综述｜红外热成像技术在围术期中的应用进展

红外热成像技术在围术期中的应用进展

支滨彦1 李宇涵1 孔维丽1 张文征2 刘国凯1

1北京中医药大学东直门医院麻醉科

2北京中医药大学东直门医院国际部健康管理中心

通信作者：刘国凯

Email: guokai_@126.com

【摘要】红外热成像（ITI）技术通过捕捉人体表面热辐射分布，以无创的可视化温度成像的方式反映局部血流、代谢及神经活动变化，在麻醉学领域的应用日益增多。ITI能够通过检测体表温度变化反映交感神经阻滞程度、预测核心体温波动，并辅助评估神经阻滞效果。然而，环境干扰、设备标准化及样本量限制仍是当前挑战。未来，结合人工智能与多模态成像技术可进一步提升ITI在麻醉及围术期管理的临床应用价值。本综述梳理近年研究成果，总结ITI在神经阻滞效果评估、围术期体温管理及疼痛管理中的应用价值。

【关键词】体温调节；交感神经阻滞；围术期；红外热成像；麻醉监测

围术期管理的核心目标在于保障患者安全、优化麻醉效果并促进术后快速康复。然而，传统监测手段在体温调节、神经阻滞效果评估、术后疼痛与并发症早期识别等方面仍存在局限性，如依赖接触式测量、主观性强或无法实现大范围动态观测等。近年来，红外热成像（infrared thermal imaging， ITI）技术以其非接触、全景、可视化的功能成像优势，在麻醉领域的应用已从初期的体温监测，逐步拓展至神经阻滞效果的实时评估、血管定位、术后深静脉血栓与感染的早期预警以及疼痛的客观化评价等多个方面，展现出良好的补充和替代价值。本综述系统梳理ITI在麻醉与围术期管理中的最新研究进展，总结其在评估术前血管定位、术中辅助神经阻滞及低体温监测、术后镇痛及术后并发症早期预警等方面的应用价值，并探讨未来结合人工智能与多模态成像技术的发展方向，以期为提升围术期管理的精准性与安全性提供参考。

ITI概述

ITI成像原理ITI设备通常由红外摄像头、图像处理系统和显示单元组成，其原理是以人体为辐射源，借助红外扫描探测到人体发出的红外辐射，经过一系列信号处理，将体表温度变化转化为可视、可量化的红外热图［1］。人体皮肤可视为近似黑体，其发射的红外辐射中约98%代表真实热负荷，仅有不到2%为反射的外部辐射，这一特性赋予ITI以独特的优势，使其能够客观、直观地揭示皮下约5 mm深度范围内的组织温度分布情况。

体温调节内在机理在生理条件下，核心体温保持稳定，这一稳定性主要通过产热与散热之间的平衡机制来调节。体温感受器通过脊髓将信号传递至大脑，大脑对这些信号进行处理，以维持核心体温的恒定。Rauch等［2］指出，全身麻醉药通过抑制下丘脑体温调节中枢，引起热量从核心到外周的重新分布。全身麻醉实施后，患者的全身耗氧量和产热量降低，热量产生减少，散热超过产热，形成负热平衡状态，促使核心体温下降。随着麻醉深度的增加，外周血管扩张，热量从核心区域向体表转移，体表温度升高。麻醉终止后，外周血管收缩，热量重新集中于核心区域，同时产热量增加，核心体温逐渐升高。

ITI监测体温的优势首先，ITI单次成像可覆盖大范围体表区域，如腰椎神经根阻滞后双下肢温度同步对比［1］。其次，较之传统测温工具，ITI测温不需要接触患者，具有无创性、便捷性。最后，ITI连续成像的特点有助于动态了解病情进展及客观评估治疗干预效果。Wan等［3］比较了红外耳温计与鼻咽温度在56例全身麻醉患者中的一致性，发现两者组内相关系数达0.70～0.80，且红外耳温计诊断低体温的受试者工作特征（receiver operating characteristic， ROC）曲线下面积为0.95，表现出优异的诊断性能。

