紅外成像技術(shù)在導(dǎo)引研究中的應(yīng)用述評(píng)*

田思瑋 孫沛澤 韓自榮 代金剛△

紅外成像技術(shù)就是采用醫(yī)用紅外成像設(shè)備采集人體體表熱輻射的一種檢測(cè)方法，此研究通過接受人體紅外輻射波，將人體體表熱輻射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并折算成溫度，用不同顏色表達(dá)不同溫度，以此顯示人體紅外光波圖，即紅外熱像圖。導(dǎo)引術(shù)是在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，通過肢體運(yùn)動(dòng)、呼吸吐納、精神調(diào)節(jié)，即“調(diào)身”“調(diào)息”“調(diào)心”相結(jié)合的傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方法，長(zhǎng)期練習(xí)可以起到強(qiáng)身健體、防病治病、調(diào)暢情志、延年益壽的作用[1]。

隨著中醫(yī)養(yǎng)生熱潮的出現(xiàn)，中醫(yī)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)愈加受到普通百姓及科研醫(yī)務(wù)工作者的重視。中醫(yī)導(dǎo)引作為非藥物療法，其療效評(píng)定主要集中于量表、生化指標(biāo)及某些臟腑特定指標(biāo)的測(cè)定，對(duì)于采用特定儀器進(jìn)行測(cè)定的研究較少，目前主要集中在紅外成像技術(shù)領(lǐng)域。紅外成像技術(shù)具有客觀、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、方便、無(wú)創(chuàng)無(wú)害等特點(diǎn)[2]，近年來(lái)，隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展成熟，其在醫(yī)學(xué)科研及臨床領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。此研究通過紅外成像技術(shù)對(duì)習(xí)練導(dǎo)引前后寒熱偏離的分析，結(jié)合臨床四診辨證分析，探究習(xí)練導(dǎo)引對(duì)人體臟腑溫度的影響規(guī)律，為中醫(yī)導(dǎo)引術(shù)的習(xí)練效果評(píng)定提供客觀化指標(biāo)。

1 紅外成像技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展

1.1 紅外成像的出現(xiàn)“紅外”的概念最初屬于物理學(xué)的光學(xué)范疇。1800年，英國(guó)物理學(xué)家Herschel發(fā)現(xiàn)紅外光波與熱能釋放相關(guān)，絕大部分的熱量輻射成分均是紅外光波，紅外輻射遵循紅外輻射定律，紅外輻射因物體溫度而不同，可通過一定方法進(jìn)行定性定量測(cè)定得知物體的溫度。隨著紅外光波與溫度的相關(guān)性研究，逐步實(shí)現(xiàn)了紅外光波的可視化[3]，最初主要應(yīng)用于軍事、工業(yè)、航天、地質(zhì)勘測(cè)等領(lǐng)域。

1.2 紅外成像與醫(yī)學(xué)1928年德國(guó)Czerny教授發(fā)表了第一張人體紅外熱像圖；1950年英國(guó)R.Lawson通過紅外成像證實(shí)了乳腺癌皮膚溫度高于正常部位；1961年，英國(guó)醫(yī)師Walliams KL用紅外掃描儀拍攝了世界上第一張乳腺癌熱圖；1971年，第九屆國(guó)際醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)會(huì)議上，正式提出了醫(yī)用熱像圖攝影裝置，標(biāo)志著醫(yī)用紅外成像技術(shù)日趨成熟。中國(guó)自20世紀(jì)80年代將民用熱成像儀產(chǎn)品應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1979年，北京大學(xué)胡永升教授將紅外成像技術(shù)應(yīng)用于臨床乳腺領(lǐng)域，在乳腺疾病早期篩查、診療中發(fā)揮巨大作用；重慶第三軍醫(yī)大學(xué)則將其應(yīng)用于臨床疼痛診療領(lǐng)域[4]。發(fā)展至今，中國(guó)開始紅外成像技術(shù)研究已有50余年，此技術(shù)目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域逐漸成熟，且得到廣泛應(yīng)用。

