JP2007215809A

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Publication number: JP2007215809A
Application number: JP2006040540A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Mitobe; 一孝水戸部; Noboru Yoshimura; 昇吉村
Original assignee: Akita University NUC
Current assignee: Akita University NUC
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP4324651B2

Abstract

【課題】本発明は、遠赤外線（ＦＩＲ）放射加熱により能動的に体表面を加熱して体表面付近の組織の熱伝導・熱容量・比熱の違いに基づく生体情報を画像化するＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置は、遠赤外線領域の光源又は電磁波の発信器１と、測定対象物の温度分布を測定するサーマルカメラ２及び熱画像解析用コンピュータ（画像処理装置）３と、前記発信器１と測定対象物との間に遠赤外線放射の開始・停止を実現するためのシャッター４及びシャッター開閉制御ユニット５（シャッター機構）と、前記シャッター４と測定対象物との間に前記サーマルカメラによる温度分布を撮影するためのハーフミラー６とから構成される。
【選択図】図１The present invention relates to FIR active thermography for imaging biological information based on differences in heat conduction, heat capacity, and specific heat of tissues near the body surface by actively heating the body surface by far infrared (FIR) radiation heating. An object is to provide an inspection device.
The FIR active thermography inspection apparatus of the present invention includes a far-infrared light source or electromagnetic wave transmitter 1, a thermal camera 2 for measuring a temperature distribution of a measurement object, and a thermal image analysis computer (image processing apparatus). ) 3, a shutter 4 and a shutter opening / closing control unit 5 (shutter mechanism) for realizing start / stop of far-infrared radiation between the transmitter 1 and the measurement object, the shutter 4 and the measurement object And a half mirror 6 for photographing the temperature distribution by the thermal camera.
[Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、遠赤外線（ＦＩＲ）放射加熱により能動的に体表面を加熱して体表面付近の組織の熱伝導・熱容量・比熱の違いに基づく生体情報を画像化するＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置に関する。 The present invention relates to an FIR active thermography inspection apparatus that actively heats a body surface by far-infrared (FIR) radiation heating and visualizes biological information based on differences in heat conduction, heat capacity, and specific heat of tissues near the body surface. .