ITI在术前管理中的应用

术前评估与血管定位李莉等［4］指出ITI通过体表温度热成像差异，用于定位皮下静脉（如贵要静脉），可有效避免反复穿刺。Cho等［5］发现这种非侵入式成像技术减少了患儿的恐惧感，同时提高了静脉识别的准确率，可使穿刺成功率提升25%。Yoshimura等［6］观察到ITI可显示桡动脉搏动区域温度梯度（ΔT≥0.3 ℃），使穿刺成功率提升至92%。林伟栋等［7］提出将ITI用于穿支动脉术前定位，通过绘制穿支图谱，促进皮瓣设计优化及评估穿支血流，从而有效提高穿支定位的准确性。

ITI在术中管理中的应用

辅助神经阻滞ITI“可视化”的特点［8］使精确绘制感觉阻滞的范围成为可能，弥补了超声只能看到针尖和药物扩散的解剖位置的局限性，是ITI在麻醉中最具潜力和最直接的应用领域。Yoshimura等［6］对20例超声引导下腹股沟上髂筋膜阻滞患者的研究显示，阻滞后5 min大腿皮肤温度即升高1.2 ℃，且温度变化与冷觉消失显著相关（敏感性96%，特异性63%）。黄海霞［9］发现肌间沟臂丛神经阻滞后患侧拇指远端温度较健侧显著升高［（36.72±0.44） ℃ vs.（35.82±0.39） ℃］，且温度变化的ROC曲线下面积达0.89，表明其具有良好的诊断效能。

ITI可以辅助判断阻滞成功与否。Penno等［10］开发的多通道温度监测系统能够以95%的准确率预测手术耐受性，当皮肤温度升高超过1.05 ℃时，表明该节段已形成有效阻滞。Bovaira等［11］在腰交感神经阻滞中发现，23.75%的病例需要多次调整穿刺位置才能获得理想的热模式。Xu等［12］在小鼠硬膜外麻醉模型中观察到，下肢温度升高（3.73±1.56） ℃，而上肢仅变化（0.56±0.68） ℃，这一结果明确揭示了阻滞的节段特异性。在预测阻滞持续时间方面，足部温度恢复基线的时间通常与感觉阻滞消退时间密切相关，这为术后镇痛管理提供了有价值的参考。

术中低体温管理ITI不仅可用于低体温筛查，还能揭示体温调节机制的变化，指导个体化保温措施的实施。低体温状态会改变麻醉药的药代动力学特性，进而延长其作用时间。通过影响血液凝固功能，低体温患者会增加出血的风险。低体温被视为手术部位感染的一个独立危险因素，能够增加并发症的发生概率［13］。赵金凤等［14］指出，红外线额温仪测量体温较之水银体温计无需患者配合，患者接受度高且测量速度快，测量率达100%，所以红外线额温计测量体温不仅改善了患者的依从性，也大大提高了医护人员的工作效率。

ITI在术后管理中的应用

术后并发症早期预警许多术后并发症（如深静脉血栓、复杂区域疼痛综合征及炎症感染等）的早期症状不典型，容易被忽略。ITI可提供客观、量化的影像学证据，将诊断窗口期提前［15］，减少术后并发症的发生。王宏杰等［16］研究指出，全膝关节置换术若监测到术侧膝关节术后较术前出现局灶高温区（ΔT>2 ℃），或术侧膝关节表面高温区域分布不均，出现明显聚集现象，呈团块状、片状，则提示有术后感染的可能，较传统指标提前24～48 h发出预警。Ramirez-GarciaLuna等［17］通过一系列病例的展示，发现创伤后炎症反应导致的温度升高（ΔT≥5 ℃）能够被ITI准确捕捉，并且温度恢复正常与临床改善呈现出同步的趋势。深静脉血栓（deep venous thrombosis， DVT）形成的ITI特征也逐渐明确。Murphy等［18］在剖宫产患者中观察到，单侧下肢温度较对侧降低超过1 ℃，这提示可能存在静脉回流障碍，并且该结果与超声诊断的DVT具有良好的一致性（κ=0.72）。这种无创筛查方法特别适合术后高危患者的连续监测。未来研究应致力于建立不同术后并发症的ITI诊断标准，提高其临床应用价值。

术后疼痛管理术后疼痛评估长期依赖患者主观感受，存在诸多局限性。ITI技术通过客观记录疼痛相关区域的温度变化［19］，为术后疼痛评估提供了新思路。ITI不仅能反映疼痛强度，还能鉴别疼痛类型，监测镇痛效果，在术后疼痛管理中展现出独特价值。

