【文獻(xiàn)分享】醫(yī)用紅外熱成像技術(shù)的臨床應(yīng)用

 徐恒 季青潔 吳春玲 冷文飛 （湖南中醫(yī)藥大學(xué)研究生院；重慶市墊江縣中醫(yī)院）

摘要：人體產(chǎn)生的紅外熱輻射會(huì)根據(jù)其健康狀況的改變而發(fā)生改變，醫(yī)用紅外熱成像技術(shù)通過采集人體發(fā)射的紅外輻射生成紅外熱像圖，從而反映人體的生理、病理狀態(tài)。本文綜述了近年來紅外熱成像技術(shù)在臨床的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)其優(yōu)勢(shì)及存在的不足。隨著對(duì)紅外熱成像技術(shù)的研究以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的產(chǎn)生，紅外熱成像技術(shù)將更加深入地應(yīng)用于臨床。

關(guān)鍵詞：紅外熱成像；中醫(yī)；臨床醫(yī)學(xué)；綜述

醫(yī)用紅外熱成像技術(shù)是通過遙感人體體表溫度分布并將這種溫度差異轉(zhuǎn)換成視頻圖像顯示在監(jiān)視器的檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域后便產(chǎn)生了醫(yī)用紅外熱像儀，其攝取的圖像被稱為醫(yī)用紅外熱像圖。其能精確、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地獲取人體表面溫度變化及分布，從而反應(yīng)機(jī)體的功能狀態(tài)。

紅外熱像儀可以快速且非接觸性地捕獲皮膚表面發(fā)出的紅外輻射，從而對(duì)人體溫度進(jìn)行測(cè)量，并且通過對(duì)異常熱量分布的分析，達(dá)到對(duì)患者病情的預(yù)測(cè)、診斷和檢測(cè)。同時(shí)，其低廉的價(jià)格也使得該技術(shù)在臨床中得到越來越多的應(yīng)用。

中醫(yī)理論體系的主要特點(diǎn)之一是整體觀念，強(qiáng)調(diào)人體是一個(gè)有機(jī)的整體。而人體又無時(shí)無刻對(duì)外界產(chǎn)生紅外輻射，通過紅外熱成像技術(shù)，我們便可以采集人體實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的紅外信息，當(dāng)人體某個(gè)部位產(chǎn)生病變，紅外輻射也會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生變化。所以通過紅外熱像儀可以輔助中醫(yī)學(xué)實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的辨證及指導(dǎo)其治療。

1.1 紅外熱成像技術(shù)對(duì)中醫(yī)理論的研究

肖微等在選取40例脾陽虛患者與40例正常人進(jìn)行紅外熱成像檢查后，對(duì)比其雙耳、雙眼、鼻子、口唇及腹部中焦的溫度信息發(fā)現(xiàn)，脾陽虛受試者的中焦與口唇溫度較脾功能正常者顯著降低，而無論脾功能正常與否，其中焦與口唇溫度都具有相關(guān)性。從而進(jìn)一步論證中醫(yī)藏竅理論“脾開竅于口，其華在唇”的正確性。王樂鵬利用紅外熱像儀在春分、夏至、秋分、冬至四個(gè)節(jié)氣點(diǎn)對(duì)30名健康青年男性的紅外熱像進(jìn)行觀察和分析發(fā)現(xiàn)，左右兩脅的熱值隨著四季變化而變化，這反映了肝主疏泄的四季功能狀態(tài)。說明肝主疏泄與陽氣應(yīng)時(shí)而變的規(guī)律，體現(xiàn)了中醫(yī)天人相應(yīng)的觀念。

白彤彤通過對(duì)175名受試者進(jìn)行體質(zhì)分類后進(jìn)行紅外熱成像采集發(fā)現(xiàn)陰虛體質(zhì)紅外熱像圖中面部多高溫，氣郁體質(zhì)紅外熱像圖中額頭部多高溫或“睡眠線”，陽虛體質(zhì)紅外熱像圖中胃脘部多低溫，痰濕體質(zhì)紅外熱像圖腹部多低溫，特稟質(zhì)紅外熱像圖軀干部多花斑樣改變。王雨婷等在比較51例痰濕質(zhì)及32例平和質(zhì)受試者后發(fā)現(xiàn)，痰濕質(zhì)組督脈和任脈相對(duì)溫度低于平和質(zhì)，體現(xiàn)了痰濕質(zhì)陰多陽少的特點(diǎn)。

