紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)藥學領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析

莫芳芳 馬淑然 王樂鵬 李洪娟 馬師雷 高思華

紅外熱成像技術(shù)是利用紅外探測器接收紅外輻射能，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌跍y量的電信號，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理等，進而形成可直觀感知和分析的可見光圖像分布圖，通過分析物體的熱信息來探查物體內(nèi)部狀態(tài)的影像學技術(shù)。早在上世紀六十年代，現(xiàn)代醫(yī)學就將該項技術(shù)引入，并廣泛應(yīng)用于炎癥、腫瘤等各類疾病的輔助診斷及療效評價中。近年來，紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)藥學領(lǐng)域的應(yīng)用，為中醫(yī)科研、中醫(yī)診斷及中醫(yī)臨床療效評價等方面開拓了新的思路。

1 紅外熱成像技術(shù)用于中醫(yī)基本理論研究

中醫(yī)基本理論的形成是基于“象醫(yī)學”之上的，其診療特點在于以表知里、由外揣內(nèi)，其核心理念是整體觀念。而紅外熱成像技術(shù)的特點是對人體表面信息的收集，從而獲得人體動態(tài)連續(xù)的紅外信息。由此可見，紅外熱成像技術(shù)與中醫(yī)學理論在思想內(nèi)涵上是一致的，符合了中醫(yī)形于外，藏于內(nèi)，內(nèi)外合揣的原則［1］。因此，借助紅外熱成像技術(shù)的可視化圖像可使抽象難懂的中醫(yī)理論更形象化，便于理解。

朱明等［2］選擇了38 例不同年齡不同性別的患者進行紅外檢測，熱圖顯示患者鼻部熱輻射值均有不同程度的偏低，問診發(fā)現(xiàn)38 例患者中有22 人患有過敏性鼻炎，約占57.89%，這說明了中醫(yī)的(肺)寒證在過敏性鼻炎發(fā)病中占有重要地位。同時也揭示了人體相應(yīng)解剖部位的寒熱圖像可在一定程度上表征中醫(yī)的寒/熱證候。王鴻謨等［3］還選擇了對46 例健康青年進行面部的紅外掃描，并對面部熱圖進行數(shù)據(jù)測量和分析，發(fā)現(xiàn)面溫與陽氣呈正相關(guān)，提出“凡不符合正常值范圍者為病態(tài)，高于上限者可考慮為實熱陽證，低于下限者可考慮為虛寒陰證”?？梢姡t外熱成像技術(shù)將有助于揭示中醫(yī)證候中的“寒熱”現(xiàn)象。不僅如此，研究還發(fā)現(xiàn)紅外熱成像技術(shù)可為中醫(yī)臟腑辨證提供可視化證據(jù)。

朱明等［2］對一位43 歲女性的熱圖進行分析，發(fā)現(xiàn)左胸前區(qū)有一明顯的冷區(qū)，左手腕內(nèi)關(guān)穴熱輻射強于右手相同位置及周圍組織，顯示心包經(jīng)內(nèi)關(guān)穴處為實，心區(qū)為虛，提示有心的氣血不足，同時這一現(xiàn)象也正與中醫(yī)“表實者里必虛”和“五臟為中心”的理論不謀而合。在后期問診、察舌診脈之后，均表明該患者確實屬于心氣陰兩虛的證候類型。李洪娟等［4］還提出了“證候熱力學”概念，論述了中醫(yī)證候理論與熱力學理論的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，詳細闡述采用熱力學方法研究中醫(yī)證候的基本原則、方法、技術(shù)、手段，以及熱力學方法研究中醫(yī)證候的特點和優(yōu)勢等，認為從熱力學角度研究中醫(yī)證候是一種新思路和方法，符合中醫(yī)診斷知外揣內(nèi)的原理。

此外，紅外熱成像技術(shù)還廣泛應(yīng)用于中醫(yī)經(jīng)絡(luò)腧穴理論研究中。早在上世紀八十年代蔣來等［5］應(yīng)用紅外熱成像儀觀察了10 例經(jīng)針灸治療的患者，結(jié)果表明，凡循經(jīng)有熱感出現(xiàn)者，在熱感出現(xiàn)的路線上，發(fā)現(xiàn)有較強大的紅外線向外輻射，這種紅外輻射能被準確、客觀的反映和記錄下來，從而使有溫度改變的循經(jīng)感傳成為直觀可見的圖像。許金森等［6］對250 名健康成年志愿者進行中醫(yī)經(jīng)絡(luò)循經(jīng)紅外輻射軌跡的觀察，結(jié)果等溫顯示和全溫顯示可以讓人們直觀地“看”到古人所描述的經(jīng)脈循行路線，解決了經(jīng)絡(luò)看不見、摸不著的困惑，同時也提示經(jīng)絡(luò)在外周必然有其相應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，可能是具有多元結(jié)構(gòu)的物質(zhì)、能量、信息傳遞和轉(zhuǎn)換的通道。張棟等［7］觀察到膽經(jīng)、心包經(jīng)所呈現(xiàn)的高溫區(qū)，與其穴位和經(jīng)脈循行相近，提示體表經(jīng)絡(luò)溫度變化可在一定情況下反映內(nèi)臟疾病的病理狀態(tài)。方鎮(zhèn)洙等［8］選擇40 名健康志愿者，隨機分組為內(nèi)關(guān)穴組、公孫穴組、非內(nèi)關(guān)穴組、非公孫穴組四組，分別在相同條件下相應(yīng)穴位及非穴位針刺，應(yīng)用紅外熱像儀，在針刺前、針刺即刻，持續(xù)行針10 分鐘，留針20～30 分鐘后分別測定腕腹部溫度變化，結(jié)果表明，針刺內(nèi)關(guān)及公孫穴前后機體腕腹部溫度差有顯著差異，從而證明了內(nèi)關(guān)、公孫兩穴對腕腹部能量有協(xié)同調(diào)節(jié)作用。

