針對(duì)細(xì)管內(nèi)液體的體積流量提出了一種基于紅外熱像儀的測(cè)量技術(shù)。利用了沿管道流動(dòng)的液體的流速和溫度之間的對(duì)流傳熱依賴性。通過從紅外熱像儀的單個(gè)熱圖像測(cè)量體積血流量，可以將所提出的方法應(yīng)用于無創(chuàng)性淺表靜脈疾病的診斷，實(shí)現(xiàn)非接觸快速測(cè)溫。

測(cè)量血流速度在許多醫(yī)療應(yīng)用中起著重要作用，其中包括血管疾病的診斷。血管疾病是一種發(fā)生在血管中的疾病，可導(dǎo)致人體血液循環(huán)不當(dāng)。在血管疾病中，有影響從心臟向身體器官輸送富氧血液的動(dòng)脈的動(dòng)脈疾病，和影響將血液從器官輸送回到要凈化的心臟的靜脈的靜脈疾病。關(guān)于靜脈，可以將其分類為遠(yuǎn)離人的皮膚表面的深靜脈和位于皮膚表面附近的淺靜脈。可以使用紅外熱像儀對(duì)淺表靜脈進(jìn)行非接觸快速測(cè)溫，從而診斷實(shí)際疾病。

淺表靜脈會(huì)受到血栓性靜脈炎的影響，這是靜脈中血栓的形成，降低了其中的血流速度。并且，由于淺靜脈負(fù)責(zé)通過皮膚在血液與周圍環(huán)境之間傳遞熱量，因此這些靜脈中的低血流速度會(huì)導(dǎo)致不正確的傳熱過程以及受影響的靜脈區(qū)域中皮膚的溫度不適當(dāng)。例如，如果應(yīng)該讓某個(gè)淺表靜脈中的溫暖血液散發(fā)出一定的熱量，由于血液流動(dòng)會(huì)流經(jīng)其周圍較冷的組織更長(zhǎng)的時(shí)間，從而導(dǎo)致更多的熱量，因此它可能會(huì)因流量低而損失更多的熱量。熱損失會(huì)升高這些組織的溫度。那么，通過紅外熱成像圖可以清楚地看到異常區(qū)域的皮膚溫度高于正常區(qū)域的皮膚溫度。

圖為淺表靜脈紅外熱成像圖

之前的研究使用紅外熱成像圖技術(shù)研究了強(qiáng)烈的熱變化對(duì)皮膚的熱機(jī)械行為的影響，該行為可用于身體灼傷。以定量的方式解釋了這個(gè)工作，單個(gè)淺表靜脈紅外熱像儀不僅可以檢測(cè)到異常，還可以測(cè)量通過靜脈的血流量，沿靜脈的壓降以及由于血液粘度施加的剪切應(yīng)力而損失的熱量。在整個(gè)工作中，將假設(shè)血液是層流的牛頓不可壓縮流體。血管將被建模為圓柱管，其中流動(dòng)的血液通過與周圍的對(duì)流損失熱量。此外，時(shí)間平均速度被用來處理脈動(dòng)流作為穩(wěn)態(tài)流。

使用單個(gè)紅外熱像儀以非侵入方式非接觸快速測(cè)溫細(xì)管內(nèi)液體。利用了由于對(duì)流傳熱引起的管子入口和出口處液體溫度的差異。通過分析和實(shí)驗(yàn)表明，該溫差取決于體積流量，因此可以用來很好地估算流量。用人類前臂的淺靜脈測(cè)試了這個(gè)方法。對(duì)于正常血流情況進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，對(duì)于狹窄血流情況進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)。并且建議使用這項(xiàng)紅外熱成像圖技術(shù)來非侵入性地診斷明顯影響靜脈血流的淺表靜脈疾病。