适应症
风湿性关节炎,慢性支气管炎,胸膜炎,慢性胃炎,慢性肠炎,神经根炎,神经炎,多发性末梢神经炎,痉挛性麻痹、弛缓性麻痹,周围神经外伤,软组织外伤,慢性伤口,冻伤,烧伤创面,褥疮,慢性淋巴结炎,慢性静脉炎,注射后硬结,术后粘连,瘢痕挛缩,产后缺乳,乳头裂,外阴炎,慢性盆腔炎,湿疹,神经性皮炎,皮肤溃疡等。
(二)禁忌症
有出血倾向,高热,活动性肺结核,重度动脉硬化,闭塞性脉管炎等。
[附]处方举例
(1)红外线照射双膝关节:灯距40cm,30分钟,每日一次,7次。适应症:慢性风湿性关节炎
(2)红外线照射右侧胸廓(下半部)灯距50cm,20分钟,每日一次,8次。适应症:右侧干性胸膜炎
(3) 太阳灯照射腰骶部:灯距40cm,20~30分钟,每日一次,6次。适应症:腰骶神经根炎
(4)全身光浴:箱内温度40~45℃,20~30分钟,每日一次,8次。适应症:多发性末梢神经炎
(5)左小腿局部光浴:20~30分钟,每日一次,8次。适应症:左侧腓总神经外伤
红外线污染
红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛,因此红外线污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射,对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害,其情况与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。红外线对眼的伤害有几种不同情况,波长为7500~13000埃的红外线对眼角膜的透过率较高,可造成眼底视网膜的伤害。尤其是11000埃附近的红外线,可使眼的前部介质(角膜晶体等)不受损害而直接造成眼底视网膜烧伤。波长19000埃以上的红外线,几乎全部被角膜吸收,会造成角膜烧伤(混浊、白斑)。波长大于 14000埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收,透不到虹膜。只是13000埃以下的红外线才能透到虹膜,造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内障。
红外线可以人为制造,自然界中也广泛存在,在焊接过程中也会产生,危害焊工眼部健康;一般的生物都会辐射出红外线,体现出来的宏观效应就是热度。
我们知道,热产生的原因,是组成物质的粒子做不规则运动.这个运动同时也辐射出电磁波,这些电磁波大部分都是红外线。
1、太阳光到了晚上的确是几乎没有了,但是地球上的物质都会辐射红外线,有的强烈有的平静。红外线照相是通过接收各种物质发出的红外线,再把他们展现出来,但是其本身不是通过发出红外线来照相的。
2、红外线透视和夜视是分别利用了红外线的不同性质。前面的夜视是因为人的肉眼不能看见红外线,而特殊设计的照相机和夜视仪却专门接受红外线,所以会出现我们觉得一片漆黑,而相机却能拍到东西,因为实际上到处都是红外线,对于红外照相机和夜视仪来讲是一片光明。
透视则是利用红外线的波长比可见光要长,可以穿过一些可见光不能通过的面料(比如混棉和尼龙),所以通过一定的选择滤波,可以得到这些面料后面的图像。
红外光谱的应用
红外光谱对样品的适用性相当广泛,固态、液态或气态样品都能应用,无机、有机、高分子化合物都可检测。此外,红外光谱还具有测试迅速,操作方便,重复性好,灵敏度高,试样用量少,仪器结构简单等特点,因此,它已成为现代结构化学和分析化学最常用和不可缺少的工具。红外光谱在高聚物的构型、构象、力学性质的研究以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域也有广泛的应用。红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点,可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团;而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关,可用于进行定量分析和纯度鉴定。另外,在化学反应的机理研究上,红外光谱也发挥了一定的作用。但其应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。红外光谱不但可以用来研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性的判据,而且还可以作为表征和鉴别化学物种的方法。