【文獻分享】紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)基礎(chǔ)與臨證應(yīng)用的研究

陳龍暢¹，馬晗¹，王永吉^2,3,4，關(guān)貝²，杜正光⁵，馬赟¹

（1.首都醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院；2.中國科學(xué)院軟件研究所協(xié)同創(chuàng)新中心；3.中國科學(xué)院大學(xué)；4.中國科學(xué)院軟件研究所計算機科學(xué)國家重點實驗室；5.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院）

關(guān)鍵詞：紅外熱成像；中醫(yī)學(xué)；辨證；中醫(yī)理論；診斷；綜述

紅外熱成像通過熱紅外敏感CCD（電荷耦合裝置）對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度場。人體本身就是一個自然的生物紅外輻射源，不斷向周圍發(fā)射并吸收紅外輻射能量。正常生理狀況下，不同年齡、性別的人群，以及身體不同部位的體溫變化等都具有一定的穩(wěn)定性和特征性；當機體某一局部異常，往往會影響該部位血流量和代謝強度，導(dǎo)致溫度的異常改變。紅外熱成像系統(tǒng)通過收集人體紅外輻射能量，經(jīng)計算機處理輸出紅外熱圖，通過專業(yè)的分析軟件和醫(yī)師分析，可用以判斷疾病的部位、性質(zhì)和程度，為臨床診斷提供參考依據(jù)。

目前紅外熱成像技術(shù)已廣泛用于臨床診斷，涉及全身多個系統(tǒng)和臟器，能在機體沒有明顯癥狀的情況下解讀出隱患，做到疾病的早期診斷。在中醫(yī)診斷學(xué)“有諸內(nèi)必形諸外”思想指導(dǎo)下，通過觀察體表溫度變化來揣測分析機體內(nèi)在生理病理，是中醫(yī)臨床“司外揣內(nèi)”“見微知著”的具體體現(xiàn)。因此，紅外熱成像技術(shù)已廣泛用于中醫(yī)各領(lǐng)域研究，為中醫(yī)整體觀提供了可量化、可視化的數(shù)據(jù)支持。

劉逸南等基于文獻研究，發(fā)現(xiàn)近10年隨著紅外熱成像技術(shù)研究的深入，已開始并逐漸廣泛應(yīng)用于中醫(yī)理論研究，為中醫(yī)基礎(chǔ)理論提供直接的數(shù)據(jù)支持。

1.1 陰陽的解讀

陰陽是中醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，人體的體溫可以看作陰陽的外征表現(xiàn)之一，尤其是陽氣的溫煦功能，正是人體熱量的來源，維持人體相對恒定的體溫。李明月等提出“溫度”與中醫(yī)學(xué)“陽氣”概念有對應(yīng)關(guān)系，認為熱量及能釋放熱量的物質(zhì)在一定程度上類似陽氣，因此，紅外熱成像技術(shù)用于中醫(yī)領(lǐng)域，尤其用于陰陽的解讀是可行的。周曉玲等通過近40 000例自然人體的紅外熱像圖數(shù)據(jù)分析，提出平和質(zhì)者的紅外熱成像表現(xiàn)為命門、下焦、中焦、上焦、頭面部的實際區(qū)域溫度呈依次遞減趨勢的熱態(tài)學(xué)特征，反映人體的生長衰老是在陰陽的消長與轉(zhuǎn)化之間緩慢推進，其中又以陽氣的虛實變化尤為重要，說明人體的生命過程正是體內(nèi)陽氣由內(nèi)向外、由實到虛逐漸耗散的過程，繼而以此探討人體陰陽的本體架構(gòu)。