通過紅外熱成像技術(shù)對(duì)人這個(gè)整體進(jìn)行紅外信息采集，并與中醫(yī)理論進(jìn)行對(duì)照以客觀評(píng)價(jià)中醫(yī)理論的正確性。根據(jù)紅外熱成像技術(shù)可以反映人體的能量代謝特征，中醫(yī)體質(zhì)反應(yīng)人體臟腑功能（各臟腑之間的能量代謝）的特點(diǎn)，應(yīng)用紅外熱成像技術(shù)便可直觀地反映臟腑功能變化，說明紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)理論研究有著廣闊的前景。

1.2 紅外熱成像技術(shù)用于對(duì)中藥療效的評(píng)價(jià)

葉文倩等通過對(duì)60例上熱下寒型感冒后咳嗽患者在應(yīng)用烏梅丸治療前后進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)胸腹部體表溫度發(fā)現(xiàn)，治療1周后患者的胸腹部紅外熱圖溫度均較治療前升高，治療總有效率達(dá)86.7%。該實(shí)驗(yàn)中患者治療后紅外熱圖溫度升高即表示寒象較前減弱，也證明烏梅丸治療該證候的患者有著確切的療效。中醫(yī)八綱辨證講求表里寒熱虛實(shí)陰陽，通過紅外熱成像技術(shù)，更能清楚地掌握患者的寒熱變化，從而更準(zhǔn)確地來評(píng)估中藥方劑的療效。

1.3 紅外熱成像技術(shù)用于輔助中醫(yī)診斷及辨證

望診是中醫(yī)四診中的重要環(huán)節(jié)，研究表明，在使用紅外熱成像技術(shù)對(duì)患者面部進(jìn)行掃描后，發(fā)現(xiàn)面溫高低與人體陽氣盛衰呈正相關(guān)，其揭示了中醫(yī)證候中的“寒熱”現(xiàn)象，同時(shí)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依據(jù)。

張子玥在對(duì)90例膝骨關(guān)節(jié)炎患者及90例健康體檢者分別進(jìn)行膝關(guān)節(jié)、上下肢、右腎區(qū)、左腎區(qū)及督脈分別采集紅外熱像信息后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組的紅外熱像圖在低溫區(qū)更見低溫區(qū)，不同證型的膝骨關(guān)節(jié)炎患者其各個(gè)部位的紅外熱像值比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中膝關(guān)節(jié)、上下肢、右腎區(qū)、左腎區(qū)紅外熱像值均表現(xiàn)為陽虛寒凝型<腎虛髓虧型<瘀血阻滯型，而在督脈表現(xiàn)為陽虛寒凝型>瘀血阻滯型>腎虛髓虧型。高毅潔通過對(duì)正常血壓、正常高值血壓及高血壓病各50例受檢者進(jìn)行紅外熱圖記錄，發(fā)現(xiàn)高血壓四種中醫(yī)證型的額頭溫度呈現(xiàn)肝火亢盛證>陰虛陽亢證>痰濕壅盛證>陰陽兩虛證的趨勢(shì)。同時(shí)不同證型額頭部紅外熱圖的熱態(tài)顏色分布也有不同。

望聞問切及辨證論治作為中醫(yī)的特點(diǎn)，其準(zhǔn)確性也決定了后續(xù)遣方用藥的有效性。中醫(yī)通過望聞問切來進(jìn)行辨證論治，而使用紅外熱成像技術(shù)恰恰可以拓寬中醫(yī)望診的深度，提高中醫(yī)望診的準(zhǔn)確性，并將紅外熱像信息與不同證型的相關(guān)性結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)辨證。

1.4 紅外熱成像技術(shù)用于針灸經(jīng)絡(luò)腧穴的研究

劉瑞庭等用紅外熱成像儀觀察到針刺合谷穴可使面部某些區(qū)域的皮膚溫度升高。張棟發(fā)現(xiàn)自然狀態(tài)下，督脈上循經(jīng)高溫線的出現(xiàn)率最高，與督脈的重合性較好，超過背部“半程”者占50%。許金森等觀察到自然狀態(tài)下健康成人體表與十四經(jīng)脈循行路線相一致的紅外輻射軌跡，背部督脈出現(xiàn)率最高，其溫度大多高于周圍皮膚。而加熱經(jīng)脈線上的穴位及非穴位，皮溫反應(yīng)可沿經(jīng)雙向擴(kuò)展。而在非經(jīng)對(duì)照部位加熱，皮溫反應(yīng)僅限于局部而無明顯擴(kuò)散。

