熱斷層（TTM）技術作為口岸傳染病自動篩查手段的探討※

楊金良 黃健華 張瑞宏 王保剛 上官文學 王康琳

熱斷層（TTM）技術作為口岸傳染病自動篩查手段的探討※

楊金良 黃健華 張瑞宏 王保剛 上官文學 王康琳

目的探討TTM掃描成像在口岸傳染病監測工作中的適用價值。方法總結口岸現行以紅外測溫為基礎的傳染病篩查模式存在的不足，深入分析TTM技術的優勢，結合北京檢驗檢疫局應用TTM技術篩查口岸常見傳染病的研究成果，探討TTM技術作為口岸一種傳染病自動篩查手段的可行性。結果經對比現場紅外測溫篩查手段和TTM技術手段，結合北京檢驗檢疫局的探索性研究和初步應用，TTM技術口岸常見傳染病具有很高的陽性檢出率并完全滿足疾病篩查的要求。結論熱斷層技術在作為口岸傳染病一種自動篩查手段具有較高的推廣應用價值。

熱斷層技術；傳染病；自動篩查手段

近年來，傳染病的流行趨勢發生一些變化[1]，其主要表現有二：一是如結核病、登革熱、瘧疾等一批被認為早已得到控制的傳染病卷土重來，二是SARS、甲型H1N1流感等新發傳染病不斷出現。而另一方面，全球一體化步伐不斷加快，出入境人員數量逐年增加。以北京口岸為例，2010年至2012年出入境人數年均增長達到8.99%，2012年達2027.4萬人次，而口岸從事傳染病監測的人員僅有224人，人均年監測出入境人數為9.05萬人次，發現并控制傳染病病例顯得愈發困難。值得慶幸的是，科學發展日新月異，現代化醫療診斷技術層出不窮，尋求一種能應用于口岸出入境查驗現場的無創、快速、篩查效率高的診斷手段變得愈加可能。

熱斷層（TTM）技術即熱斷層掃描（Thermal Texture Maps）技術[2]，是一種根據不同疾病使細胞代謝熱發生的特有變化規律來確定疾病種類的新技術。通過對人體不同部位、不同深度溫度的精確測量，形成熱斷層圖像，清晰辨認疾病特征，具有非介入操作，快速、無輻射、準確度高等特點。該技術和儀器已應用于醫學領域作為診斷參考，并在SARS期間為成功確診病例提供了重要的影像學參考根據[3]。本文從口岸檢驗檢疫實際應用的角度對TTM技術應用于口岸傳染病篩查做出探討，以期探索提高口岸傳染病防控工作的查驗效率，減輕防控壓力的方式方法。

1 口岸當前的傳染病篩查模式

當前的傳染病防控工作模式是以紅外測溫篩查為基礎進行的，主要包括以下工作內容。

1.1 體溫監測發熱是多數傳染病的首發癥狀，因此體溫監測是流動人群傳染病監測的重要手段。目前主要通過在口岸入出境通道上安裝紅外測溫裝置對過境旅客進行體溫監測，如發現體溫異常，檢驗檢疫工作人員截留該旅客復測體溫，并進行進一步的流行病學調查和醫學檢查。

1.2 受理健康申報旅客在入境時必須填寫《入境健康檢疫申明卡》進行健康申報或進行口頭申報。檢驗檢疫工作人員要對申報有癥狀或染疫人密切接觸者，按病人控制措施處理。

1.3 現場醫學巡查醫學巡查是通過“察言觀色”的手段采集旅客的患病信息。醫學巡查的內容主要包括發熱、脫水、呼吸困難、咳嗽、皮膚潮紅、皮疹等癥狀。

在這些查驗模式中，受理健康申報、現場巡查都是人為查驗模式，只有紅外測溫儀是一種傳染病自動篩查手段，這種自動篩查手段對于衛生檢疫把關、提高人員的查驗效率發揮了非常重要的作用。

2 紅外熱成像測溫技術篩查手段

紅外熱成像測溫技術是近年來已經發展成熟的一種技術，是以人體表面的紅外線進行探頭探測，在2003年SARS疫情防控工作中，紅外測溫儀開始批量在各個口岸應用，并逐漸固化為一種口岸查驗模式[4]，在疫情的防控工作中發揮著重要作用，特別是2009年的甲型H1N1流感防控工作中具有重要作用，以北京口岸為例，在2009年3月至11月通過紅外測溫手段發現的傳染病比例達74.7%。