2 紅外成像與導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)的研究

導(dǎo)引學(xué)是中醫(yī)藥文化的重要組成部分，隨著健康中國(guó)戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，人們養(yǎng)生保健意識(shí)逐漸增強(qiáng)，這種非藥物療法以其簡(jiǎn)便易學(xué)、不拘時(shí)間與空間限制、適用人群較廣的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，得到普通百姓及中醫(yī)藥學(xué)者的重視。導(dǎo)引術(shù)的研究目前多集中于科普、文獻(xiàn)學(xué)領(lǐng)域，大多從理論角度對(duì)其進(jìn)行闡述，且臨床療效的判定亦偏向于量表等主觀指標(biāo)的測(cè)定，往往說(shuō)服力較低。因此，對(duì)導(dǎo)引進(jìn)行規(guī)范化研究，為其提供客觀化指標(biāo)有著重要的意義。

近年來(lái)，中醫(yī)藥科研人員運(yùn)用紅外成像技術(shù)對(duì)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了廣泛研究。張琪琛[5]通過實(shí)驗(yàn)及糖尿病臨床研究，采用紅外熱像儀測(cè)定習(xí)練“唵、阿、哞、娑、哈”五音前后受試者血糖的變化，得出了五音的作用特點(diǎn)，為五音調(diào)節(jié)五臟氣化的方法與機(jī)制提供了理論依據(jù)；蘭彩蓮等[6]觀察20名痛經(jīng)患者習(xí)練易筋經(jīng)前后紅外熱圖變化，發(fā)現(xiàn)：練功后痛經(jīng)患者腹部整體皮溫較練功前有所升高，經(jīng)艾灸神闕穴后皮溫沿任脈傳導(dǎo)明顯，IRRTM軌跡清晰規(guī)整；許瑞旭等[7]采用隨機(jī)分組觀察40名陽(yáng)虛體質(zhì)者，習(xí)練易筋經(jīng)“托天樁”干預(yù)前及3個(gè)月后大椎、至陽(yáng)、命門及督脈線位的體質(zhì)轉(zhuǎn)化分、癥狀積分、TTM圖像變化與檢測(cè)部位體表代謝熱值(溫度)的變化對(duì)比，發(fā)現(xiàn)：易筋經(jīng)“托天樁”能夠提高督脈的體表代謝熱值，為經(jīng)絡(luò)參與人體功能的調(diào)控提供了有利條件，這可能是“托天樁”發(fā)揮體質(zhì)調(diào)理作用的內(nèi)在機(jī)制；張芳等[8]發(fā)現(xiàn)微汗低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，如室外打太極拳、練八段錦、慢跑、散步、騎車等，通過紅外熱成像監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)身體能量重新分布，體表的溫差縮小，配合護(hù)理干預(yù)，對(duì)銀屑病的治療具有積極意義，使得銀屑病患者了解了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)疾病的輔助治療意義；薩喆燕等[9]、潘曉華等[10]采用紅外熱像儀分別測(cè)定習(xí)練八段錦、六字訣前后人體督脈線上皮膚溫度的變化，發(fā)現(xiàn)八段錦練習(xí)可以升高督脈經(jīng)穴皮膚溫度并增強(qiáng)督脈線能量代謝變化，六字訣則可通過調(diào)節(jié)人體經(jīng)絡(luò)，以促進(jìn)全身氣血運(yùn)行，其采用同樣的方法對(duì)心功能進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)習(xí)練八段錦可以增強(qiáng)心包經(jīng)組織能量代謝并改善心功能[11]；此外，采用紅外成像技術(shù)測(cè)定導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)過程中意守有無(wú)的對(duì)比，可看出導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)過程中意守可促進(jìn)體表皮膚溫度上升，這與導(dǎo)引學(xué)“三調(diào)”理論中的“調(diào)心”相呼應(yīng)[12]；鄒雪芳等[13]則通過比較意想前后手太陰肺經(jīng)紅外熱圖的變化，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)可以加強(qiáng)意識(shí)對(duì)經(jīng)絡(luò)經(jīng)氣的調(diào)控能力；吳家蓉等[14]通過對(duì)導(dǎo)引前、中、后期、左右手各部位溫度的變化，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)過程中右手各手指(包括各指節(jié)、指端) 、手掌及勞宮穴溫度迅速上升(與運(yùn)氣前比較,P<0.05～ 0.01)，收勢(shì)后溫度迅速下降至練功前水平或略低，得出結(jié)論，導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)過程中血的運(yùn)行隨氣的加快而加快，從而為“氣為血之帥”提供了客觀依據(jù)。

