近年來，熱成像技術在醫療領域的應用不斷拓展，但傳統熱成像技術在檢測細微溫度變化和復雜環境下的精確性方面仍存在局限。如今，佐治亞理工學院（Georgia Tech）的研究團隊通過開發一種名為相量熱成像技術（Phasor Thermo graphy,PTG）的新型方法，成功克服了這些挑戰，為生命體征監測和早期疾病檢測開辟了新的可能性。

    技術突破：相量熱成像如何改變游戲規則
    相量熱成像技術的核心在于其先進的圖像處理能力。該技術通過一系列濾光片捕捉長波紅外光譜中不同部分的熱輻射，并利用從信號處理中借鑒的熱相量分析工具，解析圖像中的熱量模式。通過全諧波相量能量和高階熱相量感知，該技術能夠顯著銳化圖像中的紋理和細節，同時消除環境熱量的干擾，從而實現高分辨率的熱成像。
    與傳統熱成像相比，相量熱成像技術克服了光譜模糊性的問題，能夠精確分離熱場景中的物理屬性。例如，該技術可以區分人體熱圖像中頭發與金屬邊框的細微差異，甚至能夠捕捉到頭皮與眉毛之間的溫度變化。這種細節級別的解析能力為生命體征監測提供了前所未有的精度。

    非接觸式生命體征監測：從實驗室到現實應用
    相量熱成像技術的一個顯著優勢在于其非接觸式特性。研究人員通過該技術成功測量了受試者的心率、呼吸頻率和體溫等生命體征。實驗中，該系統能夠在室溫環境下穩定運行，并通過幻影和活體受試者驗證了其穩健性和可靠性。
    更重要的是，該技術能夠區分多人場景中的生命體征，并準確捕捉運動前后呼吸頻率的變化。這種能力使其在醫療環境中具有廣泛的應用潛力，例如在醫院中實時監測患者的生命體征，或在公共場所快速篩查發熱個體。

    醫療領域的革命性應用：早期癌癥檢測的希望
    相量熱成像技術的另一個突破性應用在于其對早期疾病的檢測能力。研究團隊計劃與醫生合作，將該技術應用于乳腺癌的早期檢測。腫瘤細胞由于代謝活動增強，其溫度通常略高于正常組織。通過相量熱成像技術，研究人員能夠非侵入性地檢測到這種溫度異常，從而為癌癥的早期診斷提供重要依據。
    Han研究員表示：“熱成像技術讓我們在早期檢測方面占據優勢，因為它可以非侵入性地檢測出異常細胞活動。這可能是用于早期檢測和診斷癌癥的下一代生物醫學熱成像技術的第一步。”

    技術兼容性與未來展望
    相量熱成像技術的另一個亮點在于其兼容性和可擴展性。該技術與所有主要的紅外熱成像平臺兼容，并且使用常用設備，這意味著它可以輕松集成到現有的醫療環境中。研究團隊計劃進一步開發原型系統，并優化其在醫院和診所中的應用。
    Han研究員強調：“我們使用熱像儀和濾光片來獲取高光譜圖像數據，因此它是可擴展的。您可以將此設置集成到幾乎任何熱成像平臺中。”
    佐治亞理工學院開發的相量熱成像技術不僅解決了傳統熱成像的局限性，還為生命體征監測和早期疾病檢測提供了全新的解決方案。從非接觸式生命體征監測到癌癥早期篩查，這一技術有望成為未來生物醫學診斷的基石。隨著研究的深入和應用的擴展，相量熱成像技術或將徹底改變醫療領域的診斷方式，為患者帶來更早的干預和更好的預后。
    這項研究發表在《CellReportsPhysicalScience》上。