口岸使用紅外熱成像技術檢疫查驗的模式是在通道安裝“紅外熱成像體溫視頻監測系統”，從而實現出入境人員的自動體溫監測。該系統通過先進的光電子技術、熱成像技術、圖像處理技術和控制技術進行大面積的體溫監測，具有測溫快速、準確、靈敏等優點，但也存在一些先天的不足。

2.1 紅外熱成像體溫視頻監測系統存在誤報、漏報現象紅外熱成像監測系統測量的是出入境旅客的體表溫度，旅客體溫超出儀器設置的報警閾值就會發生聲光報警，但報警率跟參數范圍大小有關，范圍越大，報警就越多，存在誤報的可能性增加；范圍太小則容易產生漏報。同時，還會因環境溫度升高、攜帶物發熱等情況而產生誤報。因此，紅外熱成像體溫視頻監測系統是初步篩查發熱旅客的有效手段，但需通過水銀溫度計復測體溫才能確認旅客是否真正發熱[5]。

2.2 部分傳染病患者不出現發熱癥狀容易漏報傳染病都有潛伏期，潛伏期間可完全無癥狀、體征，即使有癥狀，部分傳染者不會產生發熱癥狀，以北京口岸2009年甲型H1N1流感防控工作為例，在統計發現的146例甲型H1N1流感病例中，有37例不存在發熱現象，占總比例的25.3%，因此，在實際工作中，對無發熱癥狀的感染者存在查驗空白，存在一定的傳染病傳入風險。

3 熱斷層（TTM）技術

熱斷層（TTM）技術是鎖定人體細胞相對新陳代謝強度的功能影像技術。通過被動接收人體細胞新陳代謝過程中的熱輻射，運用熱斷層分析系統進行處理，以不同的色彩顯示人體熱輻射的狀況，通過測量受檢部位的熱輻射變化程度（即人體細胞新陳代謝強弱的變化）實時捕捉信息，并根據人體細胞代謝的熱輻射差和健康狀態的對應關系，達到疾病診斷的目的。

3.1 醫學原理利用紅外探測器接收人體細胞代謝過程中產生于體表的熱，通過熱斷層計算出熱源深度、強度和形狀，經計算機處理，形成對應人體內各組織器官不同深度的細胞新陳代謝相對強度的分布圖，根據分布圖與健康狀況的對應規律，對人體狀況進行綜合評估，包括健康態、亞健康態、疾病態的定性、定量評估[6]。熱斷層（TTM）掃描通過被動接收人體細胞代謝熱，經過計算機處理，可形成與人體各個部位相對應的細胞代謝熱分布圖（圖1）。

圖1 TTM掃描設備接收人體細胞代謝熱形成細胞代謝熱分布圖

3.2 應用優勢

3.2.1 快速TTM掃描設備只需幾秒鐘即可完成疾病的初步篩查。

3.2.2 診斷準確率高結合臨床應用統計，TTM對早期惡性腫瘤診斷符合率達75%以上，對早期心梗、腦出血、栓塞提出準確診斷和早期預示，其準確率可達85%以上，對甲狀腺、乳腺、前列腺、婦科疾病診斷達80%以上[7]。

3.2.3 應用無介入、無損傷、無輻射

3.2.4 在疾病的各個時期都有反應疾病的早期或潛伏期在臨床上可能沒有任何癥狀，但局部組織器官的細胞功能已發生改變，此時在TTM圖像中就能提示異常熱源，提高了疾病早期發現的機會，有利于疾病的早期診斷，從而有利于疾病的早期治療。

綜上，比較紅外測溫和熱斷層兩種技術手段的特點，可以看出，熱斷層技術在疾病篩查等方面具有巨大的應用潛力。

4 熱斷層技術作為口岸傳染病篩查手段的科研情況

為了將TTM技術應用到口岸傳染病的監測處置工作中，進一步提升口岸傳染病檢疫查驗的效率，實現人員和物質的高效配置，北京檢驗檢疫局與TTM技術發明方貝億安泰醫學研究院合作，通過特定傳染病對應的頭面部特異性熱斷層（TTM）圖像作為切入點，以期實現口岸常見傳染病的出入境現場快速準確篩查，目前已經取得了一定進展。

4.1 開發應用于口岸傳染病診斷現場的查驗設備根據口岸現場情況及口岸傳染病篩查要求，設計并研發了口岸傳染病篩查專用的熱斷層（TTM）設備（圖2、3）。

圖2 應用于口岸的TTM設備樣機結構圖

圖3 熱斷層設備部件組成

4.2 確定甲型H1N1流感、瘧疾、開放性肺結核等口岸常見傳染病的頭面部特征圖像通過與醫療部門合作，使用TTM設備采集確診病例的頭面部TTM圖像，其中甲型H1N1流感22例，瘧疾58例，開放性肺結核102例。在此基礎上，設計計算機軟件對圖像進行分析，得到甲型H1N1流感、瘧疾、開放性肺結核等口岸常見傳染病的頭面部TTM圖像特征（圖4、圖5、圖6），特征描述和產生機理見表1。

