红外线是一种肉眼不可见的光线,又称为红外热辐射。其本质是一种电磁辐射,波长介于可见光和微波之间,红外光短波段与可见光波段的红光相邻,长波段与微波相接。红外热成像技术运用光电技术以被动的方式接收景物自身各部分辐射的红外线来进行探测。红外热成像仪可以突破人类视觉障碍,能在完全黑暗的环境下探测到物体,即使在有烟雾、粉尘的情况下也可实现探测,且不需要光源照明,因此可以全天候使用。此外,由于红外热成像具有隐蔽性好、抗干扰性强、目标识别能力强等优点,在军事和民用领域都发挥着越来越重要的作用。
从上世纪 70-80年代就逐步应用于海陆空战场。许多国家为加强自身防御能力和提高夜战水准,把热成像技术作为现代先进武器装备的重要技术纳入国防发展战略和计划,并加大了热成像研制经费的投入。经过多年的技术迭代及产品换代,目前红外产品在美国、法国等发达国家军队中的普及率较高,红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代战争中是很重要的战术和战略手段。
现今,随着俄乌局势陷入胶着,可以以弱胜强的“标枪”反坦克导弹成为焦点,乌方似乎有了“标枪”之后就无畏“钢铁洪流”。事实上,在我国也有一款类似的反坦克武器,大名鼎鼎的红箭-12反坦克导弹。红旗-12便携式反坦克导弹,采用了先进的热成像焦平面阵制导头,具备“发射前锁定”和“发射后不管”的能力,这种结构和功能类似“标枪”,因此该导弹又被称为中国版的“标枪”。画面中,我们可以很明显看到红箭-12的热成像焦平面阵制导头,其之所以能作到“发射后不管”就是得益于此。
自 20 世纪 70 年代开始,欧美一些发达国家先后使用红外热像仪在各个领域进行探索。随着非制冷焦平面阵列探测器的发展与成熟,实现了设备的小型化、低成本和高可靠性,在电力、工业、安保、消防、车载和医疗等行业的应用不断扩大。
理论分析和实验研究表明:不仅太阳光中有红外线,而且任何温度高于绝对零度的物体都在不停地辐射红外线。就是冰和雪,因为它们的温度也远远高于绝对零度(即-273.15℃ ), 所以也在不断地辐射红外线。换句话说,任何“热”的物体虽然不发光但都能辐射红外线,因此红外线又称为热辐射线,简称热辐射。不同温度下,物体所发出热辐射的波长不一样。
不同物体温度不同,就释放出不同种类的红外辐射。如果能够知道某物件所释放出的红外辐射的类别和能量,我们就可以知道这物件的温度。人是恒温动物,能维持一定体温,并不断向四周空间发散红外辐射能。因生理结构、体表各处温度不等,而当人体某处发生病变或生理状况发生变化时,必将因其血流和代谢变化而产生高于或低于正常温度的偏离。根据这一理论,利用KIR-2008B医用红外热像仪,可以测定人体温度的变化,作为临床医学诊断的指标。人体细胞、组织或器官处于正常、异常状态下,细胞代谢产生的热强度是不同的,当人体某个部位患病时,通常就存在温度的变化:有的温度升高,如增生、炎症、肿瘤等;有的温度降低,如慢性疾病、血供不足、组织坏死等。医用红外热成像技术,是由红外技术向医学应用领域转化而研发出的医学功能影像技术。人体代谢热成像技术,可以极其敏感地(小于0.05℃)接收人体细胞新陈代谢所产生的热辐射。通过特有的成像和“由表及里”的层析技术,测定体内异常热源的分布、深度、强度、形态及走势,从而全面、真实、动态地反映由人体代谢热所表达的整体健康状况。
医用红外热成像技术作为采集机体代谢功能信息的有效工具,可以为现代临床诊断提供更多的细胞代谢功能信息,从而弥补现代诊疗技术重形态结构轻功能的不足,采集更加真实、全面、完整,与其他技术手段的结合有利于临床作出更加真实、准确、早期的诊断。