在中醫(yī)體質(zhì)研究中，紅外熱成像技術(shù)也顯示出了一定的優(yōu)勢。李洪娟等［9］對1021 例體檢人群進行體質(zhì)評估，同步采集人體紅外熱圖，結(jié)果表明不同體質(zhì)的人臟腑熱態(tài)有顯著差異，同時比較166 例偏頗體質(zhì)與111 例平和體質(zhì)的熱態(tài)圖，發(fā)現(xiàn)偏頗體質(zhì)的督脈、下焦和左腰區(qū)有涼偏離特征，提示元陽不足有可能是體質(zhì)下降的主要原因之一。在中醫(yī)臟象學說研究中，馬師雷［10］使用非制冷醫(yī)用紅外熱像儀采集了106 例徤康受試者、50 例支氣管哮喘患者、36 例慢性支氣管炎患者、43 例漬瘍性結(jié)腸炎患者和40 例慢性便秘患者軀干正面、側(cè)面和背面紅外熱像圖，分析部分肺系疾病和大腸系疾病患者的臟腑熱值，觀察在病理狀態(tài)下肺、大腸的熱態(tài)變化特點，以及二者對其他臟腑熱態(tài)變化的影響，從一定層面為“肺與大腸相表里”理論提供了可視化佐證。

2 紅外熱成像技術(shù)用于中醫(yī)臨床診斷研究

四診是中醫(yī)診斷疾病的重要手段，紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了中醫(yī)診斷研究中。李洪娟等［11］以中醫(yī)診斷面診理論為依據(jù)，通過對316 例健康體檢人群面部紅外熱圖目鼻唇額頰頦等區(qū)域的熱值數(shù)據(jù)分析，探求平和體質(zhì)人群面部紅外特征及不同面部區(qū)域寒熱偏離的與臟腑疾病的關(guān)系，結(jié)果提示紅外熱成像面部檢測技術(shù)能避開可見光檢測技術(shù)的難點，直接獲取皮膚溫度來了解人體病理改變，是一種較為簡單安全可信的檢測方法。在中醫(yī)臨床研究中，還將紅外熱成像技術(shù)用于尋找中醫(yī)疾病診斷的直觀指標。武哲麗等［12］應(yīng)用紅外熱像儀研究肝病血瘀證患者的舌部溫度變化特征，結(jié)果提示紅外熱像圖可以直觀檢測由于舌部血液灌注不足引起的舌部產(chǎn)熱量減少情況，從而為肝病血瘀證微觀辨證分型和療效判斷提供確鑿的參考指標。張世亮等［13］利用紅外熱像技術(shù)檢測高血壓病患者的面部溫度熱值，研究表明，冠狀大冷斑的出現(xiàn)率陽亢型高血壓患者低于陽虛型高血壓患者，陽虛型患者的面部平均溫度明顯低于陽亢型患者。魏鵬緒［14］采集了31 例中風患者和20 例普通人的紅外熱圖，并應(yīng)用6 點冷標定位確定脊柱椎間隙水平、督脈和膀胱經(jīng)的循行部位和穴位位置，觀察不同部位溫度高低相對關(guān)系，比較兩組受試者觀察范圍內(nèi)溫度分布模式，結(jié)果顯示，中風患者組背部督脈高溫帶斷續(xù)、縮短的現(xiàn)象;兩側(cè)區(qū)域上中胸椎段明顯失對稱，單側(cè)出現(xiàn)低溫區(qū)域，提示中風后患者督脈脈氣失調(diào)和上焦心肺臟氣失調(diào)的病理機制。同時，中風患者中因腦梗塞所致偏癱與腦出血后偏癱的熱圖存在差異，前者背部兩側(cè)區(qū)域上中胸椎段癱瘓側(cè)皮溫低于健側(cè)皮溫，而后者則表現(xiàn)為癱瘓側(cè)與低溫區(qū)不一定同側(cè)，提示兩者病機有別。李洪娟等［15］使用紅外熱成像技術(shù)分析了90 例人類免疫缺陷病毒感染/艾滋病患者的紅外熱像圖，按照中醫(yī)辨證，這90 例患者分為寒證組和熱證組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者寒證組與熱證組的紅外熱圖存在明顯的差異，集中表現(xiàn)在督脈巡行區(qū)以及中焦、下焦區(qū)域，熱證組肝區(qū)、神闕穴區(qū)域的紅外熱值明顯高于寒證組，從而證明了中醫(yī)將人類免疫缺陷病毒感染/艾滋病的病機歸結(jié)為邪熱盛的科學性。谷華等［16］采集了58 例腫瘤患者的紅外熱像圖，研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤氣血兩虛、實證、虛實夾雜、陰虛、氣陰兩虛、氣虛、陽虛各證型患者的平均溫度呈現(xiàn)依次降低的趨勢，這為整體判斷腫瘤患者的機體狀態(tài)和證型診斷提供了溫度參考。可見，紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中醫(yī)臨床診斷研究中，為中醫(yī)臨床疾病及證候的判定提供了直觀可視化的數(shù)據(jù)，輔助中醫(yī)臨床診斷。