1.2 經(jīng)絡(luò)可視化研究

紅外熱成像技術(shù)最早用于中醫(yī)領(lǐng)域即是對人體經(jīng)絡(luò)腧穴的研究。汪培清等對300名健康成年志愿者以紅外輻射示蹤儀進行測試，可直觀地看到人體體表自然存在的經(jīng)脈循行路線。張棟等使用常規(guī)針刺、電針、溫灸、火針和穴位埋線等方法對家兔進行試驗，用紅外熱像儀觀察家兔在不同刺激下循經(jīng)高溫線（帶）出現(xiàn)的規(guī)律，這種反應(yīng)與經(jīng)脈的走行和針灸后氣血的加速運行有關(guān)，對于驗證經(jīng)絡(luò)理論和肯定經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象的存在具有重要意義。白振軍等選取25名健康人，應(yīng)用紅外熱像儀依序記錄各標記區(qū)域的溫度值，結(jié)果顯示在生理狀況下針刺委中可引起腰骶部溫度的明顯變化，為“腰背委中求”在臨床應(yīng)用和理論論證等方面提供了有效的影像數(shù)據(jù)。黃倩茹等對18例原發(fā)性痛經(jīng)寒濕凝滯證患者給予艾灸關(guān)元治療，使用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)艾灸后患者任脈平均溫度明顯升高，腹痛視覺模擬評分明顯降低，說明艾灸關(guān)元治療寒濕凝滯證痛經(jīng)的作用機制與升高患者任脈溫度有關(guān)，故可通過溫通經(jīng)絡(luò)促進任脈氣血運行，從而起到緩解痛經(jīng)的作用。紅外熱成像技術(shù)將經(jīng)絡(luò)可視化，為經(jīng)絡(luò)的存在及作用機制提供了證據(jù)支持。

1.3 藏竅相關(guān)理論研究

中醫(yī)認為“五臟各有其華”，藏竅相關(guān)理論作為中醫(yī)藏象學(xué)說的主要內(nèi)容，全面、系統(tǒng)地論述了人體臟腑與體表官竅之間的關(guān)系，是中醫(yī)整體觀的重要體現(xiàn)。生理上，五臟榮華各有所屬；病理上，五臟病變可累及對應(yīng)官竅，出現(xiàn)病理表征。

肖微等使用數(shù)字式醫(yī)用遠紅外熱成像儀對脾陽虛患者40例及脾功能正常者40人進行對照發(fā)現(xiàn)，脾陽虛患者的中焦與口唇溫度低于脾功能正常者（P＜0.05），且中焦與口唇溫度存在相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），說明脾和口唇在生理、病理上聯(lián)系密切，初步論證了“脾開竅于口，其華在唇”。倪金霞等使用非制冷醫(yī)用紅外熱像儀對潰瘍性結(jié)腸炎大腸濕熱證進行研究，患者紅外熱像圖升結(jié)腸區(qū)和肺區(qū)體表溫度均明顯增高，為“肺與大腸相表里”提供了依據(jù)。張雨璇等使用數(shù)字式醫(yī)用遠紅外熱成像儀發(fā)現(xiàn)，風熱犯肺證會引起肺區(qū)和鼻竅溫度升高，驗證了“肺開竅于鼻”的藏竅理論。付俊等使用數(shù)字式醫(yī)用遠紅外熱成像儀對80例受試對象進行拍攝，分別記錄受試者在中和情緒下和憤怒誘導(dǎo)情緒下的肝區(qū)、眼睛、耳朵、鼻子及口唇溫度，并進行比較發(fā)現(xiàn)，在憤怒狀態(tài)下受試者的肝區(qū)和五官溫度升高，而眼睛的溫度升高要高于其他五官，驗證了“肝開竅于目”理論。鄒雪芳通過數(shù)字式醫(yī)用遠紅外熱成像儀觀察艾灸命門后受試者腎區(qū)與耳部溫度變化，發(fā)現(xiàn)艾灸后腎區(qū)溫度和耳部溫度變化呈正相關(guān)（P＜0.05），證明了“腎開竅于耳”。

李琛峰運用浙江大學(xué)研發(fā)的面部紅外熱成像儀觀察康復(fù)期毒品成癮者重復(fù)經(jīng)顱磁刺激干預(yù)前后面部臟腑分區(qū)的溫度變化，同時借助證素辨證原理研究其面部臟腑分區(qū)溫度變化與臟腑功能狀態(tài)間的關(guān)聯(lián)性，結(jié)果顯示，面部臟腑反射區(qū)溫度變化與臟腑功能變化之間存在相關(guān)性（P＜0.01），提示面部紅外熱像圖可以客觀反映人體臟腑功能狀態(tài)變化。

以上研究顯示，可視化的紅外熱成像圖能準確觀察人體臟腑與體表的能量偏頗與失常，為中醫(yī)藏竅理論提供客觀數(shù)據(jù)的支持驗證。亦有學(xué)者指出，紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)臟腑相關(guān)研究中應(yīng)充分考慮其定位，不應(yīng)僅局限于臟腑本身的解剖定位，還應(yīng)考慮中醫(yī)藏象學(xué)說中臟腑的功能定位。

