平人紅外熱圖年節(jié)律變化規(guī)律研究

黨嬌嬌　于藝　逯波　張美玉　宋軍　閃增郁

摘要 目的：用紅外熱成像技術(shù)探討健康人群體表溫度的變化規(guī)律及與四季溫度變化規(guī)律間的關(guān)系。方法：運(yùn)用紅外熱像儀FLIR-SC660采集2年內(nèi)健康人群的紅外熱圖，并進(jìn)行分析和研究。結(jié)果：1）人體正面與背面體表溫度變化規(guī)律呈現(xiàn)一致性與可重復(fù)性;2）人的體表溫度具有相對穩(wěn)定性、體溫變化具有四時節(jié)律性;3）人體溫度變化與四季溫度變化規(guī)律呈現(xiàn)相關(guān)性。結(jié)論：健康人的體表溫度在保持相對穩(wěn)定的同時，還隨著四季溫度變化而呈現(xiàn)出相同的變化，為傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)天人相應(yīng)理論提供了客觀依據(jù)。

關(guān)鍵詞 體表溫度;年節(jié)律;穩(wěn)定性;紅外熱圖;天人相應(yīng);平人;中醫(yī)理論

Abstract Objective：To explore the relationship between the change laws of body surface temperature in healthy people and the change laws of temperature in four seasons by infrared thermography.Methods：FLIR-SC660 infrared thermal imager was used to collect infrared thermogram of healthy people within two years，as well as the analysis and research were carried out.Results：1）The pattern of temperature change on the front and back of the human body exhibits an excellent uniformity and reproducibility; 2）Body surface temperature is relatively stable and varies with four seasons; 3）The trunk temperature changes and seasonal temperature change laws have a strong correlation.Conclusion：While the body surface temperature of healthy people is relatively stable，it also shows the same change with the change of temperature in four seasons，providing an objective basis for the theory of “Correspondence between man and universe” in traditional Chinese medicine.

Keywords Body surface temperature; Annual rhythm; Stability; Infrared thermogram; Correspondence between man and universe; Healthy people; Theory of traditional Chinese medicine

中圖分類號：R2-03文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2021.18.021

人體體溫包括人體軀干深層的體核溫度、人體淺表處靠近皮膚組織的體殼溫度和皮膚表面的皮膚溫度3類，無論環(huán)境溫度怎樣變化，健康人的體核溫度維持在37 ℃左右的水平[1]，而皮膚溫度易受環(huán)境影響而發(fā)生較大幅度變化。紅外熱成像技術(shù)能對目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)成像和測溫[2]，在檢查人體體表溫度方面具有獨(dú)特優(yōu)勢[3]，且因?yàn)榫哂蟹墙佑|式和非侵入性的優(yōu)點(diǎn)，成像過程不會對人體造成傷害，非常適合長期反復(fù)研究[4]。既往有研究證明人體紅外熱像具有一定的隨自然界四時陰陽消長變化的規(guī)律[5-6]，但受試者均為健康男性青年學(xué)生，年齡在27歲以下，且觀察僅有春分、夏至、秋分、冬至4個節(jié)氣，時間在1年內(nèi)。目前還未看到有關(guān)于連續(xù)12個月的健康人群體溫年節(jié)律研究。本研究運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)，選擇健康成人為觀察對象，包括男性和女性、年齡25～59歲，觀察時間為連續(xù)兩年，包含每個月下旬的節(jié)氣，以期得到更為全面的研究結(jié)果。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取中國中醫(yī)科學(xué)院在職職工與在讀研究生作為研究對象，男25名，年齡30～59歲，平均年齡（47.16±9.08）歲，女25名，年齡23～58歲，平均年齡（38.60±9.10）歲。共測試1 019人次。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 身體健康，血壓、血糖、血脂正常;年齡18～60歲;了解研究過程自愿參加研究并簽署知情同意書。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 患有各種疾病;正在服用藥物;不愿簽署知情同意書。

1.4 脫落與剔除標(biāo)準(zhǔn) 未能完成整個研究流程者。

1.5 測試時間 選擇每月下旬的節(jié)氣進(jìn)行測試。具體節(jié)氣為雨水、春分、谷雨、小滿、夏至、大暑、處暑、秋分、霜降、小雪、冬至、大寒，在包含上述節(jié)氣的三至四天內(nèi)的上午進(jìn)行圖像采集。具體時間為自2016年10月的霜降至2018年9月的秋分，50名受試人在24個月的時間內(nèi)每月測試1次。

