經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)與筋膜學(xué)理論

原林,白宇,黃泳,吳金鵬,王春雷,王軍,楊春,戴景興,沙鷗,姚大衛(wèi)

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經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)與筋膜學(xué)理論

原林1,白宇1,黃泳2,吳金鵬1,王春雷1,王軍1,楊春1,戴景興1,沙鷗1,姚大衛(wèi)3

(1.南方醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)教研室,廣州 510515;2.南方醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院,廣州 510515;3.香港中文大學(xué)解剖學(xué)教研室)

明確針灸穴位和經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)。利用數(shù)字人數(shù)據(jù)和CT,MRI數(shù)據(jù),對人體結(jié)締組織斷面圖像進行標(biāo)記和重建,并與中醫(yī)經(jīng)絡(luò)相比較。對全身筋膜結(jié)締組織支架進行生物進化和胚胎發(fā)育分析。對人體結(jié)締組織斷面圖像進行標(biāo)記和重建,顯示出與中醫(yī)經(jīng)絡(luò)記載走行接近的影像結(jié)構(gòu),提示全身的結(jié)締組織均與經(jīng)絡(luò)密切相關(guān)。經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)是人體筋膜支架。穴位是筋膜上在接受刺激時能產(chǎn)生較強生物信息的部位。作者提出一種新的解剖學(xué)分科方法和學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,即筋膜解剖學(xué)。筋膜解剖學(xué)認(rèn)為人體是由非特異性結(jié)締組織支架所構(gòu)成的支持與儲備系統(tǒng)以及由已分化功能細(xì)胞所構(gòu)成的功能系統(tǒng)所構(gòu)成。

經(jīng)絡(luò);穴位;解剖學(xué);筋膜學(xué);結(jié)締組織

經(jīng)絡(luò)學(xué)說是中醫(yī)學(xué)理論的基礎(chǔ)與核心,對經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)實質(zhì)的解答是科學(xué)界長期的研究目標(biāo)。隨著經(jīng)絡(luò)研究的進一步深入,多數(shù)科學(xué)家意識到筋膜結(jié)締組織與經(jīng)絡(luò)穴位關(guān)系密切[1-4]。但以現(xiàn)有的局部解剖學(xué)與系統(tǒng)解剖學(xué)的研究思路尚不能完全解釋經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)問題。局部解剖學(xué)將人體分為九大局部,然后對每個局部器官的結(jié)構(gòu)、毗鄰和相互關(guān)系進行描述;系統(tǒng)解剖學(xué)按照人體功能系統(tǒng)進行研究,將人體功能分為九大功能系統(tǒng),然后對組成系統(tǒng)的器官和組織結(jié)構(gòu)進行描述[5,6]。我們的研究顯示經(jīng)絡(luò)和穴位的分布與全身的筋膜結(jié)締組織均有密切關(guān)系[7,8]。生物體在從簡單到復(fù)雜的進化過程中,從單胚層生物的細(xì)胞外基質(zhì)、兩胚層生物的中膠層、三胚層生物的間充質(zhì)到高等動物以及人體的結(jié)締組織支架是為生物進化中的同源結(jié)構(gòu)[9]。以上這些生物從形態(tài)上均可以分為由已分化的功能細(xì)胞所構(gòu)成的功能系統(tǒng)和尚未分化的細(xì)胞所構(gòu)成的支持與儲備系統(tǒng)兩部分,在人體是由尚未分化的非特異性結(jié)締組織支架所構(gòu)成的支持與儲備系統(tǒng)和由已分化功能細(xì)胞為基礎(chǔ)的功能系統(tǒng)所共同構(gòu)成。由全身未分化的非特異性結(jié)締組織構(gòu)成的支架在神經(jīng)和免疫系統(tǒng)的參與下構(gòu)成人體支持與儲備系統(tǒng),被支持儲備系統(tǒng)所包繞和支持的已分化的各種功能細(xì)胞構(gòu)成人體功能系統(tǒng)。以這兩個系統(tǒng)為基礎(chǔ),研究人體結(jié)構(gòu)的學(xué)科分科方法稱筋膜解剖學(xué)[10]。研究這兩個系統(tǒng)相互關(guān)系的學(xué)術(shù)領(lǐng)域稱筋膜學(xué)[11]。其意義是繼局部解剖學(xué)從結(jié)構(gòu)角度研究人體和系統(tǒng)解剖從功能角度研究人體之后,筋膜解剖學(xué)從如何維持人體較長生命周期的角度研究人體[12]。從筋膜解剖學(xué)角度可以清晰地揭示經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)和組織學(xué)構(gòu)成,為中醫(yī)理論研究奠定現(xiàn)代生物學(xué)基礎(chǔ),并為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究提供一個新的觀察角度[13]。本文提出新的解剖學(xué)分科方法和研究領(lǐng)域,期望首先從形態(tài)學(xué)角度解決經(jīng)絡(luò)實質(zhì)的關(guān)鍵問題,為進一步的功能研究和人為干預(yù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 數(shù)字人研究