（1）ITI检测的局部温度变化可作为疼痛评估的客观标准。杨小蕾等［1］对53例腰椎神经根阻滞患者的研究发现，术前有腰痛患者腰部平均温度显著高于无痛患者，且NRS疼痛评分与相应部位红外温度呈显著正相关（r=0.68）。王宏杰等［16］观察到全膝关节置换术后患侧膝关节目标区域ITI温度较健侧升高2～3 ℃，且温度差值与VAS疼痛评分成正比（r=0.72）。

（2）ITI为评估镇痛治疗效果提供客观依据。郑钦之［20］在ITI联合聚焦式体外冲击波治疗肩袖修复术术后疼痛的研究中发现，ITI通过非侵入性检测局部组织温度分布，能够精准识别炎症区域或异常代谢活跃区域，为冲击波治疗提供靶向定位依据。上述研究表明，ITI不仅能评估镇痛效果，还能优化治疗靶点选择，提高干预精准度。

技术局限性

ITI依赖体表辐射热量，环境温度波动（如手术室空调气流）可导致测量误差。Murphy等［18］观察到室温低于22 ℃时，足部血管收缩可能掩盖真实麻醉阻滞效果。Bovaira等［11］指出，现有研究多基于单中心小样本，如腰交感神经阻滞研究仅纳入27例，样本代表性不足，其结论普遍性受限，因此在推及复杂病例（如糖尿病神经病变）时尤需谨慎。高翔宇等［21］提到，多数研究仅观察术后24～48 h温度变化，无法评估ITI在慢性疼痛（如复杂性区域疼痛综合征）中的动态监测价值。Schollemann等［22］指出，ITI仅能反映体表温度分布，无法直接监测核心体温或深部组织灌注（如脊髓麻醉后内脏温度变化）。

展 望

鉴于手术间环境对设备有无菌、精准、实时、易用的要求，未来ITI在麻醉与围术期管理中的应用也应紧紧围绕这些特点展开。

（1）提升图像质量与功能性。首先，提高ITI仪的温度分辨率，进而可以显示更细微的血流变化。其次，探索ITI仪智能自动对焦与稳定成像的可能，避免因手动调节误差而中断手术节奏或影响监测结果［23］。最后，探索AI实时分析并建立相关模型，实时显示量化指标，而非仅仅展示一张“热图”。

（2）优化设备设计。首先，兼顾无菌操作与设备小型化，避免对手术无菌区的干扰及手术进程的影响。其次，设计更灵活、更适应手术间的安装方式：如吊塔悬挂式、机械臂式、头戴式等，进而适应不同手术室布局和手术类型的需求。另外，林仲杰等［24］设计并实现了一种基于ITI技术的自动调速跟踪风扇系统，通过实时感知环境温度分布，自动调整风扇方向和风速，进而实现对高温区域的精准降温，未来可以探讨将其应用于手术室。最后，进一步提升设备精度，Wan等［3］指出可以通过改进设备性能或测量方法，进而实现更连续、可靠的核心及体表温度监测。

（3）拓展应用场景。Bovaira等［11］指出，未来可以探索ITI技术在其他类型的神经阻滞或疼痛治疗中的应用。于成贵等［25］则提出未来可以探索ITI技术在其他中医病症诊断中的应用，并探讨其与其他诊断工具或治疗方法的整合效果。杨元平等［26］发现粘连期肩周炎患者应用常氏三绝联合肩关节腔清洗治疗可减轻机体炎症反应，并可降低ITI病变区温度。杨小蕾等［1］建议设计长期跟踪计划，未来分区也可以具体到不同的神经支配区域，以更精确地评估疼痛分布。

小 结

ITI技术凭借其非侵入性、动态监测及大范围成像的特点，在麻醉学领域展现出独特的优势，其在围术期体温管理、神经阻滞效果评估、术后并发症预警及疼痛客观化评估等方面的应用，显著提升了麻醉管理的精准性和安全性。通过体表温度变化反映交感神经阻滞程度、预测核心体温波动及识别早期感染或血栓形成等并发症，ITI为围术期决策提供了客观依据。

参考文献略。

DOI:10.12089/jca.2025.07.013