基于中醫溫經通絡理論探討遠紅外線治療慢性疼痛的生物學效應＊

袁麗霞，孫 悅，丁成華，李石林，潘華平，李 琪，石國棟

（江西中醫藥大學中醫學院 南昌 330004）

慢性疼痛是全球性的公共衛生問題，其定義為疼痛時間持續或復發超過3 個月的疼痛[1]。據流行病學研究表明，慢性疼痛在全球成年人口中的患病率為19%至38%[2]，其患病率會隨著年齡的增長而急劇增加，75歲以上的老年人中有超過62%以上的人會受其影響[3]。造成慢性疼痛的原因有很多，如炎癥、神經損傷、腫瘤、感染、自身免疫性疾病以及血管和代謝紊亂等，其疼痛會在組織愈合后依舊持續[4]。阿片類藥物一直是慢性疼痛治療的主要藥物選擇[5]，但其遠期療效欠佳，因過量而產生的高不良反應和死亡率也是亟需解決的重大問題[6]。中醫將疼痛的病機總結為“不通則痛”與“不榮則痛”，治療以達到“通”和“榮”為旨歸，傳統的燙熨熱療便是治療手段之一。燙熨療法是中醫利用介質傳遞熱進行的一種溫熱療法，其效果為“得炅則痛立止”。遠紅外線（Far infrared ray, FIR）療法作為一種新穎、非侵入性治療方法，與中醫燙熨法（砭石熨、姜熨、鹽熨、藥熨）、溫針、火針、灸療等有異曲同工之妙且更為科學實用。遠紅外線的熱效應能夠引起局部毛細血管擴張，增加對特定組織的營養供應，促進組織修復，清除體內毒素，同時降低感覺神經興奮性，提高患者的疼痛閾值，從而達到緩解疼痛的功效[7]。因此，遠紅外線在預防和控制不同類型的慢性疼痛方面作用顯著。

1 遠紅外線鎮痛的優勢及效應機制

紅外線是一種不可見的電磁輻射,其波長比可見光長，范圍在750-1000 μm 之間。國際照明委員會根據紅外線的波長將其分為三個不同的波段，即近紅外線（Near infrared ray,NIR：0.7-1.4 μm），中紅外線（Mid infrared ray, MIR：1.4-3 μm）和遠紅外線（Far infrared ray, FIR：3-1000 μm）[8]。其中只有FIR 純粹以熱能的形式傳遞能量，不僅可以被人體吸收還可以被人體發射[9]。有文獻指出，遠紅外線對生物體最為有益[10]。

FIR 具有三種生物學效應，包括輻射效應，共振效應和熱效應[11]。其輻射作用于人體皮膚時,人體皮膚中的熱感受器將其視為輻射熱，會加劇物質的分子運動,分子動能的急劇改變使皮膚局部溫度升高,從而產生共振效應與溫熱效應[12]。其共振效應主要是通過促使游離電荷和離子振蕩，改善核酸和蛋白質等生物大分子活性[13]，增加其在組織中的吸收，促進傷口愈合及消除腫脹,調節骨骼肌張力，緩解肌肉痙攣。遠紅外的溫熱效應可促使人體局部血管擴張,加快血流速度[14]，有助于緩解深部組織的充血現象及消除炎癥。大量實驗研究表明，遠紅外線在不同的痛苦條件下具有巨大的鎮痛作用，可治療多種類型的慢性疼痛疾病[15-17]。

1.1 改善微循環，增加血流量

中醫將疼痛的病機總結為不通則痛與不榮則痛，《素問·舉痛論》中記載道：“痛者，寒氣多也，有寒故痛也。”“寒氣客于脈外則脈寒，脈寒則縮蜷，縮蜷則脈絀急，絀急則外引小絡，故卒然而痛。”說明寒邪侵入機體后，會引起經脈的收縮痙攣，痙攣狀態下相應的組織器官功能活動障礙而產生疼痛。張景岳《質疑錄·論肝無補法》云：“肝血不足……為目眩，為頭痛，為脅肋痛，為少腹痛，為疝痛諸證。”由于各種原因引起的血虛，致血不上榮，清竅失養，可致頭部、胸脅、腹部及四肢等相應部位產生疼痛。