これまでに乳癌（breast cancer）を対象としたサーモグラフィ検査に用いられたサーマルカメラは、温度分解能及び時間応答性が低く、撮像素子の冷却にＡｒ等の冷却ガスが必要でシステムが大型化するなどの多くの問題が残っていた。
しかし、近年開発された第２世代赤外線撮像システムでは、マイクロボロメータ（microbolometer）の利用により冷却が不要となり、システム全体の小型化・軽量化が進み、病院外における乳癌の検診・スクリーニングに利用できるほど携帯性が改善しており、解像度および時間分解能も向上している。
初期のサーモグラフィ検査は静的な状態で体表面の温度分布を測定する場合が多かったが、Ｏｈａｓｈｉらは体表面の温度を下げ、体温が上昇する過程を比較して差分画像を作る手法（dynamic thermography）により、乳癌の正診率を５４％から８２％に向上させることが出来たと報告している（非特許文献１を参照）。
また、Ａｎｂａｒらは、悪性腫瘍細胞（malignant cells）から生じる一酸化炭素（ＮＯ）により生体組織の温度変化の減衰量に差が生じる現象を科学的根拠として、高感度、高時間分解能赤外線撮影システムを用いて体表面の温度変化を計測し、ＦＦＴにより周期的な温度変化を画像化して乳癌の存在を検出するＤＡＴ（dynamic area tele-thermometry）技術を開発している（非特許文献２を参照）。
生体加熱に関する過去の研究において、遠赤外線（ＦＩＲ）による輻射加熱では、熱伝導及び温風による対流熱伝達加熱と比べ血管の拡張が少ないため、加熱停止後でも組織に熱が蓄熱しやすい（保温性が高い）ことが報告されている（非特許文献３，４，５を参照）。
特開平８−５２１４１号公報Yasuhiro Ohashi and Isao Uchida:Applying dynamic thermography in the diagnosis of breast cancer,IEEE Eng.Med&Biol.,Vol.19,No.3,pp.42-51(2000)Michael Anbar,Cheryl Brown,Lorin Milescu,John Babalola and Laura Gentner:The potential of dynamic area telethermometry in assessing breast cancer,IEEE Eng.Med&Biol.,Vol.19,N.3,pp.58-62(2000)水戸部一孝、尹鐘賢、片寄喜久、小川純一、吉村昇：ＦＩＲヒータを用いたアクティブ・サーモグラフィ構築の基礎研究、照明学会誌、Ｖｏｌ．８８、Ｎｏ．８Ａ、ｐｐ.５２９-５３２（２００４）田口春男、水戸部一孝、吉村昇：遠赤外線放射体の作製と異なる加熱形態による人体の保温性の比較、照明学会誌論文号、Ｖｏｌ．８６、Ｎｏ．８Ａ、ｐｐ.５２１-５２６（２００２）吾妻辰則、水戸部一孝、吉村昇：天然ゼオライトによる遠赤外線放射体の開発と生体加熱効果に関する研究、平成１４年度電気関係学会東北支部連合大会予稿集、ｐ.２０１（２００２）Thermal cameras that have been used for thermography examinations for breast cancer so far have low temperature resolution and time responsiveness, and a cooling gas such as Ar is required for cooling the image sensor, resulting in an increase in size of the system. Many problems remained.
However, the 2nd generation infrared imaging system developed in recent years does not require cooling due to the use of a microbolometer, and the entire system has become smaller and lighter and can be used for screening and screening for breast cancer outside the hospital. Portability is improved, and resolution and time resolution are also improved.
Early thermography examinations often measured the temperature distribution of the body surface in a static state, but Ohashi et al. Reduced the body surface temperature and compared the process of increasing body temperature to create a differential image (dynamic It has been reported that the accuracy of breast cancer diagnosis can be improved from 54% to 82% by thermography (see Non-Patent Document 1).
In addition, Anbar et al. Have developed a high-sensitivity, high-time-resolution infrared imaging system based on the scientific basis of the phenomenon that carbon monoxide (NO) generated from malignant cells produces a difference in the amount of attenuation of temperature changes in living tissues. Develops DAT (dynamic area tele-thermometry) technology that measures the temperature change of the body surface using FFT and images the periodic temperature change by FFT to detect the presence of breast cancer (see Non-Patent Document 2) ).
In past research on living body heating, far-infrared (FIR) radiant heating has less blood vessel expansion than convective heat transfer heating by heat conduction and warm air, so heat can easily be stored in the tissue even after heating is stopped (insulation) (See Non-PatentDocuments 3, 4, and 5).
JP-A-8-52141 Yasuhiro Ohashi and Isao Uchida: Applying dynamic thermography in the diagnosis of breast cancer, IEEE Eng. Med & Biol., Vol. 19, No. 3, pp. 42-51 (2000) Michael Anbar, Cheryl Brown, Lorin Milescu, John Babalola and Laura Gentner: The potential of dynamic area telethermometry in assessing breast cancer, IEEE Eng. Med & Biol., Vol. 19, N.3, pp. 58-62 (2000) Kazutaka Mitobe, Ken Kengo Kane, Yoshihisa Katayose, Junichi Ogawa, Noboru Yoshimura: Basic research on the construction of active thermography using FIR heaters, Journal of Lighting Society, Vol. 88, no. 8A, pp. 529-532 (2004) Taguchi Haruo, Mitobe Kazutaka, Yoshimura Noboru: Comparison of thermal insulation of human body with different heating modes and fabrication of far-infrared radiator, Journal of Lighting Society, Vol. 86, no. 8A, pp. 521-526 (2002) Yasunori Azuma, Kazutaka Mitobe, Noboru Yoshimura: Development of far-infrared radiators using natural zeolite and bioheating effect, Proceedings of the 2002 Tohoku Branch Joint Conference on Electrical Engineering, p.201 (2002)

本発明は、遠赤外線（ＦＩＲ）放射加熱により能動的に体表面を加熱して体表面付近の組織の熱伝導・熱容量・比熱の違いに基づく生体情報を画像化するＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置を提供することを目的とする。 The present invention provides an FIR active thermography inspection apparatus that images biological information based on differences in heat conduction, heat capacity, and specific heat of tissues near the body surface by actively heating the body surface by far infrared (FIR) radiation heating. The purpose is to provide.