此外，紅外成像技術(shù)在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用亦較為廣泛，如：郭曉征[15]在近紅外光譜分析實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過8周有氧運(yùn)動(dòng)觀察中老年女性 Stroop 任務(wù)的行為學(xué)表現(xiàn)及大腦前額葉激活模式的變化，8周的以飛力士棒主導(dǎo)的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年女性被試在 Stroop 任務(wù)的完成過程中氧合血紅蛋白的信號(hào)產(chǎn)生了顯著的影響。且中老年女性 L-DLPFC 血氧信號(hào)出現(xiàn)了減少、R-FPA 區(qū)域運(yùn)動(dòng)后大腦的激活程度比運(yùn)動(dòng)前顯著降低，為有氧運(yùn)動(dòng)提高中老年女性抑制控制功能提供了有效證據(jù)，基于近紅外光譜分析技術(shù)的研究，與女性青年組相比，中老年女性組在運(yùn)動(dòng)過程中前額葉腦區(qū)的激活程度和青年女性組相比，出現(xiàn)了更多的神經(jīng)激活[15]。金超等[16]將紅外成像技術(shù)引入運(yùn)動(dòng)效果監(jiān)測(cè)中，以采集的上肢負(fù)重運(yùn)動(dòng)過程中肱二頭肌和三角肌的紅外熱圖作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，初步建立了體表溫度與運(yùn)動(dòng)效果對(duì)應(yīng)關(guān)系的評(píng)定，為監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)機(jī)能提供了客觀化依據(jù)。亦有研究指出，從熱力學(xué)角度研究中醫(yī)證候是一種新思路和方法，紅外熱成像對(duì)人體不會(huì)造成傷害，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，具有非接觸、無(wú)輻射、費(fèi)用低廉和安全實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)[17]，符合中醫(yī)診斷知外揣內(nèi)的原理。

綜上所述，紅外成像技術(shù)在導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，主要是通過對(duì)比得出體表皮膚和體內(nèi)臟腑溫度的前后變化；所監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括臟腑功能、經(jīng)絡(luò)循行變化2個(gè)方面；既可得出某一點(diǎn)的數(shù)值改變，亦可得出某一臟腑、經(jīng)絡(luò)所對(duì)應(yīng)人體體表區(qū)域在習(xí)練導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)前后的數(shù)值變化。

3 評(píng)述

正常人體熱態(tài)具有一定的穩(wěn)定性和特征性，而人體的生命活動(dòng)所產(chǎn)生的能量變化可影響人體體溫。因此，我們可通過觀察人體體表溫度變化及熱態(tài)分布特點(diǎn)，推斷人體內(nèi)部的生理病理特點(diǎn)。人體作為一個(gè)天然的生物發(fā)熱體，其皮膚發(fā)射出的紅外輻射能量大小與溫度成正比。因機(jī)體組織機(jī)構(gòu)、代謝循環(huán)、神經(jīng)狀態(tài)等不同，所形成的紅外熱圖亦有所不同。紅外成像技術(shù)是通過被動(dòng)接受人體的自身輻射而形成熱成像，因此對(duì)人體無(wú)害、無(wú)損傷，且可多次、反復(fù)使用；其成像直觀、清晰，既可觀察靜態(tài)圖像，又可進(jìn)行連續(xù)性動(dòng)態(tài)觀察，作為探索性檢查，其分辨率與精確度較高，尤適用于健康人群。

紅外熱圖采集要求為：溫度為20～24 ℃，濕度50%～60%，恒溫、恒濕、無(wú)風(fēng)、無(wú)強(qiáng)光干擾，遠(yuǎn)離制熱或制冷源，采集人體前后及左右兩側(cè)圖像；受檢者采集前24 h飲食清淡，禁辛辣、寒涼之品；當(dāng)充分暴露，束起頭發(fā)，暴露前后發(fā)際，忌涂抹化妝品或藥物，摘掉飾物，女性盡量避開經(jīng)期。