通過紅外熱成像技術(shù)，可以幫助我們證實(shí)經(jīng)絡(luò)腧穴的存在，同時(shí)也可以幫助我們?cè)u(píng)價(jià)針灸治療的效果。特別是在針灸治療痛癥過程中，通過針刺前后紅外熱圖的溫度差異，可以客觀地反映疼痛程度的好轉(zhuǎn)，幫助進(jìn)行臨床療效的評(píng)價(jià)。

醫(yī)學(xué)圖像分析技術(shù)為西醫(yī)臨床診斷和監(jiān)測(cè)多種身體疾病提供了行之有效的方法，研究表明，大多數(shù)組織損傷與其受影響部位的體積和溫度變化有關(guān)。而在過去的幾十年中，紅外熱成像技術(shù)被開發(fā)及發(fā)展起來，它通過紅外熱相機(jī)攝取熱圖像從而反映皮膚溫度的微小變化，而這些改變與局部生理過程以及系統(tǒng)反應(yīng)有關(guān)。它被應(yīng)用于癌癥診斷、糖尿病患者局部缺血的診斷[22]以及評(píng)價(jià)肌肉恢復(fù)情況等。

2.1 紅外熱成像技術(shù)用于對(duì)疾病發(fā)展的預(yù)測(cè)

Ko EJ等對(duì)122名患有急性帶狀皰疹患者受影響的身體區(qū)域進(jìn)行紅外熱成像數(shù)值記錄發(fā)現(xiàn)，隨著患側(cè)和健側(cè)皮溫差異增加，帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛發(fā)生率顯著增加，表明紅外熱成像可作為急性帶狀皰疹患者后遺神經(jīng)痛發(fā)展的預(yù)測(cè)因子。Robinson LJ等對(duì)5名女性志愿者進(jìn)行短心算測(cè)試誘導(dǎo)其產(chǎn)生輕微心理壓力，并使用紅外熱成像技術(shù)測(cè)定棕色脂肪組織處皮膚溫度的變化發(fā)現(xiàn)，心理壓力越高，其紅外熱圖顯示的溫度變化也會(huì)有上升趨勢(shì)，從而可以用于評(píng)估心理壓力的細(xì)微變化。

2.2 紅外熱成像技術(shù)用于對(duì)疾病的診斷

張勱通過對(duì)300例經(jīng)CT/MRI明確診斷為腰椎間盤突出的患者進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，與正常人相比腰椎間盤突出癥患者的紅外熱成像圖有顯著不對(duì)稱性。而紅外熱成像與CT/MRI檢測(cè)診斷符合率達(dá)91.3%。相比于CT/MRI，紅外熱成像圖不僅可以反應(yīng)出患者病變的位置，也可以通過溫度的變化在一定程度反應(yīng)出患者的疼痛程度。Rinaldo Roberto de Jesus Guirro等將35個(gè)患單側(cè)乳腺癌的患者與17個(gè)正常對(duì)照組進(jìn)行紅外熱成像圖片采集后發(fā)現(xiàn)，患有乳腺癌的******具有更高的皮膚溫度，并證明紅外熱成像可靠性極佳，可作為診斷乳腺癌的補(bǔ)充評(píng)估方法。Liu等通過對(duì)紅外熱成像技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了一種采集糖尿病患者足部紅外熱像值信息的方法來進(jìn)行早期識(shí)別糖尿病足及其并發(fā)癥，并在76例高危糖尿病患者中敏感性為（97.8%±1.1%），特異性為（98.4%±0.5%）。

根據(jù)一些研究表明，紅外熱成像技術(shù)可以幫助檢測(cè)雷諾現(xiàn)象。健康的受試者通常是手指溫度要高于手，但雷諾現(xiàn)象患者恰恰相反。Murray和Schlager的研究發(fā)現(xiàn)，使用激光多普勒血流成像測(cè)定后的患者繼續(xù)使用紅外熱成像技術(shù)檢測(cè)，雷諾現(xiàn)象患者熱異常與實(shí)際皮膚灌注具有良好的相關(guān)性。