本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置は、遠赤外線領域の光源又は電磁波の発信器と、測定対象物の温度分布を測定するサーマルカメラ及び画像処理装置とで構成されたものである。
前記発信器と測定対象物との間に遠赤外線放射の開始・停止を実現するためのシャッター機構を設けたものである。
前記シャッター機構と測定対象物との間に前記サーマルカメラによる温度分布を撮影するためのハーフミラーを設けたものである。The FIR active thermography inspection apparatus of the present invention is composed of a far-infrared light source or electromagnetic wave transmitter, a thermal camera that measures the temperature distribution of the measurement object, and an image processing apparatus.
A shutter mechanism for realizing start / stop of far-infrared radiation is provided between the transmitter and the measurement object.
A half mirror for photographing the temperature distribution by the thermal camera is provided between the shutter mechanism and the measurement object.

本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置では、体外から熱を加えてその応答を計ることで血管、脂肪、筋肉及び腫瘍の弁別を可能にし、乳癌検査の正診率を向上させることができる。
本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置では、ＦＩＲ帯域の電磁波が体表面で吸収され熱エネルギーに変換される特徴を活かし、従来のサーモグラフィ検査では得られない体表面付近の熱容量、比熱等の違いを熱画像から収集するための検査システムを提唱する。In the FIR active thermography inspection apparatus of the present invention, it is possible to discriminate blood vessels, fats, muscles, and tumors by applying heat from outside the body and measuring the response, thereby improving the accuracy of breast cancer inspection.
The FIR active thermography inspection apparatus of the present invention takes advantage of the feature that electromagnetic waves in the FIR band are absorbed on the body surface and converted to thermal energy, and differences in heat capacity, specific heat, etc. near the body surface that cannot be obtained by conventional thermography inspections. We propose an inspection system for collecting thermal images.

本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置の一実施例を図面に基づいて、以下に説明する。
図１は本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置の一実施例を示すもので、遠赤外線（ＦＩＲ：波長数μｍ〜数ｍｍ）領域の光源又は電磁波の発信器１と、測定対象物の温度分布を測定するサーマルカメラ２及び熱画像解析用コンピュータ（画像処理装置）３と、前記発信器１と測定対象物との間に遠赤外線放射の開始・停止を実現するためのシャッター４及びシャッター開閉制御ユニット５（シャッター機構）と、前記シャッター４と測定対象物との間に前記サーマルカメラによる温度分布を撮影するためのハーフミラー６とから構成される。An embodiment of the FIR active thermography inspection apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an FIR active thermography inspection apparatus according to the present invention. A far-infrared (FIR: wavelength several μm to several mm) light source orelectromagnetic wave transmitter 1 and temperature distribution of an object to be measured. Athermal camera 2 and a thermal image analysis computer (image processing device) 3 for measuring the shutter, and ashutter 4 and shutter opening / closing control for realizing the start / stop of far-infrared radiation between thetransmitter 1 and the measurement object A unit 5 (shutter mechanism) and ahalf mirror 6 for photographing a temperature distribution by the thermal camera between theshutter 4 and the measurement object are configured.