例如气态水分子是非线性的三原子分子,它的v1=3652厘米、v3=3756厘米、v2=1596厘米而在液态水分子的红外光谱中,由于水分子间的氢键作用,使v1和v3的伸缩振动谱带叠加在一起,在3402厘米处出现一条宽谱带,它的变角振动v2位于1647厘米。在重水中,由于氘的原子质量比氢大,使重水的v1和v3重叠谱带移至2502厘米处,v2为1210厘米。以上现象说明水和重水的结构虽然很相近,但红外光谱的差别是很大的。红外光谱具有高度的特征性,所以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定已很普遍,并已有几种标准红外光谱汇集成册出版,如《萨特勒标准红外光栅光谱集》收集了十万多个化合物的红外光谱图。近年来又将些这图谱贮存在计算机中,用来对比和检索。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化,例如,经常出现在1600~1750厘米,称为羰基的特征波数。许多化学键都有特征波数,它可以用来鉴别化合物的类型,还可用于定量测定。由于分子中邻近基团的相互作用(如氢键的生成、配位作用、共轭效应等),使同一基团在不同分子中所处的化学环境产生差别,以致它们的特征波数有一定变化范围(见下表)。 红外光谱是物质定性的重要的方法之一。它的解析能够提供许多关于官能团的信息,可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。其定性分析有特征性高、分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。传统的利用红外光谱法鉴定物质通常采用比较法,即与标准物质对照和查阅标准谱图的方法,但是该方法对于样品的要求较高并且依赖于谱图库的大小。如果在谱图库中无法检索到一致的谱图,则可以用人工解谱的方法进行分析,这就需要有大量的红外知识及经验积累。大多数化合物的红外谱图是复杂的,即便是有经验的专家,也不能保证从一张孤立的红外谱图上得到全部分子结构信息,如果需要确定分子结构信息,就要借助其他的分析测试手段,如核磁、质谱、紫外光谱等。尽管如此,红外谱图仍是提供官能团信息最方便快捷的方法。近年来,利用计算机方法解析红外光谱,在国内外已有了比较广泛的研究,新的成果不断涌现,不仅提高了解谱的速度,而且成功率也很高。随着计算机技术的不断进步和解谱思路的不断完善,计算机辅助红外解谱必将对教学、科研的工作效率产生更加积极的影响。 红外光谱定量分析法的依据是朗伯——比尔定律。红外光谱定量分析法与其它定量分析方法相比,存在一些缺点,因此只在特殊的情况下使用。它要求所选择的定量分析峰应有足够的强度,即摩尔吸光系数大的峰,且不与其它峰相重叠。红外光谱的定量方法主要有直接计算法、工作曲线法、吸收度比法和内标法等,常常用于异构体的分析。随着化学计量学以及计算机技术等的发展,利用各种方法对红外光谱进行定量分析也取得了较好的结果,如最小二乘回归,相关分析,因子分析,遗传算法,人工神经网络等的引入,使得红外光谱对于复杂多组分体系的定量分析成为可能。量子力学研究表明,分子振动和转动的能量不是连续的,而是量子化的,即限定在一些分立的、特定的能量状态或能级上。以最简单的双原子为例,如果认为原子间振动符合简谐振动规律,则其振动能量Ev可近似地表示为:式中h为普朗克常数;v为振动量子数(取正整数);v0为简谐振动频率。当v=0时,分子的能量最低,称为基态。处于基态的分子受到频率为v0的红外射线照射时,分子吸收了能量为hv0的光量子,跃迁到第一激发态,得到了频率为v0的红外吸收带。反之,处于该激发态的分子也可发射频率为v0的红外射线而恢复到基态。v0的数值决定于分子的约化质量μ和力常数k。k决定于原子的核间距离、原子在周期表中的位置和化学键的键级等。分子越大,红外谱带也越多,例如含12个原子的分子,它的简正振动应有30种,它的基频也应有30条谱带,还可能有强度较弱的倍频、合频、差频谱带以及振动能级间的微扰作用,使相应的红外光谱更为复杂。如果假定分子为刚性转子,则其转动能量Er为:式中j为转动量子数(取正整数);i为刚性转子的转动惯量。在某些转动能级间也可以发生跃迁,产生转动光谱。在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁,使振动光谱呈带状。辅助解析有机化合物的结构鉴定在有机化学、生物化学、药物学、环境科学等许多领域越来越显示出它的重要性,而在各种鉴定手段中红外光谱以其方便灵敏的特性成为有机物结构鉴定的重要手段,除了它对分析结构特征反应灵敏这一特点外,红外光谱仪与计算机直接联机,也为引进一些与计算机科学有关的智能手段创造了条件。各种现代化的分析仪器的出现和广泛应用,使得在短时间内获得物质体系大量信息成为可能,这为化学计量学的数据挖掘研究提供了机遇。