動物實驗研究表明，遠紅外線有利于通過形成新的血管來促進血液的恢復，從而增加血液的流動性[18]。其釋放的能量被皮膚吸收后轉化為熱能，使周圍組織溫度升高，毛細血管擴張，血液循環加快，有利于局部血流量增加[19]。Wang 等[20]進行了一項隨機對照試驗，將接受血液透析的89 例糖尿病患者隨機分為FIR 治療組和常規透析對照組，治療6 個月后發現FIR 治療對足背動脈溫度，脈搏和血流有明顯的積極影響，患者對疼痛、觸覺和壓力的敏感性也顯著改善。Cheng等[21]做了類似研究，發現遠紅外療法不僅可以提高皮膚保暖能力，促進足部血流變化，還可以使下肢交感神經系統更加活躍，改善足部血液循環。此外，張娜等[22]研究發現健康人與腦卒中患者在佩戴遠紅外支具手套后，血液流速均得到了顯著提高，健康受試者的血液灌注量平均值提升了8.66%，腦卒中患者則提升了19.32%，證明遠紅外具有增加局部血流量，改善微循環的作用，能有效緩解因不通不榮所致的疼痛。

1.2 抑制炎癥因子，增強代謝修復

基于病理生理學可以將臨床常見的急、慢性疼痛分為6大類，其中患病人數最多，涵蓋范圍最廣的是炎性疼痛，絕大部分的頭、頸、肩、腰、腿關節疼痛、肌筋膜痛均屬于炎性疼痛范疇[23]。炎性細胞因子，例如白介 素 1β（Interleukin-1β, IL-1β）和 白 介 素 6（Interleukin 6, IL-6）和 腫 瘤 壞 死 因 子-α（Tumor necrosis factor-α,TNF-α）在炎癥過程中致敏、激活原發性傷害感受神經元，使傷害性感受器對疼痛刺激的敏感性升高,從而降低了疼痛閾值，引發炎性疼痛。

基礎的體外和臨床研究則證明了遠紅外的抗氧化和抗炎作用[24]，FIR 可以通過抑制促炎性細胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）的產生同時增加抗炎細胞因子（Interleukin 10, IL-10）的濃度來抑制炎癥的蔓延[25]。它還通過誘導血紅素加氧酶-1（Heme oxygenase 1,HO-1）抑制血管內皮炎癥，進而改善皮膚微循環，增加組織間代謝修復[26]。Bagnato等[27]研究發現遠紅外線可以有效、安全地減輕膝骨關節炎患者的疼痛，遠紅外線組關節積液患者的數量（40%）低于基線評估（80%），而安慰劑組沒有變化。李科等[28]采用遠紅外線熱療對64 例下肢慢性淋巴水腫伴發淋巴管炎的患者進行治療，結果證明遠紅外線熱療可以減少皮膚淋巴管炎的發作頻率，其中78%的患者不再出現皮膚淋巴管炎，98%的患者的有效率達50%以上，疼痛、發熱、腫脹感等臨床癥狀出現不同程度的改善（均P＜0.05）。羅小亮等[29]將100例關節炎患者隨機分為遠紅外電熱理療儀組和特定電磁波治療器組，治療14、28天后發現兩組的疼痛視覺模擬評分（Visual Analogue Scale, VAS）均明顯改善（P＜0.05），其中遠紅外組VAS評分低于電磁波組，遠紅外組治療總有效率明顯高于電磁波組，差異均有統計學意義（P＜0.05），說明遠紅外電熱理療儀能夠改善關節炎患者的疼痛癥狀。

1.3 增加生物利用度，改善內皮功能

血管內皮是人體血液循環系統中十分重要的組成部分，其作為中介環節，不僅可以感受血流壓力變化、接收炎性信號，還可以作出相應反應,來調整血管舒縮狀態,從而維持血液循環系統的平衡[30]。有文獻報道,偏頭痛、圍手術期疼痛與血管內皮功能的受損密切相關[31-32]。內皮功能受損會引起血管平滑肌及血管張力調節功能紊亂，內皮細胞內的致痛因子如5-羥色胺（5-hydroxytryptamine, 5-HT） 、前 列 腺 素（Prostaglandin,PG）、緩激肽（Bradykinin,BK）等釋放至組織間隙，可降低區域神經興奮閾值,從而增強疼痛刺激的敏感性。