圖4 甲型H1N1流感患者頭面部TTM圖像特征

圖5 瘧疾患者頭面部TTM圖像特征

圖6 開放性肺結核患者頭面部TTM圖像特征

表1 甲型H1N1流感、瘧疾、開放性肺結核的頭面部TTM圖像特征描述及產生原理

4.3 確定利用TTM設備進行口岸傳染病快速篩查的工作流程將已經確定有特征頭面部圖像的傳染病數據存儲至TTM設備計算機分析系統，將設備安裝在口岸出入境現場，旅客通過時，設備進行每秒9幀圖像掃描，并進行傳染病數據特征的自動識別，在2秒鐘內完成初步判定。如系統報警，值班操作人員應根據熱斷層系統的初步提示對該旅客進行復查，復查仍報警時即進行下一步的流行病學篩查和醫學排查。經初步試用，為口岸篩查專門設計制作的TTM篩查設備，具有穩定性強、可靠性高，智能化、精細化程度高的特點。從外觀到性能，從采圖速度到清晰程度，均達到口岸應用所涉及的快速、準確的要求。

5 討論

在當前的傳染病防控工作中，由于人力、物力的限制，傳染病疫情的頻發和多變，使傳染病的防控壓力不斷增加。在這個背景下，國家質檢總局大力實施科技興檢戰略，尋求并利用現代化的醫學手段來實現傳染病的防控工作顯得非常重要，熱斷層掃描技術的出現為實現這一思路提供了很好的選擇。

經過對比現有傳染病篩查手段，結合北京檢驗檢疫局研究成果，發現TTM技術對于口岸提高篩查效率、降低防控成本具有現實意義。此項技術可應用于甲型H1N1流感、瘧疾、開放性肺結核等口岸常見傳染性疾病的篩查，從而為提升口岸疾病監測準確率、提高工作效率提供了一條便捷的技術途徑，具有較高的推廣價值。

[1] 邵家勝,盧洪洲.新發傳染病發病研究概述[J].診斷學理論與實踐,2011,10(03)：293-296.

[2] 鄧慧.TTM(熱斷層)技術必將引發醫學革命[J].現代科學儀器,2002(04)：36-38.

[3] 王微,趙春惠,黃春,等.螺旋CT,X線胸片和熱斷層(TTM)對SARS診斷價值的評價[J].現代科學儀器,2003(04)：17-20.

[4] 呂志平,林漢廷,楊建壘.紅外熱成像體溫監測系統使用效果分析[J].中國國境衛生檢疫雜志,2008,31(5)：300-304.

[5] 董鳳武,劉昕.入出境人員衛生檢疫監管模式的探討[J].口岸衛生控制,2008,13(05)：11-13.

[6] 丁晶,周志尊,張艷杰.解析熱斷層(TTM)技術的物理學原理[J].中國醫療設備,2010,25(06)：63-65.

[7] 鄭麗桑,王瑜,吳燕茹.熱斷層掃描成像技術(TTM)在體檢中應用[J].醫學理論與實踐,2011,24(21)：2592-2593.

TTM (Thermal Texture Maps) Technology as an Automatic Screening Tool for Infectious Disease At Port

Yang Jinliang Huang Jianhua Zhang Ruihong Wang Baogang Shangguan Wenxue Wang Kanglin

ObjectiveTo explore TTM technology in the surveillance of infectious diseases in the applicable value at port.MethodsCrossings current infectious disease screening mode inductive analysis, in-depth analysis of the technology by TTM technology, combined the application of TTM technology screening crossings common infectious disease research of Beijing Inspection and Quarantine Bureau, explored the feasibility of the TTM technology as an infectious disease automatically screening tool.ResutsContrast infrared temperature screening means and TTM technical means, combine the exploratory study and preliminary application of Beijing Inspection and Quarantine Bureau, TTM technology is a more effective means as screening Common infectious disease at port.ConclusionTTM technology is an automatic screening means of infectious diseases with high application at port.

TTM (Thermal Texture Maps) technology; Infectious disease; Automatic screening tool

R319

A

1673-5846(2013)03-0170-04

北京出入境檢驗檢疫局，北京 100026

由質檢公益性行業科研專項200910185資助

黃健華，010-58619031；郵箱：huangjh@bjciq.gov.cn。