熱放射の医学応用

🧠 医用サーモグラフィmedical thermography 医用サーモグラフィ（medical thermography）medical thermography（医用サーモグラフィ） は、皮膚から出る赤外放射を表面温度分布 surface temperature distribution 表面温度分布（surface temperature distribution） surface temperature distribution（表面温度分布） へ換算する補助的な機能画像 functional imaging 機能画像（functional imaging） functional imaging（機能画像） である。

赤外放射から温度画像へ

人体温度で放射が中赤外域 mid-infrared region 中赤外域（mid-infrared region） mid-infrared region（中赤外域） に集中することはWienの変位則Wien's displacement lawWienの変位則（Wien's displacement law）Wien's displacement law（Wienの変位則）から分かる。検出器は画素 pixel 画素（pixel） pixel（画素） ごとの赤外放射を電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号（PSP, postsynaptic potential） PSP, postsynaptic potential（電気信号） へ変換し、既知の放射率 emissivity 放射率（emissivity） emissivity（放射率） と校正 proofreading 校正（proofreading） proofreading（校正） 曲線を用いて見かけの温度 apparent temperature 見かけの温度（apparent temperature） apparent temperature（見かけの温度） を求める。

flowchart TD
  A["皮膚表面から赤外放射"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='infrared detector'>赤外検出器</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pixel'>画素</span>別に受光"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='emissivity'>放射率</span>・環境反射を補正"]
  C --> D["表面温度へ換算"]
  D --> E["左右差・時間変化・局所分布を評価"]

何を反映する画像か

炎症や血流増加 increased blood flow 血流増加（increased blood flow） increased blood flow（血流増加） は高温域、虚血や血流低下は低温域として現れることがある。一方、発汗、衣服、室温、気流、皮下脂肪subcutaneous fat皮下脂肪（subcutaneous fat）subcutaneous fat（皮下脂肪）、測定距離も結果を変える。放射量と温度の関係はStefan–Boltzmannの法則に従うが、カメラcamera カメラ（camera）camera（カメラ） が測るのは深部組織ではなく表面から届く放射である。

医学利用と限界

末梢循環の左右差、炎症部位、創傷や熱傷の経時変化 evolution 経時変化（evolution） evolution（経時変化） などを非接触で追跡できる。侵襲がなく繰り返し測れる反面、取得条件の標準化が必要で、病因に特異的ではない。¹²

⚠️ サーモグラフィthermography サーモグラフィ（thermography）thermography（サーモグラフィ） 単独で深部病変 deep lesion 深部病変（deep lesion） deep lesion（深部病変） や悪性腫瘍を確定せず、臨床所見clinical signs 臨床所見（clinical signs）clinical signs（臨床所見） や解剖画像と組み合わせて解釈する。

まとめ

• サーモグラフィthermography サーモグラフィ（thermography）thermography（サーモグラフィ） は赤外放射から皮膚表面温度を画像化する。
• 温度分布は局所血流 local blood flow 局所血流（local blood flow） local blood flow（局所血流） や炎症を反映しうるが、環境条件にも左右される。
• 非接触の経時評価に適する一方、深部病変deep lesion 深部病変（deep lesion）deep lesion（深部病変） の確定診断にはならない。