1.6 儀器與環(huán)境 運(yùn)用便攜式“紅外熱像儀FLIR-SC660”，分辨力為640×480，可生成高清晰圖像并獲取精確的全輻射測試結(jié)果。按照中華中醫(yī)藥學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置中醫(yī)紅外熱成像技術(shù)規(guī)范攝影環(huán)境：一個密閉房間，長、寬、高分別為2.4 m×2.4 m×2.8 m;室內(nèi)的背景全為白色，地面鋪白色地板磚;照明選擇冷光源，需遠(yuǎn)離受試者與中醫(yī)紅外熱成像設(shè)備;室內(nèi)環(huán)境溫度設(shè)置為24 ℃，濕度控制在40%～50%;室內(nèi)排除其他電磁干擾;通風(fēng)時避免空氣流正對目標(biāo)區(qū)域，檢測時要暫時停止空調(diào)等變溫系統(tǒng)工作。

1.7 圖像采集與轉(zhuǎn)化 請受試者進(jìn)入拍攝房間，按照要求充分暴露被拍攝部位，靜候15 min后根據(jù)研究需要采用不同的身體姿勢，進(jìn)行正面與背面的圖像采集。并同時記錄每次實(shí)驗(yàn)當(dāng)日最高氣溫、最低氣溫和太陽角度。紅外熱像儀FLIR-SC660通過火線接口將圖像實(shí)時傳輸至電腦，由專業(yè)人員采圖后提取人體紅外熱像各個區(qū)域的熱值數(shù)據(jù)，并計(jì)算各區(qū)域的相對溫度平均值。

1.8 數(shù)據(jù)分析 通過Excel表格記錄每個節(jié)氣的最高氣溫、最低氣溫和太陽角度，以及每位受試者正面與背面的軀干、任脈、督脈、胸膺、虛里、胃脘、大腹、小腹、左肋、右肋、上中下三焦、上下肢等各部位的溫度，計(jì)算平均值后繪制折線圖，并用SPSS 25軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 人體正面與背面體表溫度變化規(guī)律呈現(xiàn)一致性與重復(fù)性 人體正面與背面體表溫度變化呈現(xiàn)出一致的變化規(guī)律，均在小雪至大寒期間呈現(xiàn)整體下降的趨勢，到雨水至谷雨期間整體上升，小滿時期繼續(xù)上升，夏至和大暑期間稍下降，但依然高于谷雨時的溫度，處暑和秋分時期的體溫較大暑略有上升，而霜降時驟降到低于谷雨時的溫度，然后接著從第二年的小雪開始，又呈現(xiàn)出大致相同的變化規(guī)律。見圖1～2。因此，通過對健康人群體表溫度兩年的研究，認(rèn)為健康人群體表溫度變化呈現(xiàn)大致相同的規(guī)律且具有可重復(fù)性。

2.2 人體溫度具有相對穩(wěn)定性、體溫變化具有四時節(jié)律性 胸膺、虛里、胃脘、大腹在背面對應(yīng)部位的溫度變化保持相對穩(wěn)定，隨四時變化不明顯;小腹、

左肋、右肋的溫度變化明顯，與節(jié)氣變化同步，具有四時規(guī)律性。同理，上焦與中焦部位的溫度具有相對穩(wěn)定性，下焦與四肢的溫度變化具有四時節(jié)律性。見圖3。

2.3 人體溫度變化與四時溫度變化規(guī)律呈現(xiàn)相關(guān)性 一年四季和24個節(jié)氣，是根據(jù)地球繞太陽運(yùn)動時所處的位置和角度不同，科學(xué)概括出來的氣候變化規(guī)律。圖1和圖2的結(jié)果顯示健康人群體表溫度變化呈現(xiàn)大致相同的規(guī)律，且通過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)后。得知人體體表溫度與太陽角度和氣溫呈現(xiàn)出基本相同的變化規(guī)律，因此證明人體溫度與四時溫度變化具有相關(guān)性。見圖4。

運(yùn)用SPSS 25軟件分別對兩年的太陽角度、氣溫與人體溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，得知最高氣溫與最低氣溫間的相關(guān)性最強(qiáng)，2年的相關(guān)性系數(shù)均>0.97。見表1、表2。

2016年霜降至2017年秋分（第1年），除督脈溫度外，人體正面軀干溫度與背面軀干溫度與太陽角度、最高氣溫、最低氣溫的相關(guān)系數(shù)均>0.7，呈高度相關(guān)性，且正面軀干溫度、背面軀干溫度、任脈溫度與最高氣溫間的相關(guān)系數(shù)大于其與最低氣溫間的相關(guān)系數(shù)。見表1。說明第1年里，正面軀干溫度、背面軀干溫度、任脈溫度與最高氣溫的關(guān)系更密切。

2017年霜降至2018年秋分（第2年），7個變量間均具有高度相關(guān)性（任何兩變量間P<0.01且相關(guān)系數(shù)>0.7）。除任脈溫度與最高氣溫間的相關(guān)系數(shù)大于其與最低氣溫間的相關(guān)系數(shù)外，正面軀干溫度、背面軀干溫度、督脈溫度與最高氣溫間的相關(guān)系數(shù)均小于它們與最低氣溫間的相關(guān)系數(shù)。見表2。說明第2年里，任脈溫度與最高氣溫的關(guān)系更密切，而正面軀干溫度、背面軀干溫度、督脈溫度與最高氣溫的關(guān)系更密切。