前記発信器１は、遠赤外線（ＦＩＲ）放射体をアルミのフレームとパネルで固定し、背面に定格３００Ｗの平板ヒータを２枚配置した。
前記遠赤外線（ＦＩＲ）放射体は、天然ゼオライトとバインダーを０．７：１．０の重量比で混合したペーストをベースとなるアルミニウム板に塗布した後、常温で２４時間乾燥させて作製した。In thetransmitter 1, a far-infrared (FIR) radiator is fixed with an aluminum frame and a panel, and two plate heaters rated at 300 W are arranged on the back.
The far-infrared (FIR) radiator was prepared by applying a paste prepared by mixing natural zeolite and a binder in a weight ratio of 0.7: 1.0 to a base aluminum plate, and then drying at room temperature for 24 hours.

前記サーマルカメラ２（ＴＶＳ-６２０：ＡＶＩＯ）は、傾斜角度に配置したハーフミラー６からの映像を受像する側方位置に配置され、検知波長領域８〜１４μｍ、最小温度分解能０．１℃の特性を有する。
温度分布画像は３０秒間隔で測定され、コンパクトフラッシュ（登録商標）メディアに記録される。
なお、温度分布画像の撮影間隔を短くできると、つまりサンプリングレートを上げることが出来ると、FIRヒータの照射開始・停止に同期した過渡的な温度変化を計測できるため確実に分析の精度を向上させることができる。
前記サーマルカメラ２にはデジタルビデオカメラを接続しており、リアルタイム（３０枚／秒）にＮＴＳＣ信号経由で録画した。The thermal camera 2 (TVS-620: AVIO) is disposed at a side position for receiving an image from thehalf mirror 6 disposed at an inclination angle, and has a detection wavelength region of 8 to 14 μm and a minimum temperature resolution of 0.1 ° C. Have
Temperature distribution images are measured at 30 second intervals and recorded on CompactFlash media.
In addition, if the interval between temperature distribution images can be shortened, that is, if the sampling rate can be increased, transient temperature changes synchronized with the start / stop of irradiation of the FIR heater can be measured, thus improving the accuracy of the analysis. be able to.
A digital video camera is connected to thethermal camera 2, and recording is performed in real time (30 frames / second) via an NTSC signal.

次に、本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置による検査手順について、以下に説明する。
被験者（測定対象物）には仰臥姿勢を保ち、可能な限り動かないように教示し、脱衣後、体温が室温と平衡状態に達するまで５分間待機した後、ＦＩＲヒータ（発信器１）で１分間、３０秒間のインターバルを置き２回加熱した後、連続してさらに６分間加熱する。
これらの過程をサーマルカメラ２で撮影する。
サーマルカメラ２での測定時間は３５分であり、脱衣直後からの５分間は室温と体温が平衡状態に達する過程であり、その後、送風機（図示せず）により５分間体表面を冷却した。
再度、室温と体温が平衡状態に達するまで５分間待機した後、ＦＩＲヒータ（発信器１）で８分加熱した。
加熱停止後は体表面が冷えるまでの過程を８分間測定した。Next, an inspection procedure by the FIR active thermography inspection apparatus of the present invention will be described below.
The subject (measurement object) is instructed to keep the supine posture and move as little as possible. After undressing, wait for 5 minutes until the body temperature reaches an equilibrium state with the room temperature, then 1 with the FIR heater (transmitter 1). Heat for 2 minutes at an interval of 30 seconds, then continue for another 6 minutes.
These processes are photographed with thethermal camera 2.
The measurement time with thethermal camera 2 was 35 minutes, and 5 minutes immediately after undressing was a process in which room temperature and body temperature reached an equilibrium state, and then the body surface was cooled by a blower (not shown) for 5 minutes.
Again, after waiting for 5 minutes until room temperature and body temperature reached an equilibrium state, it was heated with an FIR heater (transmitter 1) for 8 minutes.
After heating was stopped, the process until the body surface cooled was measured for 8 minutes.