2.3 紅外熱成像技術(shù)用于肌肉骨骼損傷的判斷

肌肉骨骼損傷作為一種經(jīng)常發(fā)生的疾病，其通常使用X線、CT等進(jìn)行診斷，但這通常會(huì)增加患者受到過多電離輻射的風(fēng)險(xiǎn)。而通過紅外熱成像技術(shù)可以檢測(cè)局部溫度變化，其中包括肌肉骨骼損傷過程中炎癥反應(yīng)所發(fā)生的變化。Lerkvaleekul B等對(duì)46名青少年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎患者的腕關(guān)節(jié)進(jìn)行紅外熱成像與超聲檢查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，紅外熱成像有著80.0%的特異性和93.3%的診斷敏感性，可以作為檢測(cè)腕關(guān)節(jié)炎的適用工具。

2.4 紅外熱成像技術(shù)用于對(duì)外科手術(shù)操作的評(píng)價(jià)

Al Shakarchi J等對(duì)100例動(dòng)靜脈瘺術(shù)后患者在手術(shù)當(dāng)天及手術(shù)后進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，紅外熱成像技術(shù)對(duì)于動(dòng)靜脈瘺通暢程度陽性預(yù)測(cè)值為88%，陰性預(yù)測(cè)值為86%。對(duì)于動(dòng)靜脈瘺的功能是否成熟，其陽性預(yù)測(cè)值為84%，陰性預(yù)測(cè)值為95%，說明紅外熱成像技術(shù)是可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)瘺管通暢及成熟的行之有效的工具。de Font-Réaulx Rojas E等在對(duì)一名64歲前交通動(dòng)脈偶發(fā)性動(dòng)脈瘤的患者行動(dòng)脈瘤夾閉手術(shù)過程中，通過在術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后進(jìn)行紅外熱成像測(cè)繪，根據(jù)三次紅外熱圖比較未發(fā)現(xiàn)任何皮質(zhì)冷卻或顯著溫度差異來確定術(shù)中未發(fā)生缺血性損傷，從而提高了神經(jīng)外科手術(shù)的精確性。

盡管紅外熱成像技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一定的局限性。由于不可預(yù)見的外部因素及自身因素會(huì)影響皮膚溫度，從而會(huì)對(duì)紅外熱成像圖的結(jié)果產(chǎn)生干擾。同時(shí)由于紅外熱成像設(shè)備的不同，研究結(jié)果的可重復(fù)性也存在一定差異，這使得紅外熱成像技術(shù)在臨床應(yīng)用過程中很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。另外，紅外熱成像技術(shù)僅能間接反映溫度的變化，相比CT、MRI等影像學(xué)檢查手段，其圖像并不能允許臨床醫(yī)生直觀地“看清”檢查區(qū)域的實(shí)際狀況。所以目前來說，紅外熱成像技術(shù)不能被稱為是一種完全可靠的診斷方法，并不能用于作為診斷標(biāo)準(zhǔn)。

但是隨著紅外熱成像儀的分辨率越來越高，其靈敏度也相應(yīng)得到提高，從而將顯著增加其識(shí)別疾病的準(zhǔn)確性。同時(shí)，紅外熱圖可以反應(yīng)溫度的變化，這使得它被證明在一些急癥診斷中顯得尤為重要，例如燒傷、骨折等。

同時(shí)在中醫(yī)臨床應(yīng)用過程中，紅外熱成像技術(shù)是一種適宜中醫(yī)臨床辨證、中醫(yī)基礎(chǔ)理論驗(yàn)證的科學(xué)工具。因?yàn)槠浞现嗅t(yī)整體觀念理論，符合中醫(yī)診斷基本原理、基本原則。所以，該技術(shù)也必將成為實(shí)現(xiàn)中醫(yī)現(xiàn)代化的有利工具。

紅外熱成像技術(shù)目前仍在日益發(fā)展，其在臨床及科研中的應(yīng)用也在愈加普及，隨著對(duì)紅外熱成像技術(shù)的進(jìn)一步研究，現(xiàn)階段在紅外熱成像應(yīng)用過程中存在的樣本量過少、設(shè)備之間存在差異等問題也會(huì)逐漸解決，相信隨著研究的不斷進(jìn)行，紅外熱成像技術(shù)也將更有效地應(yīng)用于臨床。

----本文摘自《中醫(yī)臨床研究》2019年第11卷第35期

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