圖像數(shù)據(jù)獲取采用男、女各一套人體圖像數(shù)據(jù)集。在四肢和軀干斷面肌間隔結(jié)締組織聚集處標(biāo)記、分割和三維重建和透視處理構(gòu)建虛擬“經(jīng)穴”,對比與傳統(tǒng)記載“經(jīng)穴”的對應(yīng)關(guān)系。詳見圖1-A。

1.2 計算機自動識別重建研究

獲取虛擬中國人男1號(VCH-M1)數(shù)據(jù)集,截取左腿區(qū)域,利用計算機軟件,首先提取肌肉,完成去噪處理;然后通過邊緣檢測,求出肌肉輪廓點的凸包;最后完成對間隙結(jié)締組織的標(biāo)記,并對標(biāo)記的間隙結(jié)締組織利用3D-DOCTOR軟件進行三維重建。詳見圖1-B。

1.3 活體CT影像研究

對臨床收集的病人和志愿者共16對雙下肢16層螺旋CT醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究。詳見圖1-C。

1.4 活體MRI影像研究

由美國GE公司制造的3.0T核磁共振成像系統(tǒng)(MRI)。先在志愿者體表標(biāo)出經(jīng)絡(luò)線及穴位,用注滿造影劑的塑料管固定在經(jīng)絡(luò)線上,然后經(jīng)過MRI掃描,對結(jié)締組織聚集處進行標(biāo)記,而后用MIMICS11.02軟件進行三維重建,并將其結(jié)果與數(shù)字人的重建結(jié)果及中醫(yī)經(jīng)典經(jīng)絡(luò)線進行比較。詳見圖1-D。

圖1 材料與方法示意圖

2 結(jié)果

2.1 數(shù)字人研究結(jié)果

重建筋膜經(jīng)線與中醫(yī)學(xué)經(jīng)典經(jīng)線在虛擬人體體表上的描記,與中醫(yī)學(xué)傳統(tǒng)文獻記載的經(jīng)典經(jīng)線做對比分析。以1991年WHO公布的《國際標(biāo)準(zhǔn)針灸穴名》所載各腧穴的位置為準(zhǔn),在虛擬人體軀干及四肢體上直接用紅色實線描記出經(jīng)典經(jīng)絡(luò)路線對比。詳見圖2、3。

圖2 數(shù)字人圖像6條經(jīng)絡(luò)線與古代經(jīng)絡(luò)線走行對比

圖3 數(shù)字人圖像6條經(jīng)絡(luò)線與中醫(yī)國標(biāo)經(jīng)絡(luò)線重疊對比

選6條國標(biāo)經(jīng)脈線,在每條經(jīng)典經(jīng)絡(luò)描記線上取10個穴位,測量并記錄重建筋膜經(jīng)線到各穴位的最短距離。該距離以經(jīng)典經(jīng)絡(luò)描記線近心側(cè)為正值,遠心側(cè)為負(fù)值,單位為mm。由表1可見,重建的經(jīng)脈走行與國標(biāo)記載的經(jīng)脈分布有很強的一致性。

