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在關節(jié)置換術中，由植入物引起的感染是一項主要問題。全世界范圍內，每年由于關節(jié)受關節(jié)炎或創(chuàng)傷嚴重影響的患者需要植入2.500.000個全髖關節(jié)和全膝關節(jié)假體。到2030年，髖關節(jié)假體數(shù)量將增加一倍，并且由于我們社會的老齡化和肥胖人群日益增加，膝關節(jié)假體數(shù)量將增加六倍。這種類型植入物失敗的主要原因是感染，感染難以治療，尤其由于更多的細菌菌株對抗生素產(chǎn)生抗藥性。對關節(jié)進行加熱會消除細菌和酵母菌，但這能通過非侵入式方式實現(xiàn)嗎？來自萊頓大學醫(yī)學中心（LUMC）整形外科部的Bart Pijls醫(yī)學博士認為，實現(xiàn)的解決方案可能是電磁感應。他正在與醫(yī)學中心的微生物學部門合作，借助熱成像技術研究電磁感應。
LUMC是荷蘭的一所現(xiàn)代化大學醫(yī)學中心，專門從事研究、教育和病人護理，知名度高，科學定位強。Bart Pijls目前完成了其成為整形外科醫(yī)生的訓練，正在開發(fā)一種解決方案，以更好地治療受感染的關節(jié)置換。“在診所接受培訓期間，我親眼所見受感染的全關節(jié)置換對患者及其家屬造成的影響，”Pijls解釋說。這促使他有興趣尋找一種方法來根除感染而不損傷金屬關節(jié)周圍的肌肉、肌腱和韌帶。
全關節(jié)置換闡述
正常關節(jié)中的骨骼表面光滑，關節(jié)兩端由一種稱為關節(jié)軟骨的物質組成，這種物質可以讓一根骨頭易于滑向另一根骨頭。關節(jié)通過一層薄薄的流體進行潤滑，這種流體的作用類似于發(fā)動機中的機油，以保持部件順暢滑動。關節(jié)軟骨磨損、損傷或關節(jié)液異常時，就會出現(xiàn)問題，關節(jié)常常變得僵硬和疼痛。這時則需要全關節(jié)置換才能恢復完整無痛的功能。關節(jié)置換發(fā)生感染時，患者通常需要經(jīng)歷另一次手術甚至另一次置換手術。
使用熱成像技術進行導引
該項初步研究的目標是調查金屬植入物感染的非侵入式治療。Pijls研究的方法使用電磁感應來加熱實驗室中的關節(jié)并消除細菌和酵母菌。電磁感應僅能加熱金屬關節(jié)而不會直接加熱其周圍的組織。但這仍然會導致傳導性加熱，因此需要采取措施來緩解這些影響。
這項研究的一個重要部分是找到功效與損害之間的平衡點。有效殺死細菌而不會造成（太多）損害的理想溫度是多少？植入物上是否存在過熱或欠熱區(qū)域？是否可選擇性地加熱植入物的一部分？如果可以，熱量如何在金屬植入物進行分布？
“在研究的早期階段，我使用紅外測溫儀來測量溫度，但這并沒有獲得我需要的所有信息。因此，我尋找另一種解決方案，實際上第一次時使用FLIR ONE與我的智能手機進行熱成像測試，”Pijls說。這款熱像儀雖然不錯，但精確度不夠，無法提供Pijls需要的數(shù)據(jù)。于是他又選擇了FLIR T540紅外熱像儀。
“現(xiàn)在，將FLIR T540與ResearchIR軟件結合使用，對加速研究和收集數(shù)據(jù)確實產(chǎn)生了影響。”Pijls說。“ResearchIR使我能同時測量和分析關節(jié)不同部位的溫度，并將其轉換為原始數(shù)據(jù)。加熱過程的熱成像非常有助于可視化我正在進行的工作。”
溫度挑戰(zhàn)
物體上測得的溫度受多個因素影響，包括目標材料的發(fā)射率屬性。該屬性是材料發(fā)射或輻射熱能的相對等級。一些材料比其他材料發(fā)射的熱能更大；光澤材料或反射材料（如金屬）往往是不良的發(fā)射體。為了確保收集正確的熱數(shù)據(jù)，Pijls用啞光漆對金屬關節(jié)進行了噴涂。由此產(chǎn)生的測量更加均勻可靠。
研究持續(xù)
LUMC最近獲得了一筆撥款，繼續(xù)進行Pijl的研究。美國和臺灣的研究小組也發(fā)表了關于用于感染的電磁感應的研究，強調了這一研究的重要性，
“熱成像技術的使用在這部分研究中發(fā)揮了重要作用。很高興能夠繼續(xù)進行這項研究并進入研究的下一個階段。如果不采用熱成像技術，這項研究無疑會更加困難并且需要更多的時間。”Pijls總結說。
FLIR T540專業(yè)紅外熱像儀可提供有助于研究人員深入了解目標的熱行為所需的高清晰圖像及溫度精度。FLIR T540具有超過160,000個溫度測量點、微距模式的精確細節(jié)以及有用的功能，如單觸式電平/跨度，有助于快速測試并提供精確結果。
FLIR T540具有能檢測溫差小于0.03°C的靈敏度，使研究人員能發(fā)現(xiàn)缺陷并追蹤較小的熱梯度。這款熱像儀提供較寬的溫度范圍，可用于量化高達1500°C的熱生成和熱耗散。測量精確達到±2％，有助于印刷電路板和其他產(chǎn)品的質量保證和工廠驗收。
借助Wi-Fi或USB上的數(shù)據(jù)流以及增強的數(shù)據(jù)采集，使用FLIR Tools™或FLIR ResearchIR軟件解決方案進行分析和共享，F(xiàn)LIR T540針對嚴苛的實驗室環(huán)境進行了優(yōu)化。
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