3 討論

3.1 人體體表溫度具有相對穩(wěn)定性 人體體表溫度分布具有一定的穩(wěn)定性和規(guī)律性，受到環(huán)境及身體自身等因素的影響，體溫調(diào)節(jié)處于一個動態(tài)平衡的狀態(tài)[7]，穩(wěn)定的體溫對最佳新陳代謝和生理過程至關(guān)重要[8]。本研究得知人體上中焦包括胸膺、虛里、胃脘、大腹部位的溫度具有相對穩(wěn)定性，與四季溫度變化的關(guān)系不明顯。也就是說，無論外界如何變化，體溫基本是穩(wěn)定的，這是人體自穩(wěn)態(tài)的一種表現(xiàn)[9]。穩(wěn)態(tài)概念由法國生理學(xué)家貝爾納首先提出，認(rèn)為生命的機(jī)制在于保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。1926年坎農(nóng)應(yīng)用了內(nèi)穩(wěn)態(tài)概念，認(rèn)為穩(wěn)態(tài)是可變的而又保持恒定的狀態(tài)。現(xiàn)代科學(xué)證明，人體的各種生理現(xiàn)象，如同化與異化、吸收與排泄、酶的生成與滅活、酸堿的產(chǎn)生與排除等，都是在對立統(tǒng)一中保持著相對平衡，從而使體溫、血糖、血脂、血液酸堿度等體內(nèi)環(huán)境因素保持相對穩(wěn)定[10]，所以“穩(wěn)態(tài)”對于維持人體正常生命活動具有重要意義。機(jī)體內(nèi)的多環(huán)控制系統(tǒng)，能在不論環(huán)境溫度上升或下降時，把體溫調(diào)節(jié)在一個適宜水平[11]，讓人體的體表溫度保持相對的穩(wěn)定性。本研究結(jié)果證明胸膺、虛里部位的溫度具有相對穩(wěn)定性，可能是因?yàn)樾剽?、虛里屬心、胃脘屬胃，均屬陽，陽氣足夠充盛能基本抵抗自然界的陽氣變化對身體該部位的影響，致使胸膺、虛里部位所對應(yīng)的體表溫度變化不明顯，從而表現(xiàn)出相對穩(wěn)定性。

3.2 人體體表溫度變化具有四時節(jié)律性 《素問·寶命全形論》曰：“人以天地之氣生，四時之法成”，“天地”構(gòu)成了整個自然界，“氣”是指自然界提供的物質(zhì)條件，“四時”是春夏秋冬四季，“法”是指變化規(guī)律，“成”是指成長生活，這句話是說人體要靠自然界提供的物質(zhì)條件而獲得生存，還要適應(yīng)四季的變化規(guī)律，才能成長生活，點(diǎn)明了人與自然密不可分的關(guān)系。人與自然是一個有機(jī)整體，表現(xiàn)為“天人合一”的整體觀，人生于自然、依賴自然、人與自然息息相關(guān)，大自然總是以直接或間接的方式影響人類的生活，只有主動適應(yīng)大自然，方能維持人與自然的平衡狀態(tài)[12]。自然界有春夏秋冬四時變化，《素問·四氣調(diào)神大論》記載的“故陰陽四時者，萬物之終始也，死生之本也?！闭f明四季變化對人體的重要性，“逆之則災(zāi)害生，從之則苛疾不起”，則強(qiáng)調(diào)人體的功能活動應(yīng)與四時變化規(guī)律相一致的必要性。四時變化，最顯著的莫過于溫度的變化，春、夏、秋、冬是一年間的氣候變化規(guī)律，它們分別表現(xiàn)為溫、熱、涼、寒的氣候特征。從人體方面來看，與四時溫度對應(yīng)最直接的方面則是體溫的變化，幾項(xiàng)研究指出體溫具有明顯的季節(jié)變化規(guī)律[13-15]。年節(jié)律是人體對一年四季寒暑變化的一種生理性反應(yīng)，春暖、夏熱、秋涼、冬寒，能適應(yīng)則健康，不適應(yīng)即為病[16]?！端貑枴て饺藲庀笳摗吩唬骸捌饺苏卟徊∫??！边@里的“平人”指無病之人，即健康人。因此，本研究對平人體溫年節(jié)律變化規(guī)律進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)人的體表溫度雖保持相對穩(wěn)定，卻也隨著四季變化具有年節(jié)律性。