1.4 為中醫(yī)治未病提供依據(jù)

中醫(yī)學(xué)歷來重視疾病預(yù)防，《黃帝內(nèi)經(jīng)》提出“治未病”的預(yù)防思想。施繼玲等基于中醫(yī)伏邪理論探討紅外熱成像技術(shù)在健康體檢中的應(yīng)用，通過采集體表溫度的變化判斷體內(nèi)代謝或血流異常、病灶的位置及范圍等，在機體只有功能障礙尚無明顯組織結(jié)構(gòu)異常的情況下，發(fā)現(xiàn)潛在隱患，將中醫(yī)發(fā)病機理客觀化、可視化，為中醫(yī)“治未病”提供依據(jù)。

在疾病早期診斷方面，研究人員通過醫(yī)用紅外熱成像儀獲取人體的紅外熱像圖，醫(yī)師對圖像中的溫度分布狀況進行分析，明顯提高了早期疾病的臨床診斷效能，實現(xiàn)疾病的初篩。高夢蕉等提出紅外熱成像技術(shù)可發(fā)現(xiàn)早期冠心病的異常紅外熱像圖表現(xiàn)；在對代謝綜合征早期篩查中亦發(fā)現(xiàn)，紅外熱成像技術(shù)靈敏、無創(chuàng)的對身體溫度捕捉能力與代謝綜合征早期僅有的功能性代謝異常特質(zhì)相契合。陳宗俊等提出用紅外熱成像技術(shù)檢測下肢和足底溫度的特征性變化，可以發(fā)現(xiàn)糖尿病足相關(guān)的早期周圍神經(jīng)和血管病變引起的代謝差異，為糖尿病足預(yù)警與早期診斷提供更多的參考信息?？梢姡瑥闹嗅t(yī)學(xué)視角出發(fā)并結(jié)合數(shù)學(xué)方法，可以為紅外熱像圖的多角度、多維度解讀提供全新思路，對于實現(xiàn)疾病預(yù)警與早期診斷具有現(xiàn)實意義。

紅外熱成像技術(shù)作為中醫(yī)四診中望診的延伸，服務(wù)于臨床辨證及體質(zhì)辨識中，為中醫(yī)“證”的研究提供了數(shù)據(jù)支持。

2.1 疾病證素研究

黃亮亮在運用熱斷層掃描倉研究中發(fā)現(xiàn)，與健康女性相比，乳腺增生癥患者中醫(yī)證素產(chǎn)生明顯病理變化或積分升高，******及相關(guān)經(jīng)絡(luò)腧穴的紅外溫度亦可受到影響，說明乳腺增生癥中醫(yī)證素分布特點與其紅外熱成像存在相關(guān)性（P＜0.05）。陳耀國運用紅外熱成像儀歸納分析了成人免疫性血小板減少癥（ITP）患者中醫(yī)證候分布特點，提出ITP患者紅外熱成像特點及其與中醫(yī)證候存在一定相關(guān)性。陳明運用醫(yī)用紅外熱成像儀對冠脈狹窄程度及血瘀證積分與紅外熱成像特征進行相關(guān)性研究，認為紅外熱成像檢查能夠靈敏反映心肌缺血程度，可作為冠心病的輔助檢查之一，體表相應(yīng)區(qū)域溫度或可作為紅外熱成像評價冠心病冠脈狹窄程度及血瘀證嚴重程度的監(jiān)測指標。

2.2 提供辨證依據(jù)