表1 6條經(jīng)脈線與筋膜線間距測量數(shù)據(jù)表 (mm)

將標(biāo)記范圍擴展到更加細(xì)小的筋膜結(jié)締組織,則可以顯示更多的“經(jīng)線”結(jié)構(gòu),若將全身所有結(jié)締組織筋膜結(jié)構(gòu)全部標(biāo)記,則顯示出一個完整的筋膜支架。詳見圖4。

圖4 數(shù)字人擴大標(biāo)記范圍所呈現(xiàn)的經(jīng)絡(luò)圖像

2.2 計算機自動識別數(shù)字人研究重建結(jié)果

通過計算機軟件對一個下肢的圖像進行自動標(biāo)記分割與重建所得經(jīng)絡(luò)線與數(shù)字人結(jié)果接近。

2.3 活體CT影像研究

從收集12例CT的圖像資料對雙下肢部位的結(jié)締組織聚集處進行3D容積重建,無論在人體活體標(biāo)本和尸體標(biāo)本上,通過CT的橫斷面圖像進行標(biāo)記和圖像疊加,均可構(gòu)建出肌間隔之間的連線,其中部分與中醫(yī)記載的經(jīng)絡(luò)走行有很強的相似性。

2.4 活體MRI影像研究

對志愿者上肢進行MRI掃描,獲取MRI橫斷面圖像900張,導(dǎo)入Adobe Photoshop CS軟件,逐張將結(jié)締組織聚集處進行標(biāo)記,而后用MIMICS11.02軟件進行三維重建,并將其結(jié)果與數(shù)字人的重建結(jié)果及中醫(yī)經(jīng)典經(jīng)絡(luò)線進行比較。本組試驗研究主要目的是在前人發(fā)現(xiàn)結(jié)締組織與經(jīng)絡(luò)關(guān)系密切的基礎(chǔ)上,在結(jié)締組織密集處和能夠產(chǎn)生較大牽動范圍的部位進行標(biāo)記,通過圖像分割和三維重建顯示分布的條索影像,比較其走形與經(jīng)絡(luò)分布記載的吻合程度。為避免人為干預(yù)的誤差,我們同時設(shè)計了計算機自動標(biāo)記分割軟件進行三維重建,為驗證重建結(jié)果在活體的存在我們從隨機患者(16例)和志愿者影像資料中進行了結(jié)構(gòu)MRI圖像重建。結(jié)果顯示,在人體四肢肌間隔處結(jié)締組織密集區(qū)進行標(biāo)記和三維重建能夠很好地顯示與經(jīng)絡(luò)走行有很強一致性的影像結(jié)構(gòu),結(jié)合我們在尸體標(biāo)本上對經(jīng)絡(luò)穴位的解剖學(xué)觀察,基本肯定了人體經(jīng)絡(luò)和穴位的分布是在結(jié)締組織支架中能夠產(chǎn)生較強生物學(xué)信息的部位。隨著標(biāo)記條件的放寬能夠顯示更多的“經(jīng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”,如果將條件放寬到“極限”(即對所有的結(jié)締組織進行標(biāo)記和重建)就能夠得到一個完整的人體筋膜支架。

3 討論

在我們承擔(dān)國家科研項目863課題“中國數(shù)字虛擬人”過程中發(fā)現(xiàn),肢體某些部位有成條索狀分布的結(jié)締組織,其位置和走行方向與古典經(jīng)絡(luò)相似,我們推論經(jīng)絡(luò)和穴位位于人體筋膜結(jié)締組織,筋膜結(jié)締組織是針灸和運動療法的作用部位[12-15]。Helene M等發(fā)現(xiàn)經(jīng)穴與結(jié)締組織的密切關(guān)系,提出結(jié)締組織是遍布全身的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),多數(shù)穴位位于肌肉之間或肌肉與骨骼之間的結(jié)締組織[3,4]。有科學(xué)家認(rèn)為筋膜能進行自我調(diào)節(jié)以適應(yīng)身體的壓力和張力,而且按摩治療能改善筋膜的緊張度、粘彈性和結(jié)構(gòu)[16-19]。筋膜不僅有固定肌肉的支持作用,而且由于全身的筋膜結(jié)締組織富含血管、神經(jīng)、淋巴和干細(xì)胞,它可能對人體自身有檢測和調(diào)控的作用[20-22]。越來越多的研究支持筋膜結(jié)締組織是一個獨立的功能系統(tǒng)的假說[16,23]。近年來筋膜的對人體的重要作用受到越來越多的重視,2007年第一屆國際筋膜大會在哈佛醫(yī)學(xué)院召開[24,25]。