24節(jié)氣中，四立與二分二至等8個節(jié)氣反映四季的變化，本研究涉及每月下旬的節(jié)氣，故反映季節(jié)變化的節(jié)氣為冬至、春分、夏至、秋分4個節(jié)氣。第1年冬至-秋分，最高氣溫呈逐漸遞增形勢，秋分時溫度最高，而最低氣溫在冬至、春分、夏至3個節(jié)氣依次遞增，夏至溫度最高，秋分時溫度下降。正面軀干溫度、背面軀干溫度、任脈溫度在4個節(jié)氣中呈現(xiàn)出依次遞增的形勢，是因?yàn)榕c最高氣溫的關(guān)系更密切。雖然第2年中任脈溫度與最高氣溫的關(guān)系更密切，正面軀干溫度、背面軀干溫度、督脈溫度與最高氣溫的關(guān)系更密切，但因?yàn)樽罡邭鉁嘏c最低氣溫變化相同，所以人體溫度也呈現(xiàn)出一致的變化規(guī)律，即在冬至、春分、夏至3個節(jié)氣依次遞增，夏至溫度最高，秋分時溫度下降。其余季節(jié)，人體溫度也隨著氣溫變化呈現(xiàn)出大致相同的變化規(guī)律。

值得一提的是，在霜降至小寒期間，自然界氣溫呈現(xiàn)出逐漸下降的形勢，而人體溫度反而呈現(xiàn)出逐漸上升的狀態(tài);夏至到大暑期間，自然界氣溫呈現(xiàn)出逐漸上升的形勢，而人體溫度反而呈現(xiàn)出逐漸下降的狀態(tài)。此規(guī)律與四時變化規(guī)律不完全同步，可能是霜降來臨后，人體提早做出反應(yīng)，增加產(chǎn)熱，以適應(yīng)一年中最寒冷的冬季;而夏至以后，自然界開始進(jìn)入最炎熱的時節(jié)，氣溫不斷攀升，此時人體則采取大量增加散熱的方式以適應(yīng)炎熱的環(huán)境。雖然看起來在這2個階段人體溫度變化與自然界氣溫變化不一致，但也是人體進(jìn)行自我調(diào)節(jié)而適應(yīng)自然的結(jié)果。

目前對于生物季節(jié)性節(jié)律的生理機(jī)制尚不明確，有研究表明下丘腦整合了季節(jié)性時間、環(huán)境和內(nèi)源性代謝信號，甲狀腺激素是季節(jié)性節(jié)律表達(dá)的關(guān)鍵[17]，也有學(xué)者認(rèn)為褪黑素通過松果體途徑為許多物種提供季節(jié)信息的內(nèi)分泌代表[18]，所以體溫節(jié)律性的生理機(jī)制有待進(jìn)一步研究。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為體溫變化取決于人體陽氣的變化，《素問·水熱穴論篇》提到“春者木始治，肝氣始生……其氣少……夏者火始治……陽氣留溢，熱熏分腠……秋者金始治……陽氣始衰……冬者水始治……陽氣衰少，陰氣堅(jiān)盛……”說明人的體溫變化與四時的變化規(guī)律一致，受到自然規(guī)律的影響與制約。四時節(jié)律從整體上反映了人體臟腑氣血與生存環(huán)境變化周期相適應(yīng)的生理活動規(guī)律，是人類生命活動的基本節(jié)律[19]。本研究得知下焦與四肢的溫度變化隨四時變化明顯，具有四時節(jié)律性。可能是因下焦屬腎，腎屬陰，下焦與四肢的陽氣都不足以抵抗自然界的陽氣變化對該部位的影響，致使對應(yīng)的體表溫度變化明顯，從而表現(xiàn)出四時節(jié)律性。此外，正面軀干溫度和背面軀干溫度與氣溫的相關(guān)系數(shù)都在0.7以上，證明軀干溫度與氣溫有較強(qiáng)的相關(guān)性，佐證了《黃帝內(nèi)經(jīng)》中“人以天地之氣生，四時之法成”的理論。

人體體表溫度與四時溫度存在相關(guān)性?！叭藨?yīng)天地四時”是中醫(yī)學(xué)的一個核心理念，研究的意義在于用現(xiàn)代技術(shù)方法，認(rèn)識正常人體在四季的變化規(guī)律，為今后開展臨床研究提供技術(shù)及數(shù)據(jù)支持[20]。本研究利用紅外熱成像技術(shù)，探尋了健康人群的體表溫度變化規(guī)律及與四時溫度變化的相關(guān)性，對傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)相關(guān)理論起到了支撐作用，希望進(jìn)一步研究能按年齡、性別不同分類，找到特定健康人群的體表溫度變化規(guī)律。

聲明：本研究已獲得中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號：2017NO.4），及所有受試者知情同意，無利益沖突。

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（2021-01-06收稿 責(zé)任編輯：馬雪玲）