一氧化氮（Nitric oxide,NO）是調節血管緊張度以及抑制血小板聚集和血管平滑肌增生的重要因素之一，由內皮一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）產生，在內皮功能中起重要作用。而FIR 輻射可以直接上調eNOS 并增加NO 的產生[33]，從而提高NO 的生物利用度，改善內皮功能。Rau 等[34]對來自皮膚的微血管內皮細胞進行0、15 或30 分鐘的遠紅外照射后發現，FIR 照射15 分鐘后可使內皮細胞中管的形成速度加倍。Imamura 等[35]采用遠紅外線干桑拿療法改善患有常規冠心病危險因素患者的內皮功能，發現患者肱動脈血流量增加了68%，FIR 通過增加eNOS 活性和上調eNOS 表達來改善內皮功能，使內皮依賴性血管舒張功能明顯改善。Kihara 等[36]也運用此法進行研究，發現經過兩周的桑拿浴后，患者全身血管阻力明顯下降，肱動脈內皮功能得到顯著改善。同時引起后負荷減少，從而增加心輸出量，進一步改善了外周循環。

2 遠紅外線治療慢性疼痛臨床觀察

2.1 慢性腰頸肩痛

慢性腰痛主要表現為肋骨下緣、腰骶和骶髂部出現疼痛或不適，同時可伴有腰椎活動受限、下肢放射痛，持續時間超過12 周。據2016 年全球疾病負擔研究（Global Burden of Disease Study,GBD）的數據顯示，全球有近5 億的人口正在遭受慢性腰痛的折磨[37]。最新的臨床實踐指南指出，非藥物治療包括疼痛教育、鍛煉和物理療法對慢性疼痛的治療具有療效顯著且副作用小的優點[38]。

遠紅外作為一種物理療法，其熱能不僅可以減輕肌肉緊張并放松腹肌，以減輕肌肉痙攣引起的疼痛。同時還能促進血液循環，消除局部血液和體液淤積，減少充血和腫脹，從而減輕神經壓迫引起的疼痛。姜新生[39]對132 例慢性腰腿痛患者分別采用針刺治療加用石墨烯遠紅外線智能理療護腰（護膝）貼敷與單獨針刺治療。針刺加用遠紅外組共治療74例，其中痊愈4 例，顯效61 例，愈顯率占87.8%；單獨針刺組共治療58例，愈顯率僅39.7%，證實了遠紅外療法與針刺結合時，能夠提高針刺的療效，鎮痛效果更為顯著。Gale等[40]為研究紅外緩解慢性腰背痛的疼痛程度，進行了一項雙盲、安慰劑對照的試驗，結果顯示紅外治療組的平均疼痛數字評價量表（Numerical Rating Scale,NRS）評分從6.9 分（滿分10 分）降至3 分，而安慰劑組從7.4分降至6分，紅外治療組在六周內將慢性腰痛減少了50%，證明紅外在很大程度上可以減輕慢性腰痛患者的疼痛。有研究認為，紅外治療不僅鎮痛效果顯著，還可以有效改善腰椎活動度、背部伸肌耐力，對腰部的整體功能起到良好的修復作用[41]。Ervolino 等[42]利用遠紅外軟墊對50名慢性腰背痛患者進行了為期4周的治療，結果顯示在10 個簡明生活質量量表（the MOS item short from health survey,SF-36）中，其中9 個分量表（包括身體和精神兩個量表）有統計學上的顯著變化，身體疼痛程度明顯下降，總體健康狀況有所改善。

2.2 纖維肌痛綜合征

纖維肌痛綜合征（Fibromyalgia syndrome，FMS）是一種疼痛綜合征，主要影響20 至55 歲之間的女性[43]。最突出的癥狀包括疲勞，肌肉僵硬，睡眠障礙，肌肉疼痛以及記憶力和認知障礙。疼痛被認為是FMS 中最典型的癥狀之一，嚴重影響了人們的生活質量和工作能力[44]。目前的證據表明，纖維肌痛患者的促炎細胞因子如白細胞介素-1 受體拮抗劑（Interleukin-1receptor antagonist, IL-1RA）、白介素8（Interleukin 8，IL-8）和IL-6，與趨化因子水平增加，表明了炎癥在該綜合征的發病機理中起著重要作用[45]。