ここで、ＦＩＲヒータの放射エネルギーを１とすると、体表面を介して流入するエネルギーは組織で吸収されるエネルギーα、組織を透過するエネルギーτに大別され、体表面で反射されるエネルギーρの間にエネルギー保存則が成立し、以下の式が導かれる。
ρ+α+τ＝１・・・・・・（１）
なお、生体組織の場合、遠赤外線の波長帯域ではτ＝０であり、一般に放射率ε＝αが成立することから、以下の式が成り立つ。
ρ＝１-ε ・・・・・・（２）
一般にヒトの皮膚の放射率εは約０．９８であり、反射率ρは０．０２程度になる。
加熱中に測定している温度分布画像には体表面（skin）の真の温度Ｔｓに加えて、皮膚で反射されたＦＩＲヒータの放射（radiation）エネルギーがノイズとして含まれるため、測定された温度はＴｓ+ｄＴｒとなる。
ここでノイズ分として加算されるｄＴｒは、測定部位におけるＦＩＲヒータのエネルギーの近似値に比例した値となる。
したがって、ＦＩＲヒータによる加熱過程において、ｄＴｓ/ｄＴｒを計算することで、各測定点に届いたＦＩＲヒータからの放射エネルギーで正規化した組織の温度変化分を求めることができる。
以下に、ｄＴｓ/ｄＴｒの計算の一例を示す。
加熱直前の体表面温度をＴｓ０、加熱して１分間経過した時の温度をＴｓ１+ｄＴｒ１、その直後ＦＩＲヒータを外して測定した温度をＴｓ１’とすると、以下の式が成立する（なお、Ｔｓ１’＝Ｔｓ１と近似した）。
ｄＴｓ/ｄＴｒ＝（Ｔｓ１’-Ｔｓ０）/（（Ｔｓ１+ｄＴｒ１）-Ｔｓ１’）・・（３）
各測定部位におけるＦＩＲヒータによる加熱１分後、２分後のｄＴｓ/ｄＴｒを計算することで、体表面付近の組織の熱容量の違いを画像化できる。Here, if the radiation energy of the FIR heater is 1, the energy flowing through the body surface is roughly divided into energy α absorbed by the tissue and energy τ transmitted through the tissue, and energy ρ reflected by the body surface. In the meantime, the law of conservation of energy is established, and the following equation is derived.
ρ + α + τ = 1 (1)
In the case of a living tissue, τ = 0 in the far-infrared wavelength band, and generally the emissivity ε = α is established, so the following equation is established.
ρ = 1-ε (2)
In general, the emissivity ε of human skin is about 0.98, and the reflectance ρ is about 0.02.
In addition to the true temperature Ts of the body surface (skin), the temperature distribution image being measured during heating contains the radiation energy of the FIR heater reflected by the skin as noise, so the measured temperature Becomes Ts + dTr.
Here, dTr added as noise is a value proportional to the approximate value of the energy of the FIR heater at the measurement site.
Accordingly, by calculating dTs / dTr in the heating process by the FIR heater, it is possible to obtain the tissue temperature change normalized by the radiant energy from the FIR heater reaching each measurement point.
An example of calculating dTs / dTr is shown below.
If the body surface temperature immediately before heating is Ts0, the temperature when heated for 1 minute is Ts1 + dTr1, and the temperature measured after removing the FIR heater immediately after that is Ts1 ′, the following equation is established (Ts1 '= Approximated to Ts1).
dTs / dTr = (Ts1′−Ts0) / ((Ts1 + dTr1) −Ts1 ′) (3)
By calculating dTs / dTr after 1 minute of heating by the FIR heater at each measurement site, the difference in the heat capacity of the tissue near the body surface can be imaged.

図２に検査過程における温度分布画像の一例を示す。
図２（ａ）は脱衣直後（測定を始めて０分後）、同図（ｂ）は送風による冷却時（６分後）、同図（ｃ）はＦＩＲヒータによる加熱時（２０分後）、同図（ｄ）は加熱停止後（２６分後）の温度分布画像である。
この一例では、円形リングで囲まれている左胸部上方に悪性腫瘍がある。FIG. 2 shows an example of a temperature distribution image in the inspection process.
FIG. 2 (a) is immediately after undressing (after 0 minutes from the start of measurement), FIG. 2 (b) is during cooling by air blowing (after 6 minutes), FIG. 2 (c) is during heating by an FIR heater (after 20 minutes), FIG. 4D is a temperature distribution image after heating is stopped (after 26 minutes).
In this example, there is a malignant tumor above the left chest surrounded by a circular ring.