由光谱仪器记录下来的谱图中包含大量的结构信息,但是目前还不能实现复杂分子光谱谱图的直接计算,其解析主要还凭借经验,对一个不是长期从事结构鉴定的人来说,解析一张光谱谱图是一项很困难的工作。实际上,即使对不太复杂的分子,也难于指定所有杂原子所处的官能团和峰的归属,而依靠各种计算机检索系统也会受到各种限制,诸如谱图库中数据有限,或测定条件(仪器的类型、具体的实验条件等)与标准图谱所用的条件不同而造成各吸收峰位置的改变等。另外由于红外谱图极其复杂,构成化合物的原子质量不同,化学键的性质不同,原子的连接次序和空间位置的不同都会造成红外光谱的差别。这些都使红外光谱的解析复杂化。如果能由计算机学习和存储红外光谱知识,用计算机辅助完成解析谱图的工作,自然是一件很有意义的事。几十年以来,人们一直在探索将红外图谱的解析智能化。随着商品化红外光谱仪的计算机化,出现了许多计算机辅助红外光谱识别方法,这些方法大致可以分为三类:谱图检索系统、专家系统、模式识别方法。 谱图检索的主要优点是能够收集大量的光谱,只要根据未知物的光谱谱图就能识别化合物而无需其他数据(例如分子式等),它的程序也比较简单。但是它也有一些不可克服的缺点:首先,检索系统的能力与谱图库存储的化合物的数量成正比,我们不可能把自然界所有的化合物收集其中,谱图库的发展总是滞后于有机化学的发展。其次,光谱仪器随着技术的发展不断改进:波谱范围不断扩大,分辨率不断提高,低温技术得到应用,一些新仪器的出现,这就要求原有的谱图库要不断修改,而庞大的谱图库在短时间内是办不到的。由于检索方法的这些特点,决定了它不能作为结构鉴定的一种完整的手段。专家系统计算机辅助结构解析的另一种方法是专家系统。它所研究的领域包括:数学证明,程序编写,行为科学与心理学,生命科学与医学等。目前设计的专家系统解析谱图的一般方法是:在计算机里预先存储化学结构形成光谱的一些规律;由未知物谱图的一些光谱特征推测出未知物的一些假想结构式;根据存储规律推导出这些假想结构式的理论谱图,再将理论谱图与实验谱图进行对照,不断对假想结构式进行修正,最后得到正确的结构式。但是,目前分子中各种基团的吸收规律,主要还是通过经验或者人工获得。人工比较大量的已知化合物的红外谱图,从中总结出各种基团的吸收规律,其结果虽比较真实地反映了红外光谱与分子结构的对应关系,却不够准确,特别是这些经验式的知识难以用计算机处理,使计算机专家解析系统难以实用化。模式识别模式识别的发展是从五十年代开始的,就是用机器代替人对模式进行分类和描述,从而实现对事物的识别。随着计算机技术的普遍应用,处理大量信息的条件已经具备,模式识别在六十年代得到了蓬勃发展,并在七十年代初奠定了理论基础,从而建立了它自己独特的学科体系。模式识别已经应用到分析化学领域的有关方面,其中涉及最多的是分子光谱的谱图解析,在一些分类问题上获得了成功。Munk等于1990年首次将线性神经网络应用于红外光谱的子结构解析,把红外光谱的解析带入了一个全新的领域,从此引起红外光谱的计算机解析热潮。随后各种方法,如各种人工神经网络,偏最小二乘,信号处理方法如小波变换等逐步引入到红外光谱的计算机解析中,使模式识别在红外光谱的应用中得到很好的发展。Cabrol-Bass等使用了一个分等级的神经网络系统识别红外光谱的子结构。首先把10000个化合物光谱分为含苯环、含羟基、含羰基、含C-NH以及含C=C等5大类,随后把这几个类进行进一步分类,总共33个子结构。每一个下级网络使用上一级网络输出的结果。以3596~500 cm-1波段每12 cm-1取259个点作为神经网络的输入,输出为“1”和“0”,分别代表子结构存在和不存在。使用了含有一个隐含层30个节点的反向传播神经网络对每个子结构进行识别,对化合物作了全面但较为粗略的分类,涉及了数据库中一些常见化合物。这些研究中大部分利用神经网络对子结构进行识别,而对特定类别的化合物没有做深入研究,对化合物的特征吸收峰也没有深入的讨论。另外,其中应用最多的人工神经网络在识别子结构时,对结构碎片的预测准确度不是很高,且神经网络存在不稳定、容易陷入局部极小和收敛速度慢等问题。因此,近年来,人们一直在寻找一种更好的模式识别方法来进行红外光谱的结构解析。Vapnik等人于1995年在统计学习理论(Statistical Learning Theory, SLT)的基础上提出了支持向量机(Support vector machine, SVM),它根据有限的样本信息在模型的复杂性和学习能力之间寻求最佳折衷,以期获得最好的泛化能力。SVM目前在化学中得到了一些较成功的应用,SVM可以较好的对红外光谱的子结构进行识别,与ANN相比,SVM还具有稳定以及训练速度快等优点,是一种很好的辅助红外光谱解析的工具。