Matsushita 等[46]利用遠紅外線干桑拿房對13 名FMS 患者進行治療，結果顯示所有患者在首次接受遠紅外線干桑拿治療后疼痛感均明顯減輕（11-70%），經過10 次治療后，其治療效果穩定（20-78%），VAS 量表和纖維肌痛影響問卷（Fibromyalgia Impact Questionnaire,FIQ）評分均顯著降低（P＜0.01），并在整個觀察期內均保持較低水平。Matsumoto 等[47]將此法與水下運動相結合，在治療12 周后，44 名FMS 患者的平均痛點由15.4±2.3 下降至6.5±2.6，治療6 個月后平均痛點為7.3±2.5，差異有統計學意義（P＜0.01）；VAS和FIQ 癥狀評分明顯減輕了31-77%，SF-36 量表評分也有所改善，6 個月的隨訪期間其治療效果依然保持（28-68%）。這些結果提示遠紅外療法可有效緩解纖維肌痛癥狀，并且具有療效穩定、作用持久的特點。Salm 等[48]在研究遠紅外發光陶瓷對FMS 患者的疼痛閾值與生活質量影響基礎上，評估了相關的炎癥生化指標（TNF，IL-6 和IL-10），發現遠紅外療法除了明顯改善患者的疼痛，僵硬，焦慮，抑郁和整體障礙情況外，患者體內的IL-6水平也顯著降低，但TNF和IL-10水平未發現明顯改變。這說明遠紅外線對FMS 患者體內炎癥因子的抑制作用仍需大量的試驗數據，以便得到更多的研究證實。

2.3 痛經

痛經是指女性月經期間出現的周期性小腹疼痛，或痛引腰骶,甚者劇痛昏厥，是婦科常見疾病之一。臨床上分為原發性痛經（盆腔無明顯器質性病變）和繼發性痛經（伴有盆腔器質性病變）。有文獻指出，痛經與慢性疼痛（包括盆腔以外的慢性疼痛）之間存在正相關，進行性、間斷性的經期疼痛屬于慢性疼痛[49-50]。

Ke 等[51]將51 名原發性痛經患者隨機分為遠紅外治療組與安慰劑對照組，結果表明，與對照組（佩戴假腰帶）相比，治療組（佩戴遠紅外發熱帶）的腹部溫度升高了0.6℃，腹部血流量增加了3.27%。治療組的主訴疼痛分級量表（verbal rating scale,VRS）和NRS 量表得分均低于對照組。王燕等[52]采用遠紅外痛經理療貼和口服布洛芬膠囊對80 例原發性痛經患者進行臨床對照治療觀察，結果顯示遠紅外痛經理療貼對原發性痛經的止痛有效率為97.5%，布洛芬膠囊僅有72.5%，差異有統計學意義（P＜0.05）。嚴倩等[53]也做了類似實驗，將遠紅外電子灸治療儀與傳統艾條治療進行對比觀察，結果顯示遠紅外電子灸組VAS 量表、COX 痛經癥狀量表（COX menstrual symptom scale, CMSS）評分均低于傳統艾條組（P＜0.05），遠紅外組治愈率及總有效率高于傳統艾灸組。

本團隊基于中醫溫經通絡理論，利用新材料研發了柔性遠紅外理療儀[54]，該理療儀核心元器件遠紅外發熱薄膜，由南昌大學孫曉剛教授及其團隊自主研發而成（發明專利號：ZL201810736299.5）。柔性遠紅外理療儀（專利號：202021783384.6），是基于中醫理論與現代科技融合的創新性設計與研制的可穿戴式設備，目前國內外尚無報道。該理療儀發熱薄膜經國家權威技術部門檢測，波長為2-20 μm，最大峰值在8-9 微米波段；遠紅外線發射的波長和振幅與人體可吸收遠紅外線一致，安全無害。本團隊正對柔性遠紅外理療儀的鎮痛效果及遠期療效作深入研究。

3 結語

遠紅外線療法作為一種非藥物、非侵入性的符合中醫醫理的現代科學技術治療手段，其生物學效應能夠刺激血管擴張，改善局部組織的血液循環，促進血管內膜修復，同時抑制炎癥因子，從而舒張血管平滑肌、緩解痙攣，發揮消炎鎮痛的效果，對于治療慢性疼痛（如慢性腰頸肩痛、纖維肌痛綜合征、痛經等）具有良好的臨床療效。《素問·玉機真藏論》曰：“或痹不仁腫痛，當是之時，可湯熨及火灸刺而去之。”遠紅外線療法與湯熨、火灸異曲同工，其溫熱感覺的穿透性與時效性使經脈透達、氣血調和，能較好地解決臨床因“不通則痛”“不榮則痛”病證的“通”“榮”問題。同時克服了傳統熱熨療法介質（砭石熨、姜熨、鹽熨、藥熨等）的笨重性、時限性；溫針、火針的侵入性；灸療的煙塵污染，皮膚灼傷等弊端。在產生溫熱效應的同時，也使機體隨之發生生物、化學及物理學等一系列變化。研究人員對遠紅外線鎮痛機制與效果不斷進行深入探索研究，定能為臨床研究，特別是對各種慢性疼痛疾病提供更確切、更具有針對性的治療，進而推動遠紅外線物理新療法的飛躍發展。