智能手机热像仪用于医疗的性能评估：探测器稳定性与图像质量的比较研究

《Medical & Biological Engineering & Computing》：Assessing detector stability and image quality of thermal cameras on smartphones for medical applications: a comparative study

为探究 SmartIRT 设备用于医疗目的的可靠性，研究人员对比了三款智能手机 IRT 模块（SmartIRT—Hikmicro、FLIR One Pro 和 Seek Thermal CompactPRO）。结果显示，它们性能差异显著，Hikmicro 模块温度读数最稳定。该研究为医疗应用中 SmartIRT 模块的选择提供了重要参考。

　　在医学领域，红外热成像技术近年来备受瞩目。它能为多种疾病的诊断和跟踪提供新视角，像缺血、关节炎、发烧，甚至是黑色素瘤等肿瘤疾病，都能借助这项技术发现新的诊疗方向。随着技术的发展，红外成像设备不断小型化，价格也更加亲民，智能手机热像仪（SmartIRT）应运而生。这类设备可与智能手机相连，便于携带且成本较低，在医疗场景中的应用愈发广泛。

不过，问题也接踵而至。不同厂家生产的 SmartIRT 设备性能参差不齐，这使得人们对其用于医疗的可靠性产生了质疑。例如，在诊断糖尿病足溃疡时，虽然有研究表明 SmartIRT 设备与高性能独立热像仪测量结果有较高一致性，但在检测 COVID-19 方面，其表现却不尽人意，有的研究发现它无法区分感染者和未感染者。而且，不同设备的图像质量和分辨率也存在差异，这些都影响了 SmartIRT 在医疗领域的进一步应用。

为了解决这些问题，来自 Masaryk University 的研究人员开展了一项针对 SmartIRT 设备的比较研究。他们旨在评估不同设备的温度稳定性、表面温度变化以及图像的空间均匀性，为医疗应用中 SmartIRT 设备的选择提供依据 。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：
选取三款不同的 SmartIRT 模块（Hikmicro HM-TJ113AMF-Mini1、FLIR One Pro 和 Seek Thermal CompactPRO），连接特定智能手机进行测试；利用校准黑体（BB）作为稳定温度源，设定为 37°C ，从 0.6 米距离测量其温度；通过 VarioCAM HD 红外热像仪记录 SmartIRT 模块的体表温度，分析其变化；使用涂有特定白色涂料、发射率为 0.96 的石膏板，测量红外图像的温度分布均匀性。

下面来看研究结果：

1. 校准模型 BB - 温度稳定性：研究发现，三款设备在测量 37°C 的校准黑体时，温度均随时间逐渐上升。FLIR One Pro 的温度上升幅度最大，Seek Thermal CompactPRO 次之，Hikmicro 最小。这表明 Hikmicro 模块的温度稳定性最好，而 FLIR One Pro 的稳定性较差。
2. SmartIRT 模块的体表温度测量：FLIR One Pro 模块的表面温度上升最为明显，运行 10 分钟后温度升高了 7°C，Seek Thermal CompactPRO 升高 5°C，Hikmicro 升高 4°C。说明 FLIR One Pro 模块在运行过程中产生的热量较多，热管理效率相对较低。
3. SmartIRT 图像的时间和空间均匀性评估：FLIR One Pro 的图像温度从中心对称下降，Hikmicro 的图像存在频繁的局部温度极值，Seek Thermal CompactPRO 的空间均匀性相对较好。此外，FLIR One Pro 和 Seek Thermal CompactPRO 的图像像素数与传感器芯片的原生分辨率不符，是经过软件后处理放大得到的，这可能影响图像质量和空间分辨率 。

研究结论和讨论部分指出，不同型号的 SmartIRT 设备在温度稳定性、表面温度准确性和图像空间均匀性方面存在显著差异。Hikmicro 模块在温度稳定性方面表现最佳，且能提供原始分辨率图像，这对于需要精确温度测量和高分辨率图像的医疗应用来说至关重要。然而，FLIR One Pro 模块虽然在一些研究中应用广泛，但它的温度变化较大，稳定性欠佳，可能限制了其在精确温度测量方面的应用。Seek Thermal CompactPRO 则在空间均匀性上有一定优势。

总体而言，该研究为医疗应用中选择合适的 SmartIRT 模块提供了重要参考。研究结果提醒人们，在使用 SmartIRT 设备进行医疗诊断时，不能仅依据品牌或设备外观来判断其性能，而应综合考虑温度稳定性、表面温度准确性和空间均匀性等多个因素，进行谨慎评估和验证，以确保诊断结果的可靠性和准确性 。