不同的中醫(yī)證候分型在紅外熱成像儀上有明顯差異，為中醫(yī)臨床辨證分型提供了直觀的、可視化的證據(jù)。

如高毅潔利用醫(yī)用紅外熱成像儀對不同程度血壓的心、腦、腎紅外熱成像特征及其與中醫(yī)證型進行關(guān)聯(lián)研究，認為不同程度血壓的額頭部紅外熱圖具有不同的特征性表現(xiàn)，且高血壓中醫(yī)辨證不同分型的紅外熱圖具有相應(yīng)的特征性表現(xiàn)。馮曉嵐運用數(shù)字醫(yī)用紅外熱像儀分析多囊卵巢綜合征（PCOS）患者紅外熱圖與中醫(yī)證型的關(guān)系，認為紅外熱成像技術(shù)能較為客觀地反映不同證型PCOS患者的寒熱虛實情況，并能精準定位，為中醫(yī)辨證提供客觀化依據(jù)。趙鐵葆等運用紅外熱像儀研究發(fā)現(xiàn)，胃脘痛脾胃虛寒證患者的胃脘區(qū)域、中脘穴相對溫度及絕對溫度低下，提示可將胃脘、中脘穴紅外熱成像作為胃脘痛辨證的依據(jù)。謝慶通過對原發(fā)性痛風患者及健康體檢者進行紅外熱像圖檢測，分別采集肝、脾、腎的紅外熱像值數(shù)據(jù)，研究原發(fā)性痛風濕熱蘊結(jié)型、瘀熱阻滯型、痰濁阻滯型、肝腎陰虛型的紅外熱像，為原發(fā)性痛風的臟腑辨證提供依據(jù)。張信成等采用前瞻性研究方法收集120例腰椎間盤突出癥患者，按瘀血證、腎虛證、寒濕證、濕熱證分為4組，并以30例健康志愿者為對照組，通過醫(yī)用紅外熱像儀進行掃描，記錄相同區(qū)域的兩側(cè)體表溫度。結(jié)果表明，腰椎間盤突出癥中醫(yī)各證型均有特定的特征紅外熱圖。劉云等選取膝骨關(guān)節(jié)炎患者熱痹21例和痛痹10例，并與健康志愿者28人對照。通過醫(yī)用紅外熱像儀檢測膝關(guān)節(jié)前、內(nèi)、外側(cè)溫度，發(fā)現(xiàn)熱痹患者為高溫充血型，膝關(guān)節(jié)前、內(nèi)、外側(cè)溫度高于健康志愿者，而痛痹患者為低溫瘀血型，膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)溫度均低于健康志愿者。膝關(guān)節(jié)紅外熱成像檢查能準確區(qū)分熱痹和痛痹。

紅外熱成像儀的應(yīng)用也為中醫(yī)臨床基于不同證的研究提供了依據(jù)。楊瑞宇等對30例中醫(yī)辨證為風寒濕痹證的類風濕關(guān)節(jié)炎患者進行自身對照研究，治療前后均使用紅外熱成像儀對患者手掌部進行掃描檢查。結(jié)果顯示，經(jīng)附子桂枝湯治療后患者手掌部的體表溫度明顯升高，從而使研究者能對類風濕關(guān)節(jié)炎主觀癥狀諸如晨僵的程度進行客觀判斷。

2.3 六經(jīng)辨證研究

楊薇等運用數(shù)字式醫(yī)用紅外熱成像儀，對60例太陰寒化證患者進行研究，發(fā)現(xiàn)太陰寒化證患者脾經(jīng)與胃經(jīng)的紅外熱像圖皮溫低于正常人，提出利用紅外熱像儀能夠提供經(jīng)絡(luò)及皮部氣血運行變化的可視量化指標，與舌象、脈象合參進行辨證論治，從而指導(dǎo)六經(jīng)辨證及經(jīng)方的應(yīng)用。周曉玲等指出，厥陰病本質(zhì)為陰寒盛極而漸衰，陽氣雖弱而漸聚，若陰盡或陽生過程受阻，就會導(dǎo)致陰陽之氣不相順接，形成厥陰病中的寒熱錯雜證、寒化證、熱化證及氣厥證。紅外熱成像技術(shù)能無創(chuàng)傷展示人體寒熱的圖像，并能有效記錄患者治療前后的經(jīng)絡(luò)溫度變化，有利于中醫(yī)理論量化，對疾病的診斷及治療具有重要指導(dǎo)意義。

2.4 中醫(yī)體質(zhì)辨識

中醫(yī)體質(zhì)學(xué)說是中醫(yī)理論的重要組成部分，目前臨床對中醫(yī)體質(zhì)的辨識主要依靠中醫(yī)體質(zhì)評估量表，但由于個人知識水平、理解能力等因素的影響，容易造成評估結(jié)果的偏差。而不同體質(zhì)反映了人體氣血陰陽的不同偏頗程度，因此在紅外熱像圖上必然會有不同的熱像反應(yīng)，紅外熱成像技術(shù)用于體質(zhì)辨識可有效彌補其主觀偏差的缺點。周婭妮等進行了腎陽虛質(zhì)與紅外皮溫均值的相關(guān)性研究，提出通過檢測相應(yīng)臟腑、穴區(qū)、經(jīng)絡(luò)的紅外熱像數(shù)學(xué)量化規(guī)律，在一定程度上能進行中醫(yī)體質(zhì)辨識。