図３に解析対象とした悪性腫瘍部（malignancy）、正常組織である体幹中央部（center region）、比較対象として腫瘍部と左右対称に位置する正常組織（opposite region）をそれぞれ示す。
図４に上記各部位における温度の経時変化を表し、横軸が経時時間、縦軸が表面温度を示す。
図４に示すように測定を始めてから５分から１０分まで強制的に体表面を冷却（Cooling）しているが、悪性腫瘍部（malignancy）では温度低下が少ないことがわかる。
これは悪性腫瘍の内部及び周辺には栄養血管が増殖するため、正常組織に比べ血流が多いためと考えられる。
また、１５分から２５分までＦＩＲヒータにより加熱（Heating）しているが、いずれの測定点においても平熱を上回る３８℃以上に加熱できたことが確認できる。
なお、加熱を開始してからの１分後および３分後にＦＩＲヒータを１分間外し、温度分布を測定した。FIG. 3 shows a malignant tumor part (malignancy) as an analysis target, a trunk central part (center region) as a normal tissue, and a normal tissue (opposite region) positioned symmetrically with the tumor part as a comparison target.
FIG. 4 shows changes with time in the temperatures at the respective sites, with the horizontal axis representing the time elapsed and the vertical axis representing the surface temperature.
As shown in FIG. 4, the body surface is forcibly cooled from 5 minutes to 10 minutes after the start of the measurement, but it can be seen that there is little temperature drop in the malignancy.
This is probably because nutrient blood vessels grow in and around the malignant tumor, resulting in more blood flow than normal tissues.
Moreover, although it heated with the FIR heater from 15 minutes to 25 minutes, it can confirm that it was able to heat to 38 degreeC or more which exceeds a normal temperature in any measurement point.
The FIR heater was removed for 1minute 1 minute and 3 minutes after the start of heating, and the temperature distribution was measured.

次に、正常組織（opposite region）に対する温度差をプロットした経時変化のグラフを図５に示す。
太い実線は悪性腫瘍部（malignancy）の温度変化パターン、破線部は体幹中央部（center region）の温度変化パターンを示す。
正常組織（opposite region）との温度差は、体表面冷却（Cooling）時に広がり、加熱（Heating）時に温度差が接近もしくは逆転することがわかる。
このプロファイルは悪性腫瘍部位に多く見られる栄養血管によるものであり、悪性腫瘍を自動的に抽出する画像処理プログラムを作成する際のマーカーとして利用できることが確認できる。Next, FIG. 5 shows a graph of change over time in which a temperature difference with respect to a normal region (opposite region) is plotted.
The thick solid line shows the temperature change pattern of the malignancy, and the broken line shows the temperature change pattern of the center region.
It can be seen that the temperature difference from the normal region spreads when the body surface is cooled (cooling), and the temperature difference approaches or reverses when heated (heating).
This profile is due to the nutritional blood vessels often found in the malignant tumor site, and it can be confirmed that it can be used as a marker when creating an image processing program for automatically extracting a malignant tumor.

