紅外成像技術在導引研究中的應用述評*

田思瑋 孫沛澤 韓自榮 代金剛△

紅外成像技術就是采用醫用紅外成像設備采集人體體表熱輻射的一種檢測方法，此研究通過接受人體紅外輻射波，將人體體表熱輻射波轉換成電信號，并折算成溫度，用不同顏色表達不同溫度，以此顯示人體紅外光波圖，即紅外熱像圖。導引術是在中醫理論指導下，通過肢體運動、呼吸吐納、精神調節，即“調身”“調息”“調心”相結合的傳統運動方法，長期練習可以起到強身健體、防病治病、調暢情志、延年益壽的作用[1]。

隨著中醫養生熱潮的出現，中醫導引運動愈加受到普通百姓及科研醫務工作者的重視。中醫導引作為非藥物療法，其療效評定主要集中于量表、生化指標及某些臟腑特定指標的測定，對于采用特定儀器進行測定的研究較少，目前主要集中在紅外成像技術領域。紅外成像技術具有客觀、準確、簡單、方便、無創無害等特點[2]，近年來，隨著紅外成像技術的發展成熟，其在醫學科研及臨床領域的應用也越來越廣泛。此研究通過紅外成像技術對習練導引前后寒熱偏離的分析，結合臨床四診辨證分析，探究習練導引對人體臟腑溫度的影響規律，為中醫導引術的習練效果評定提供客觀化指標。

1 紅外成像技術的出現與發展

1.1 紅外成像的出現“紅外”的概念最初屬于物理學的光學范疇。1800年，英國物理學家Herschel發現紅外光波與熱能釋放相關，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，可通過一定方法進行定性定量測定得知物體的溫度。隨著紅外光波與溫度的相關性研究，逐步實現了紅外光波的可視化[3]，最初主要應用于軍事、工業、航天、地質勘測等領域。

1.2 紅外成像與醫學1928年德國Czerny教授發表了第一張人體紅外熱像圖；1950年英國R.Lawson通過紅外成像證實了乳腺癌皮膚溫度高于正常部位；1961年，英國醫師Walliams KL用紅外掃描儀拍攝了世界上第一張乳腺癌熱圖；1971年，第九屆國際醫學生物工程學會議上，正式提出了醫用熱像圖攝影裝置，標志著醫用紅外成像技術日趨成熟。中國自20世紀80年代將民用熱成像儀產品應用于醫學領域。1979年，北京大學胡永升教授將紅外成像技術應用于臨床乳腺領域，在乳腺疾病早期篩查、診療中發揮巨大作用；重慶第三軍醫大學則將其應用于臨床疼痛診療領域[4]。發展至今，中國開始紅外成像技術研究已有50余年，此技術目前在醫學領域逐漸成熟，且得到廣泛應用。

2 紅外成像與導引運動的研究

導引學是中醫藥文化的重要組成部分，隨著健康中國戰略的提出與實施，人們養生保健意識逐漸增強，這種非藥物療法以其簡便易學、不拘時間與空間限制、適用人群較廣的優勢與特點，得到普通百姓及中醫藥學者的重視。導引術的研究目前多集中于科普、文獻學領域，大多從理論角度對其進行闡述，且臨床療效的判定亦偏向于量表等主觀指標的測定，往往說服力較低。因此，對導引進行規范化研究，為其提供客觀化指標有著重要的意義。

近年來，中醫藥科研人員運用紅外成像技術對導引運動進行了廣泛研究。張琪琛[5]通過實驗及糖尿病臨床研究，采用紅外熱像儀測定習練“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，為五音調節五臟氣化的方法與機制提供了理論依據；蘭彩蓮等[6]觀察20名痛經患者習練易筋經前后紅外熱圖變化，發現：練功后痛經患者腹部整體皮溫較練功前有所升高，經艾灸神闕穴后皮溫沿任脈傳導明顯，IRRTM軌跡清晰規整；許瑞旭等[7]采用隨機分組觀察40名陽虛體質者，習練易筋經“托天樁”干預前及3個月后大椎、至陽、命門及督脈線位的體質轉化分、癥狀積分、TTM圖像變化與檢測部位體表代謝熱值(溫度)的變化對比，發現：易筋經“托天樁”能夠提高督脈的體表代謝熱值，為經絡參與人體功能的調控提供了有利條件，這可能是“托天樁”發揮體質調理作用的內在機制；張芳等[8]發現微汗低強度運動干預后，如室外打太極拳、練八段錦、慢跑、散步、騎車等，通過紅外熱成像監測，發現身體能量重新分布，體表的溫差縮小，配合護理干預，對銀屑病的治療具有積極意義，使得銀屑病患者了解了運動強度對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定習練八段錦、六字訣前后人體督脈線上皮膚溫度的變化，發現八段錦練習可以升高督脈經穴皮膚溫度并增強督脈線能量代謝變化，六字訣則可通過調節人體經絡，以促進全身氣血運行，其采用同樣的方法對心功能進行測定，發現習練八段錦可以增強心包經組織能量代謝并改善心功能[11]；此外，采用紅外成像技術測定導引運動過程中意守有無的對比，可看出導引運動過程中意守可促進體表皮膚溫度上升，這與導引學“三調”理論中的“調心”相呼應[12]；鄒雪芳等[13]則通過比較意想前后手太陰肺經紅外熱圖的變化，發現導引運動可以加強意識對經絡經氣的調控能力；吳家蓉等[14]通過對導引前、中、后期、左右手各部位溫度的變化，發現導引運動過程中右手各手指(包括各指節、指端) 、手掌及勞宮穴溫度迅速上升(與運氣前比較,P<0.05～ 0.01)，收勢后溫度迅速下降至練功前水平或略低，得出結論，導引運動過程中血的運行隨氣的加快而加快，從而為“氣為血之帥”提供了客觀依據。