紅外熱成像技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于體質(zhì)研究、體質(zhì)辨識、體質(zhì)干預(yù)、健康體檢等領(lǐng)域中。陳淋等基于紅外熱成像技術(shù)探討醫(yī)護人員的中醫(yī)體質(zhì)分布及其規(guī)律，提出醫(yī)護人員中大部分存在偏頗體質(zhì)，以兼夾體質(zhì)居多，不同職業(yè)（醫(yī)生、護士）、性別、年齡的人群其體質(zhì)類型不同，不同的體質(zhì)類型其紅外皮溫分布不同。孟祥然用紅外熱成像技術(shù)分析陽虛體質(zhì)人群督灸干預(yù)前后的熱成像特征，總結(jié)歸納出督灸療效的動態(tài)規(guī)律。

疾病在其發(fā)生發(fā)展過程中往往會造成局部血液循環(huán)、新陳代謝等變化，從而導(dǎo)致病變部位溫度的異常變化，紅外熱像圖反映為寒偏離或熱偏離，并且隨著病情的發(fā)展其溫度變化也會顯著改變。所以，近年來紅外熱成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個方面，尤其在疾病診斷中具有不可替代的作用。因其非介入性、無損傷的優(yōu)點，在體外就可采集數(shù)據(jù)，相較于介入性的診斷方法，更容易被接受；有大量研究證明紅外熱成像在診斷上具有高有效性，使用方便、快捷，故適合推廣普及，尤其針對臨床中尚缺乏有效診斷方法的疾病，具有很大研究空間。

盡管紅外熱成像技術(shù)對某些疾病診斷與療效評估具有輔助作用，甚至比某些特殊疾病的傳統(tǒng)檢查方法有一定優(yōu)勢，但其臨床應(yīng)用尚存在一定的局限性，尤其在中醫(yī)證候分型的鑒別方面存在研究證據(jù)等級低、缺乏大樣本數(shù)據(jù)、技術(shù)規(guī)范和報告解讀標準不統(tǒng)一等問題，以及缺少相關(guān)的生理學(xué)、病理學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科研究，筆者認為紅外熱成像技術(shù)更多是通過可視化數(shù)據(jù)論證中醫(yī)理論的真實性，而難以解釋中醫(yī)科學(xué)性的本質(zhì)。不僅如此，紅外熱成像技術(shù)在研究時存在紅外熱像圖結(jié)果能解釋中醫(yī)理論，但中醫(yī)理論中涉及的臟腑、經(jīng)絡(luò)的解剖定位并不一定會產(chǎn)生預(yù)期的紅外熱像結(jié)果的現(xiàn)象。故紅外熱成像技術(shù)在中醫(yī)領(lǐng)域的研究仍存在局限性與不確定性，還需要更廣泛、深入的基礎(chǔ)與臨床研究。

中醫(yī)在疾病診斷及預(yù)防中具有獨特的優(yōu)勢，紅外熱成像技術(shù)用于中醫(yī)領(lǐng)域，可為中醫(yī)理論的可視化研究提供可能，為中醫(yī)辨證施治提供量化依據(jù)，為中醫(yī)體質(zhì)辨識提供數(shù)據(jù)支持。病變部位的代謝或血流變化常發(fā)生在器質(zhì)性病變之前，利用紅外熱成像可以提前檢測到疾病的發(fā)生，達到未病先防、既病防變的效果，為中醫(yī)“治未病”提供有效保障。近年來，伴隨醫(yī)療大數(shù)據(jù)的累積和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人工智能在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用突飛猛進，尤其體現(xiàn)在中醫(yī)診斷方面，以現(xiàn)代中醫(yī)診斷技術(shù)及大數(shù)據(jù)為支撐，利用人體信息采集設(shè)備構(gòu)建醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)。紅外熱成像技術(shù)等人工智能技術(shù)作為中醫(yī)四診的延伸納入健康數(shù)據(jù)的重要組成部分，將有助于中醫(yī)診斷技術(shù)的信息化、數(shù)字化與標準化，從而探索其臨床應(yīng)用的潛在優(yōu)勢，以突破中醫(yī)診斷方法主觀性強、缺乏客觀數(shù)據(jù)的瓶頸，推動中醫(yī)現(xiàn)代化進一步發(fā)展。

----本文摘自《中國中醫(yī)藥圖書館情報雜志》2022年第46卷第3期

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