《红外成像原理》word版

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1、红外成像原理红外成像仪原理--人体产热和散热机制人体产热与散热是保持生理平衡的，因机体内存在着体温的自动调节机制，这种平衡失调就会导致体温的变动。一、产热过程人体的热量来自体内所进行的生物化学反应。由于化学反应的不断进行热量也不断地产生。产热最多的器官是骨骼肌和肝脏。骨骼肌产热量因机体活动情况的不同而有较大幅度变动。肝脏是机体内代谢旺盛的器官，因此产热也很多(安静状态下，肝脏的血温比主动脉血温高0.4~0.8℃)。在安静状态下，机体一些器官产热量的比例大致如下：心脏及呼吸器官16%，肝脏、脾脏及消化器官30%，肾脏5.6%，脑

2、、脊髓18.4%，骨骼肌25%，其它5%。产热过程与基础代谢、肌肉活动、内分泌腺激素(甲状腺素和肾上腺皮质激素等)及交感神经活动有关。交感神经强烈兴奋时，可使代谢率增加40~50%之多。二、人体散热的形式人体绝大多数代谢反应都是放热的，除少部分(4%)之外由其它形式散热，人体向体外散热主要有四种散热形式。1.辐射散热：即机体以发射红外线方式来散热，约占散热总量的44%。除了处于绝对零点度(-273.16℃)的物体以外，宇宙间所有物体都能发射红外线。人体向周围发射红外线，而周围物体如墙壁等也向人体发射红外线。辐射散热的多少直接取

3、决于体表温度和环境温度之间的平均温度差的大小。当人体周围有高于人体体表温度的物体时，人体表面则从这些物体吸收红外线，体温因而升高，如于炉前作业的工人、烈日下野外劳动者；反之，环境温度过低，散热过多，也会导致体温下降。人体是良好的辐射体，也是良好的吸收体。2.传导和对流：约占散热的31%。传导是指体热由体表直接传导给与体表相接触的物体，如衣服、床、椅子等。由于这些物体为热的不良导体，就防止了体热的过多丧失。对流系指体热传给与皮肤相接触的空气，即通过空气的流动来实现的。当体表温度与空气温度相等之后，对流也就停止。对流散热的多少取决

4、于风速。3.蒸发：约占散热的21%。当外界温度等于皮肤温度时前三种散热(辐射、传导、对流)形式基本停止。若环境温度高于皮肤温度，身体表面的水分由液体状态转化为气体状态，这就是蒸发。蒸发通过出汗及不感性蒸发(皮肤、呼吸)来调节。三、人体体表温度的变化1.体壳、体核温度：人体各部分的温度是不同的，体壳部分的温度为体表温度(最外层是皮肤温度)。体核部分(包括心、肺、脑、腹腔器官，肝脏温度最高)的温度为体核温度。皮肤温度是不稳定的，容易受环境温度、衣着等条条件影响，温度波动也较大，不同部位于的差异也较大。体核温度比体表温度高、稳定，不

5、同部位虽也有差异，但多维持在一个较恒定的范围。由体表温度到体核温度之间，存在着温度梯度，当外环境温度变化时，两者间也合出现微妙的变化。如图所示，在外环境20℃和35℃时，人体温度分布模式发生显著的变化，即外环境温度升高，体核温度分布范围扩大。2.体内器官温度差异：体内各脏器温度是有差别的，如肝脏是体内温度最高器官，其温度为38℃，脑接近38℃，肾、胰腺、十二指肠等器官次之，直肠温度更低。体表温度以胸、腹、面部为高，四肢较低；四肢温度上肢下肢，近端远端；躯体温度胸面背面。由于血液循环的原因，体内各脏器的温度保持相对恒定，趋于一致

6、，因此体核温度可基本上代表深部脏器的温度。图2-1人体温度野A：室温为20°CB：室温为35°C3.人体体温调节：主要通过体温调节中枢来实现的。体温调节中枢接受来自皮肤等处的传入冲动后，通过对产热和散热两个过程的调节使体温维持正常水平。对产热过程的调节主要是通过骨骼肌紧张度增加及寒战来实现的。而对散热过程的调节主要是通过改变皮肤血流量来完成的。皮下脂肪组织，导热系数甚小，可将其视为身体的绝热系统。机体深部的热量只有通过血流才能传导至皮肤表面。体表皮肤的温度取决于局部血流量和局部组织代谢机能。皮肤血液循环的特点是，分布至皮肤的动

7、脉穿过绝热系统(脂肪)，在皮肤乳头下层形成动脉网，皮下毛细血管异常弯曲，进而形成丰富的静脉丛，皮下还有大量的动静脉吻合枝。此外，在人体深层动静脉之间还存在着一个热量交换的逆流机制，即静脉以网状围绕着动脉，这样血温高的动脉血，与血温低的静脉血就发生了热量交换，结果使动脉血温度降低，而静脉血温度升高，以减少热量的损失。在决定局部血流量的诸多因素中，小动脉的收缩或舒张状态起了决定性作用，而小动脉收缩或舒张受控于植物神经的调节。因此，除局部血流量、组织代谢外，体表皮肤温度还反映了植物神经功能状态。当上述三个因素出现异常时，首先会在体表

8、温度即皮温上显示出来。第二节生理体温基本规律一、生理温度的基本规律总体上符合中心轴对称的分布规律。各部位生理温度是不同的，就部位于而言，基本规律是：头颈部温度最高；上肢高于下肢；四肢近端高于远端；躯干腹侧面高于背侧面；胸部高于腹部；左胸高于右胸；上腹部高于下腹部；肝区高于脾区