TTM系统简介 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 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,并硏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XCT MRIⅠ、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。 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
TTM 系统简介 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 体所检査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
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、产品配置及技术支持 (一)TSⅠ型热扫描成像系统配置 型 TS12000 PRISM. 2000M TST-21TST-21ATSI-21M 项 别 非冷却数字型非冷却数宇移动型数字型 欺宇 数 级型 冷却方式常温(不需却)常温(不需冷却 液氮冷却液氮冷却液氮冷却 (194℃)(194℃)(194℃) 扫描头 扫描时间 003秒 003秒 5秒 5秒 接钦器数量 320x2407680数320x240=7780数字单个数字信单个数字信单个数字信 字信号12bt 信号8bt 号 12bit 号8bi 号8bt 扫描方式 电子扫描 电子扫描 机械扫描机械扫描机械扫描 彩色显示屏 12 标准套配置 主机 高级配置 便携式 高级配置中级配置便携式 扫描架 豪华型 简易型 豪华型 昔及型简易型 扫描床 豪华型 豪华型 无 控制台 无无无无 普及型 无无无 彩色打印机 激光彩色 激光彩色喷墨 6升液氮場 无 操作手册 产地 美国中国 美国中国 中国 中国 中国 选购件 品名 数量 说明 医生诊断台(包括主机1台、彩色显示 器1台、专用软件数据包) 仅供医生作诊断用,不能对病人扫描 2激光彩色打印机 台台台套套套台台 每次彩粉扛000张 3彩色图像拷贝机 图像分辨率较高 4数宇病历卡系统 代替病人病历本(或称电子病历本) 远程会诊系统 提高诊断准确率 6病人对话系统 方便医生和病人交流 7几何畸变校正测试模使 设备标定用,一般每3个月标定一次 8热辐射值校正测试模体 备标定用,一般每3个月标定一次
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、产品配置及技术支持 （一）TSI 型热扫描成像系统配置 选购件
五、TTM系统安装布局图 设备安装条件 1、机房内必须安装空调,以保证室内工作温度为18-25℃ 2、机房周围100米内应无高频设备及仪器,如超短波治疗机,以防止对热扫描成像系 统的干扰 4、机房内应悬挂室温计和湿度计,以备监测使用 5、机房应该装修成热扫描成像系统所要求的结构 6、扫描和诊断室的墙上应安装220V电源插座(带接地安全的三头插座) 7、自备IKVA交流净化稳压电源1台(最好为IKVA在线UPS电源) SM 衣物椅 调 扫描室 扫描架 兰窗 轨道 扫描床 =2= 病人入口 控制台 窗 兰 操作员椅 得诊椅 医生椅 医生及 诊断操作员 档案桌 入口 衣物钩 入口
五、TTM 系统安装布局图 设备安装条件： 1、机房内必须安装空调，以保证室内工作温度为 18-25℃； 2、机房周围 100 米内应无高频设备及仪器，如超短波治疗机，以防止对热扫描成像系 统的干扰； 4、机房内应悬挂室温计和湿度计，以备监测使用； 5、机房应该装修成热扫描成像系统所要求的结构； 6、扫描和诊断室的墙上应安装 220V 电源插座（带接地安全的三头插座）； 7、自备 IKVA 交流净化稳压电源 1 台（最好为 IKVA 在线 UPS 电源）
六、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 断及普査、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、MI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δ5%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
六、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、磁疗疗效硏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TM技术。它标志着一个新的医学领域一预测医学 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:TIM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
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