通過筋膜支架的生物進化分析,追溯筋膜支架的生物學(xué)起源,發(fā)現(xiàn)該支架與單胚層生物的細(xì)胞外基質(zhì)、兩胚層生物的中膠層、三胚層生物的間充質(zhì)為同源結(jié)構(gòu),對其結(jié)構(gòu)進行剖開反轉(zhuǎn)展示、模式化處理,可將各期生物的構(gòu)成展現(xiàn)成兩大結(jié)構(gòu)系統(tǒng),即位于表層的功能系統(tǒng),由內(nèi)外胚層細(xì)胞翻轉(zhuǎn)折疊和中胚層分化出的各種功能細(xì)胞形成,這些功能細(xì)胞共同完成生命活動;位于底層的由尚未分化的中胚層組織構(gòu)成的支持與儲備系統(tǒng),該系統(tǒng)的組織構(gòu)成由疏松結(jié)締組織與脂肪組織組成,其功能是以干細(xì)胞為核心通過分化出各種定向干細(xì)胞為功能系統(tǒng)的更新提供源源不斷的細(xì)胞補充,并為功能系統(tǒng)的各種細(xì)胞的更新、代謝提供一個穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,以兩個功能系統(tǒng)為基礎(chǔ)研究人體結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)研究方法我們稱之為筋膜解剖學(xué)。對兩個功能系統(tǒng)相互關(guān)系的研究我們稱之為筋膜學(xué)。我們可以看到,人體筋膜結(jié)締組織是與單胚層生物的細(xì)胞外基質(zhì)、兩胚層生物的中膠層、三胚層生物的間充質(zhì)為同源結(jié)構(gòu)。詳見圖5。

圖5 筋膜結(jié)締組織示意圖

筋膜學(xué)對中醫(yī)學(xué)經(jīng)絡(luò)與穴位的認(rèn)識是以筋膜解剖學(xué)展示人體的結(jié)構(gòu)模式中可以清晰看出整個人體相當(dāng)于一個完整的花園生態(tài)系統(tǒng),其中尚未分化的非特異性筋膜結(jié)締組織即人體筋膜支架相當(dāng)于花園中的土地;各種已經(jīng)分化的功能細(xì)胞相當(dāng)于花園中生長的植物。中醫(yī)學(xué)所采用的各種物理刺激(包括針灸、刮痧、梅花針等)就相當(dāng)于通過在筋膜支架上的刺激調(diào)節(jié)功能細(xì)胞的生命代謝和功能活動(相當(dāng)于給土地進行松土);而中醫(yī)學(xué)各種中藥湯劑則相當(dāng)于給土地進行灌溉和施肥。從筋膜解剖學(xué)角度研究人體就可以非常清晰地理解到,事實上中醫(yī)學(xué)所講的經(jīng)絡(luò)本質(zhì)上就是全身非特異性結(jié)締組織所構(gòu)成的筋膜支架,穴位是在進行刺激時能夠產(chǎn)生較強生物學(xué)信息的部位,由于筋膜結(jié)締組織遍布人體全身,因此可以說全身均是穴位,臨床所講的“穴位”與“非穴位”、“主穴”與“輔穴”之間只有產(chǎn)生信息量的區(qū)別而沒有質(zhì)的區(qū)別。