さらに、各測定部位におけるＦＩＲヒータのよる加熱１分後、２分後、８分後のｄＴｓ/ｄＴｒを図６に示す。
加熱初期の加熱１分の時点では悪性腫瘍部（malignancy）の温度変化が小さく、血管（blood vessel）の温度が高くなっている。
生体組織の熱伝導率は脂肪で０．０００５ｃａｌ/（ｓ・ｃｍ^２・℃）、筋肉で０．００１ｃａｌ/（ｓ・ｃｍ^２・℃）、直径０．１ｍｍ程度の血管を流れる血流で０．２４ｃａｌ/（ｓ・ｃｍ^２・℃）であり、血管は他の組織に比べ数百倍の熱量の輸送能力がある。
周辺組織で温められた血液が血管（blood vessel）に流入したために、短時間に血管（blood vessel）の温度が急上昇したものと考えられる。
一方、２分を過ぎると血管（blood vessel）と悪性腫瘍部（malignancy）との差は少なくなるが、血管が少なく脂肪の多い組織は蓄熱されやすいため、温度が上昇している。
血管が豊富な組織は血流により冷却されるため、一定温度に収束していく。
加熱の初期段階において血管（blood vessel）と悪性腫瘍部（malignancy）の昇温特性が異なるとの知見は本発明の根幹となる考えであり、赤外線画像から悪性腫瘍部（malignancy）を自動抽出するプログラムを作成する上で必要不可欠な知見になっている。Furthermore, FIG. 6 shows dTs / dTr after 1 minute, 2 minutes, and 8 minutes after heating by the FIR heater at each measurement site.
At the time of heating for 1 minute in the initial stage of heating, the temperature change of the malignant tumor (malignancy) is small, and the temperature of the blood vessel is high.
The thermal conductivity of the living tissue^{0.0005cal / (s · cm 2 ·} ℃)^{fat, 0.001cal / (s · cm 2} · ℃) in muscle, 0 with blood flow through the blood vessel having a diameter of about 0.1mm .24 cal / (s · cm² · ° C.), and blood vessels have a heat capacity of several hundred times that of other tissues.
It is considered that the temperature of the blood vessel rapidly increased in a short time because the blood warmed in the surrounding tissue flowed into the blood vessel.
On the other hand, after 2 minutes, the difference between the blood vessel and the malignancy is reduced, but the tissue with fewer blood vessels and more fatty tissue tends to store heat, so the temperature rises.
Since the tissue rich in blood vessels is cooled by the blood flow, it converges to a certain temperature.
The knowledge that the temperature rise characteristics of blood vessels and malignant tumors (malignancy) are different at the initial stage of heating is a fundamental idea of the present invention, and malignant tumors (malignancy) are automatically extracted from infrared images. This knowledge is indispensable for creating a program.

本発明のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the FIR active thermography inspection apparatus of this invention.検査過程における温度分布画像を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the temperature distribution image in an inspection process.解析対象とした部位を示す写真図である。It is a photograph figure which shows the site | part made into the analysis object.各部位における温度の経時変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the time-dependent change of the temperature in each site | part.正常組織（opposite region）に対する温度差の経時変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows a time-dependent change of the temperature difference with respect to a normal tissue (opposite region).各部位における昇温特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the temperature rising characteristic in each site | part.

符号の説明Explanation of symbols

１発信器
２サーマルカメラ
３熱画像解析用コンピュータ（画像処理装置）
４シャッター
５シャッター開閉制御ユニット
６ハーフミラー

1Transmitter 2Thermal Camera 3 Thermal Image Analysis Computer (Image Processing Device)
4 Shutter 5 Shutter open /close control unit 6 Half mirror

Claims

Translated fromJapanese

遠赤外線領域の光源又は電磁波の発信器と、測定対象物の温度分布を測定するサーマルカメラ及び画像処理装置とで構成されたことを特徴とするＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置。 A FIR active thermography inspection apparatus comprising a light source or electromagnetic wave transmitter in a far infrared region, and a thermal camera and an image processing device for measuring a temperature distribution of a measurement object.

前記発信器と測定対象物との間に遠赤外線放射の開始・停止を実現するためのシャッター機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置。 2. The FIR active thermography inspection apparatus according to claim 1, wherein a shutter mechanism for realizing start / stop of far-infrared radiation is provided between the transmitter and the measurement object.

前記シャッター機構と測定対象物との間に前記サーマルカメラによる温度分布を撮影するためのハーフミラーを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＦＩＲアクティブ・サーモグラフィ検査装置。

The FIR active thermography inspection apparatus according to claim 1, wherein a half mirror for photographing a temperature distribution by the thermal camera is provided between the shutter mechanism and a measurement object.