红外检测技术用于钉螺生态体温检测的研究

Xia Meng，He Hongbin*，Li Guangping，Zhou Jie，Liu Zongchuan，Ding Liang，Wang Institute of Parasitic Diseases，Yueyang ，China.*Corresponding Author.

【Abstract】Objective To identify the possibilities of detecting physiological temperature of snails based on the theory of thermal radiation and infrared temperature measurement The conditions for snail temperature measurement with thermal imager were initially determined in laboratory setting,then the infrared thermal imager was used to scan the snails under diverse detection thermal imaging point was set and photographed for examining the properties of snail temperature through calculation of the tested Physiological temperature showed normal distribution by（0.）℃under the ambient temperature at 25.5℃ and humidity in 51%.Living and dead snails had different rate of temperature surface humidity,fluid secretion and motion state were factors affecting the physiological temperature changes in ,the age had no significant effect on the physiological temperature change of snails. Conclusion Infrared imaging technology can be accurate,quick,safe and efficient tool for detecting snail temperature,and this technique may supply a theoretical basis for measuring the temperature changes in dead or live snails without invasion.

【Key words】Infrared thermal imager,Schistosomiasis control,Snail,Temperature detection

在血吸虫病防治工作中，疫情调查、防治效果考核、药效实验评估等，均需对现场采集的大量钉螺样本解剖，鉴别死活或感染性。其工作量大，观测时间长，易出现人为误差一直没有改变。为了实现血吸虫病精准防治目标，需寻找一种简单、快速、准确的检测方法以取代数十年沿用至今的人工检测。现代科学技术的发展，先进的检测仪器和检测手段为解决这一问题提供了巨大的可能性。

体温对于动物界来说乃是一个极为重要的生理特征。自然界有生命的生物体，存在着新陈代谢，只要存在能量代谢，就会产生热能，就会有热辐射，就可能被检测到。理论上只要物体温度在绝对零度（-273.15℃）以上都可以发出红外光。由于人眼无法感知红外光，因此必需利用特殊的装置实现红外信号的可视化，即红外成像系统。该系统的技术优势在于非接触遥感检测，不需接触被测对象，就可以安全、快速、直观的找到热源（发热体），甚至可以实现滞后成像。目前这一技术已广泛应用于航天、航空、军事、工业、农业、医学等各领域，利用其独有优势，发挥越来越重要的作用。而在生物实验研究方面，红外热像仪亦显示出其在测试物体温度场方面的优势【［1］。

本研究从“遥感”探查钉螺这一设想出发，根据红外物理理论，探索利用红外热成像技术检测日本血吸虫病唯一中间宿主——钉螺的生理温度，为红外检测技术应用于血吸虫病防治提供研究基础。

材料与方法

一、试验材料

1.钉螺

试验用钉螺采自湖南省岳阳市君山区濠河外洲（黄海高程25.0m；E113.371°；°）为湖沼型湖北钉螺（O h ）。置实验室20～25℃环境内，饲养4周，剔除死亡钉螺，干燥保存用于死螺对照。活钉螺逸蚴法筛除阳性钉螺，选取活力好，螺旋数6～7旋，壳高9～10mm，宽3～4mm的成螺，用于正常试验。螺旋5旋及以下，唇脊薄、肋浅的当年新生螺青螺用于不同螺龄的鉴别对照。

2.仪器设备

红外成像系统是由红外成像仪、图像存储卡、工作站计算机等硬件组成。

红外成像仪使用波长范围为7.5～14μm的非制冷焦平面热成像仪Ti400，由FULKE测试仪器（上海）公司提供。分辨率为320×240像素，IS2格式输出，可测温度范围-20～1200℃，环境操作温度-10～50℃，温度分辨率0.03℃，红外、可见光双镜头，采用LaserSharp激光自动对焦系统。分析平台采用windows7系统SmartView 3.6中文版。

二、检测方法

1.钉螺表面发射率的计算

发射率是指辐射通量的表面密度，不仅取决于物体的性质，还与物质表面的物理状态、光滑程度等有关［2］，这些因素使得发射率的测量很复杂。例如，检测一个发射率为0.7（如：混凝土）真实温度为50℃的物体时，发射率偏离0.1，对于8～14μm波长范围的热像仪来说，测温结果偏离真实温度1.56～1.87℃［3］，可见发射率的设置是否准确直接影响测量结果。

热像仪的默认发射率参数值ε=0.95。常见物体的ε值也可以在“发射率常数表”中查到，但钉螺，及其他螺类、贝类目前都未列入表中。对于低能量代谢的钉螺检测，差距必然细微，因此有必要首先计算发射率。

钉螺的表面发射率依据普朗克辐射定律的整理公式［4］计算。室外测试环境条件，利用Lowtran软件计算大气透射率τ=0.94，发射率ε=0.93。室内条件下，可以忽略大气透射的影响，设τ=1；计算得出室内和室外环境钉螺的参考发射率值ε=0.93。

文章来源：《中国血吸虫病防治杂志》 网址: http://www.zgxxcbfzzz.cn/qikandaodu/2021/0708/654.html