從筋膜學(xué)角度看人體的生存過程就象一支點燃的蠟燭,支持與儲備系統(tǒng)就像是蠟干,功能系統(tǒng)就象是火苗,前者不斷地為后者提供細(xì)胞來源和對后者進行調(diào)節(jié),人體整個生命過程就是支持與儲備系統(tǒng)的不斷消耗過程。詳見圖6。筋膜解剖學(xué)研究人體在發(fā)育生長以及衰老過程中的形態(tài)學(xué)改變,提出了人體研究的另一個軸線和視角,有別于現(xiàn)有的從局部角度研究人體的局部解剖學(xué)和從功能的角度研究人體的系統(tǒng)解剖學(xué)。詳見圖7。

圖6 人體生命過程示意圖

圖7 筋膜解剖學(xué)與局部解剖學(xué)、系統(tǒng)解剖學(xué)的關(guān)系

從發(fā)育生物學(xué)角度來看,在個體發(fā)生的過程中中胚層間充質(zhì)分化成多個器官系統(tǒng),其后所遺留的部分形成遍布全身的非特異性結(jié)締組織筋膜支架,該支架構(gòu)成以干細(xì)胞為核心的獨立功能體系,在神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的參與下構(gòu)成支持儲備系統(tǒng)。非特異性結(jié)締組織中的干細(xì)胞不斷分化出定向干細(xì)胞→功能細(xì)胞,因此從筋膜學(xué)角度來看人體細(xì)胞可分為三大類,即干細(xì)胞、定向干細(xì)胞和功能細(xì)胞。這些細(xì)胞維持人體細(xì)胞的不斷更新,從而使生物維持較長的生命周期和維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

本研究認(rèn)為,經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)是人體筋膜支架。經(jīng)絡(luò)的組織學(xué)結(jié)構(gòu)為非特異性結(jié)締組織(包括疏松結(jié)締組織和脂肪組織)。穴位是筋膜上在接受刺激時能產(chǎn)生較強生物信息的部位。提出一種新的解剖學(xué)分科方法和學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域即筋膜解剖學(xué)。筋膜解剖學(xué)認(rèn)為人體是由非特異性結(jié)締組織支架所構(gòu)成的支持與儲備系統(tǒng)以及由已分化功能細(xì)胞所構(gòu)成的功能系統(tǒng)所構(gòu)成。由全身未分化的非特異性結(jié)締組織構(gòu)成的支架在神經(jīng)和免疫系統(tǒng)的參與下構(gòu)成人體支持與儲備系統(tǒng),被支持儲備系統(tǒng)所包繞和支持的已分化的各種功能細(xì)胞構(gòu)成人體功能系統(tǒng)。對支持與儲備系統(tǒng)本身的研究以及支持與儲備系統(tǒng)與功能系統(tǒng)相互關(guān)系的研究我們稱之為筋膜學(xué)。

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Anatomical Discovery of Meridians and Collaterals and the Theory of Fasciaology

1,1,2,-1,-1,1,1,-1,1,-3.

1.,,510515,; 2.,,510515,; 3.,,

To investigate the anatomical basis of acupoints and meridians.The sectional image of human connective tissue was marked and reconstructed using digital virtual human data and the CT and MRI data and compared with the meridians and collaterals of traditional Chinese medicine. The general frame of fascial connective tissue was analyzed from biologic evolution and embryonic development.The marking and reconstruction of the sectional image of human connective tissue showed the image structure close to the routes of meridians recorded in traditional Chinese medicine and suggested that the connective tissue of the whole body was closely related to meridians and collaterals.The anatomical basis of meridians and collaterals is human fascial frame. An acupuncture point is a place on the fascia that can produce strong bioinformation when stimulated. We propose a new anatomical branch and academic research field, namely fascial anatomy. Fascial anatomy considers that the human body consists of a supporting and storing system formed from non-specific connective tissue frames and a functional system composed of differentiated functional cells.

Meridian; Acupoint; Anatomy; Fasciaology; Connective tissue

1005-0957(2011)01-0001-05

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2011.01.001

2010-05-01

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2007CB512705);國家自然科學(xué)基金資助項目(30801464)

原林(1953 - ),男,教授