目前，學(xué)者將紅外成像技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域的相關(guān)研究已有20余年歷史，且在中醫(yī)體質(zhì)學(xué)研究、中醫(yī)經(jīng)絡(luò)腧穴研究中收獲頗豐。自2003年非典疫情爆發(fā)以來(lái)，紅外成像技術(shù)在體溫監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用極大地推動(dòng)了紅外成像技術(shù)與中醫(yī)學(xué)的融合，既加速了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)υ擁?xiàng)技術(shù)的認(rèn)同與發(fā)展，又為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)科研領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)[18]。

導(dǎo)引術(shù)歷史悠久，內(nèi)容豐富，如五禽戲、太極拳、八段錦、六字訣等均為導(dǎo)引術(shù)的重要組成部分，綜合各種導(dǎo)引套路可知，導(dǎo)引術(shù)是通過外在肢體運(yùn)動(dòng)，配合呼吸吐納、精神調(diào)節(jié)，對(duì)內(nèi)在臟腑起到調(diào)節(jié)作用，以恢復(fù)臟腑生理功能，從而達(dá)到養(yǎng)生保健、延年益壽的效果[19-21]?？v觀導(dǎo)引術(shù)的發(fā)展歷史，結(jié)合其現(xiàn)代研究可知，導(dǎo)引術(shù)的習(xí)練效果評(píng)估缺乏客觀測(cè)評(píng)指標(biāo)。

導(dǎo)引術(shù)作為運(yùn)動(dòng)養(yǎng)生的分支，基于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱這一基本理論，習(xí)練前后機(jī)體溫度及熱態(tài)分布會(huì)出現(xiàn)改變。紅外成像技術(shù)在接受人體自身輻射的基礎(chǔ)上，以其無(wú)創(chuàng)、無(wú)害的優(yōu)勢(shì)以及可視化、客觀化的特點(diǎn)，輔以配套分析軟件，測(cè)量習(xí)練導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)前后溫差與寒熱偏離的數(shù)值改變、變化程度的大小，結(jié)合中醫(yī)四診理論，依據(jù)中醫(yī)基礎(chǔ)理論與物理學(xué)研究，可為習(xí)練導(dǎo)引術(shù)前后熱態(tài)變化提供客觀化依據(jù)，為導(dǎo)引術(shù)治未病、防治亞健康狀態(tài)、輔助治療臨床疾病提供科學(xué)依據(jù)。

就目前研究而言，紅外成像技術(shù)應(yīng)用于導(dǎo)引術(shù)研究中仍存在系列問題，首先，導(dǎo)引作為非藥物療法，目前臨床研究周期較長(zhǎng)，多為3個(gè)月，因此，自受試者入組到出組，易受外界季節(jié)溫度影響，雖保證實(shí)驗(yàn)室恒溫、恒濕，但受季節(jié)影響，人體基礎(chǔ)體溫會(huì)有差異；其次，習(xí)練過程中出汗與否、汗出程度在所采集的熱圖中會(huì)有影響，既往研究表明，機(jī)體汗出區(qū)域呈涼偏離，與正常無(wú)汗出區(qū)域不符；最后，人與人之間的特異性以及某些個(gè)人因素，如瘢痕、衣服壓痕等均會(huì)對(duì)熱圖造成影響。

紅外成像技術(shù)發(fā)展至今，在中藥學(xué)、體質(zhì)、經(jīng)絡(luò)、臟腑功能等諸多領(lǐng)域的發(fā)展雖已較為成熟，且取得了諸多成果，但就其在導(dǎo)引術(shù)中的應(yīng)用而言，仍存在上述諸多影響因素。故如何更好地將二者相結(jié)合，以發(fā)揮紅外成像技術(shù)在導(dǎo)引術(shù)中的客觀化監(jiān)測(cè)作用，為導(dǎo)引預(yù)防和治療疾病效果評(píng)估提供科學(xué)的理論依據(jù)，這一問題值得思考與討論。