3 紅外熱成像技術(shù)用于中醫(yī)臨床療效研究

紅外熱成像技術(shù)與中醫(yī)臨床研究的結(jié)合，使中醫(yī)方藥治療疾病前后的療效評價有了客觀的指標。朱明等［17］對照研究了健康人服用黃芩和干姜前后的紅外熱圖，通過比較服藥前后機體紅外熱值的變化趨勢，進一步證實所服中藥的寒熱屬性。魏明等［18］對1 例證屬脾腎陽虛、肝腎陰虛的失眠患者進行了治療前后的紅外熱成像檢測，系統(tǒng)觀察了治療前后人體臟腑熱態(tài)變化，研究發(fā)現(xiàn)，患者藥后1月余，主訴寒癥明顯緩解，而紅外熱圖顯示三焦及臟腑等熱值變化與預(yù)期吻合，小腹、下焦、雙足溫度升高，胸膺、兩脅溫度下降，三焦正常熱秩序重新建立，客觀記錄了中醫(yī)方藥治療對人體陰陽的調(diào)整作用。此外，紅外熱成像技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于評價針刺艾灸等中醫(yī)治療手段的臨床療效研究中。宋曉晶等［19］研究了面癱患者針刺光明穴和合谷穴后紅外熱圖的改變情況，結(jié)果表明，針刺光明穴后，眼局部溫度明顯升高，針刺合谷穴后，口唇局部溫度明顯升高，從而證明了光明穴與眼部周圍、合谷穴與口唇周圍的效應(yīng)關(guān)系更加緊密。蘭彩蓮等［20］利用紅外熱成像系統(tǒng)采集了10 名健康受試者的命門穴和其周圍非經(jīng)非穴點的紅外熱值，對比使用艾條加熱前后紅外熱圖的改變，結(jié)果表明，在檢測者的紅外熱像圖中，可以發(fā)現(xiàn)與督脈循行吻合的紅外輻射軌跡。

4 問題及展望

綜上所述，紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的科研和臨床應(yīng)用中已經(jīng)取得了一定的成績。紅外熱成像技術(shù)對人體不會造成傷害，對環(huán)境不會造成污染，具有非接觸、無輻射、費用低廉和安全實用等優(yōu)點［21］，以及其精確顯示人體體表各個區(qū)域的溫度，并通過顏色鮮明的熱圖表現(xiàn)出來，而使人體寒熱信息可視化、客觀化、數(shù)據(jù)化等特點將使該項技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域研究中有更大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展前景。該技術(shù)很可能成為中醫(yī)藥量化和現(xiàn)代化研究的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，甚至有可能成為應(yīng)用于現(xiàn)代中醫(yī)臨床診療的“中醫(yī)CT”。

為了充分利用紅外熱成像技術(shù)，突破局限，使其在中醫(yī)藥領(lǐng)域研究中發(fā)揮最大的作用，有專家還建議要繼續(xù)加強中醫(yī)—物理—機電等各個學科的合作，以便不斷改進儀器，使其具有中醫(yī)特性［22］。同時，在研究中還要擴大樣本數(shù)，增加客觀描繪，明確實驗指標診斷的特異性和敏感性，統(tǒng)一儀器檢測標準，這將有可能是中醫(yī)藥客觀化、標準化研究取得突破的關(guān)鍵。值得提出的是，紅外熱成像技術(shù)所呈現(xiàn)的畢竟只是體表溫度，然而體表溫度的變化并不一定完全來自體內(nèi)病變，也有可能是短暫的外界干擾，或體表皮膚功能障礙造成的。因此，在實際工作中，應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)進行臨床疾病診斷時，必須排除干擾，結(jié)合相應(yīng)指標，以便準確客觀的作出評價。

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