此外，紅外成像技術在運動醫學領域的應用亦較為廣泛，如：郭曉征[15]在近紅外光譜分析實驗中發現，通過8周有氧運動觀察中老年女性 Stroop 任務的行為學表現及大腦前額葉激活模式的變化，8周的以飛力士棒主導的有氧運動對中老年女性被試在 Stroop 任務的完成過程中氧合血紅蛋白的信號產生了顯著的影響。且中老年女性 L-DLPFC 血氧信號出現了減少、R-FPA 區域運動后大腦的激活程度比運動前顯著降低，為有氧運動提高中老年女性抑制控制功能提供了有效證據，基于近紅外光譜分析技術的研究，與女性青年組相比，中老年女性組在運動過程中前額葉腦區的激活程度和青年女性組相比，出現了更多的神經激活[15]。金超等[16]將紅外成像技術引入運動效果監測中，以采集的上肢負重運動過程中肱二頭肌和三角肌的紅外熱圖作為監測指標，初步建立了體表溫度與運動效果對應關系的評定，為監測運動員運動機能提供了客觀化依據。亦有研究指出，從熱力學角度研究中醫證候是一種新思路和方法，紅外熱成像對人體不會造成傷害，對環境不會造成污染，具有非接觸、無輻射、費用低廉和安全實用等優點[17]，符合中醫診斷知外揣內的原理。

綜上所述，紅外成像技術在導引運動中的應用，主要是通過對比得出體表皮膚和體內臟腑溫度的前后變化；所監測指標主要包括臟腑功能、經絡循行變化2個方面；既可得出某一點的數值改變，亦可得出某一臟腑、經絡所對應人體體表區域在習練導引運動前后的數值變化。

3 評述

正常人體熱態具有一定的穩定性和特征性，而人體的生命活動所產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分布特點，推斷人體內部的生理病理特點。人體作為一個天然的生物發熱體，其皮膚發射出的紅外輻射能量大小與溫度成正比。因機體組織機構、代謝循環、神經狀態等不同，所形成的紅外熱圖亦有所不同。紅外成像技術是通過被動接受人體的自身輻射而形成熱成像，因此對人體無害、無損傷，且可多次、反復使用；其成像直觀、清晰，既可觀察靜態圖像，又可進行連續性動態觀察，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、無風、無強光干擾，遠離制熱或制冷源，采集人體前后及左右兩側圖像；受檢者采集前24 h飲食清淡，禁辛辣、寒涼之品；當充分暴露，束起頭發，暴露前后發際，忌涂抹化妝品或藥物，摘掉飾物，女性盡量避開經期。

目前，學者將紅外成像技術應用于中醫藥領域的相關研究已有20余年歷史，且在中醫體質學研究、中醫經絡腧穴研究中收獲頗豐。自2003年非典疫情爆發以來，紅外成像技術在體溫監測方面的應用極大地推動了紅外成像技術與中醫學的融合，既加速了醫學領域對該項技術的認同與發展，又為該項技術應用于中醫科研領域奠定了基礎[18]。

導引術歷史悠久，內容豐富，如五禽戲、太極拳、八段錦、六字訣等均為導引術的重要組成部分，綜合各種導引套路可知，導引術是通過外在肢體運動，配合呼吸吐納、精神調節，對內在臟腑起到調節作用，以恢復臟腑生理功能，從而達到養生保健、延年益壽的效果[19-21]。縱觀導引術的發展歷史，結合其現代研究可知，導引術的習練效果評估缺乏客觀測評指標。

導引術作為運動養生的分支，基于運動產熱這一基本理論，習練前后機體溫度及熱態分布會出現改變。紅外成像技術在接受人體自身輻射的基礎上，以其無創、無害的優勢以及可視化、客觀化的特點，輔以配套分析軟件，測量習練導引運動前后溫差與寒熱偏離的數值改變、變化程度的大小，結合中醫四診理論，依據中醫基礎理論與物理學研究，可為習練導引術前后熱態變化提供客觀化依據，為導引術治未病、防治亞健康狀態、輔助治療臨床疾病提供科學依據。

就目前研究而言，紅外成像技術應用于導引術研究中仍存在系列問題，首先，導引作為非藥物療法，目前臨床研究周期較長，多為3個月，因此，自受試者入組到出組，易受外界季節溫度影響，雖保證實驗室恒溫、恒濕，但受季節影響，人體基礎體溫會有差異；其次，習練過程中出汗與否、汗出程度在所采集的熱圖中會有影響，既往研究表明，機體汗出區域呈涼偏離，與正常無汗出區域不符；最后，人與人之間的特異性以及某些個人因素，如瘢痕、衣服壓痕等均會對熱圖造成影響。

紅外成像技術發展至今，在中藥學、體質、經絡、臟腑功能等諸多領域的發展雖已較為成熟，且取得了諸多成果，但就其在導引術中的應用而言，仍存在上述諸多影響因素。故如何更好地將二者相結合，以發揮紅外成像技術在導引術中的客觀化監測作用，為導引預防和治療疾病效果評估提供科學的理論依據，這一問題值得思考與討論。