基于红外热像仪的大鼠寒热证候信息分析

基于红外热像仪的大鼠寒热证候信息分析

目前，中医实验缺乏客观、定量的动物模型、寒热综合征的客观、定量分析。动物模型寒热证候与体表温度有密切的关联,红外热像仪能比较灵敏和客观地反映体表温度(红外热辐射能)细微的变化,结合计算机图像技术进行定位、定量分析,可以客观地获取部分寒热证候信息。1材料表面1.1动物雄性SD大鼠,180～200g,24只。由上海中医药大学实验动物中心提供。1.2知母、麻黄的制备知母、黄柏、附子及干姜均100g。实验所需中药饮片均购买于上海浦东新区张江镇养和堂。知母和黄柏同煎。加8～10倍水浸泡1h,共煎两次,每次1h,过滤,合并两次煎液,浓缩至400mL备用。附子和干姜加8～10倍水浸泡1h,共煎2次,每次1h,过滤,合并两次煎液,浓缩至400mL备用。1.3仪器和温度ThermaCAMP30型红外热像仪(美国FLIRSYSTEMS公司),MP200B型电子天平(上海第二天平仪器厂),数字WMY-01型温度计(上海医用仪表厂)。2方法2.1动物组将大鼠随机分为3组,每组8只,分别为空白组、寒药组及热药组。2.2灌胃、热药组各实验组大鼠,均于每天上午8～10时5mL灌胃给药,连续10天。空白组用生理盐水灌胃,寒药组用知母和黄柏煎剂灌胃,热药组用附子及干姜煎剂灌胃。按成人给药量折算,取成人(60kg)剂量的10倍。2.3一般观察活动度,形态、体毛、精神状态。2.4腋温测量测腋温时,先用1只正常大鼠预热后,把数字WMY-01型温度计探头点在左腋下约1min。2.5红外照片的拍摄参数设定:FOV视场23(单位为角秒),调色板以红色为主,发射率e为0.96,镜头为200μm近焦镜头,手动聚焦。环境设定:实验室为封闭环境,室内温度设定为20℃,相对湿度在65%,拍摄背景统一为白色,动物距背景50cm,光线统一为日光灯照。体表红外照片采集正面照,侧面照,俯卧照。首先固定三角架,安装红外热像仪,使红外热像仪的镜头中点与动物在同一水平面,与镜头中点相距50cm,等待动物静止状态,再拍摄正位和侧位。拍摄俯卧位时,镜头中点在动物正上方50cm处。以上均反复拍摄多张,取比较清晰并且符合位置要求的照片。以上实验观察内容及指标测定在用药第1、4、7、14日进行。2.6图像评估分析用自带ThermaCAMReporter软件,对红外检测图像进行评估分析。温度分别取鼻部中心、眼部中心、耳部中心和尾根部(在原图长宽为640像素×480像素中,选取离肛门60像素距离处),计算域为长宽15像素的平均值。2.7统计处理测定值用均数±标准差表示(ˉx±s),用SPSS13.0统计软件作方差分析,P<0.05认为有统计学意义。3结果3.1行为异常空白组大鼠活泼矫健等。寒药组大鼠第7天出现不同程度的乏力、粪便偏稀、手触冰凉等;第14天十分虚弱、毛发蓬松欠光泽等。热药组大鼠在第4天有轻微的躁动,粪便偏硬;第14天躁动不安,粪便较硬,手触较热等。3.2分析表1的结果3.2.1两组尾顶部和耳部温度比较鼻部尾根部和耳部的温度比较(1)第4天温度比较:在第4天,空白组、寒药组和热药组之间眼部、鼻部、尾根部和耳部的温度均无显著差异(P>0.05)(见表1)。(2)第7天温度比较:在第7天,寒药组尾根部温度低于空白组(P<0.05)。热药组尾根部温度大于空白组(P<0.05)。寒药组尾根部和耳部的温度均小于热药组(P<0.05)(见表2)。(3)第14天温度比较:在第14天,寒药组与空白组相比,尾根部和耳部的温度均低下(P<0.05)。热药组尾根部和耳部的温度大于空白组(P<0.05)。寒药组与热药组相比,鼻部、尾根部和耳部的温度显著低下(P<0.05)(见表3)。3.2.2两组温度的变化鼻部尾根部和耳部的温度比较(1)空白组温度变化:空白组的眼部、鼻部、尾根部和耳部的温度在整个实验中的均无显著变化(P>0.05)。(见表4和图1)(2)寒药组温度变化:寒药组的眼部、鼻部、尾根部和耳部的温度均有下降的趋势。尾根部温度下降的最明显,在第7天与第14天尾根部的温度变化有统计学差异(P<0.05)(见表5和图2)。(3)热药组温度变化:热药组的眼部、鼻部、尾根部和耳部的温度均有上升的趋势。与第1天相比,在第7、14天,尾根部的温度变化均有显著差异(P<0.05)。在第14天,耳部的温度变化有显著差异(P<0.05)(见表6和图3)。3.33组大鼠的腋温变化3组大鼠组间和组内腋温差异均无统计学意义(P>0.05)(见表7)。4讨论4.1不同侧位的红外热图红外热图像是机体表面的红外辐射直接被红外摄像机中红外探测器所接收而形成的,而自然状态下,动物的皮毛成为热成像的障碍,所以右后肢、右前肢、侧位最高部和侧位最低部这四个部位的红外热图信息,很难代表大鼠体表的真实温度。而鼻部、眼部、耳部和尾根部是大鼠的血液循环的末端,而且皮毛的覆盖比较少,它们的温度变化相似于中医的理论有关阳虚证候中肢体温度变化的特征,临床上中医认为阳气虚,温煦功能减弱,不能温养四肢肌肤,容易出现四肢厥冷的症状,提示四肢末端的温度高低是生物体内阳气盛衰的表现。所以应当在实验中选取鼻部、眼部、耳部和尾根部的红外热图进行研究。4.2热药组与寒药组实验结果比较随着时间延长,寒药组和热药组尾根部温度与第1天相比,第7、14天分别有了统计学意义的降低和升高。结合寒药组的望诊(叠挤嗜卧、粪便偏稀等)和切诊(手触冰凉),而热药组的望诊(躁动不安,粪便偏硬)和切诊(手触发烫)分析,推测随着寒药和热药对大鼠逐渐发生作用,两组大鼠分别表现出寒证和热证的证候特征,而红外热图也比较客观和灵敏地反映了寒证热证模型的部分寒热证候信息。红外热图分析部位方面,第7、14天尾根部温度呈现为:热药组>空白组>寒药组(P<0.05),第14天耳部温度呈现为:热药组>空白组>寒药组(P<0.05),但是眼部和鼻部温度在整个实验中却无统计学意义。提示尾根部温度变化是反映大鼠体内阳气变化较敏感的指标,耳部次之。4.3数字wmi-1型测温的特点三组大鼠之间腋温变化无统计学意义。提示寒药和热药对大鼠的腋温影响较小。临床上一般用腋温表示躯干温度的变化。陆明等研究肾阳虚患者体表温度的分布趋势,发现四肢部的温度是肾阳虚肢冷组<肾阳虚无肢冷组<对照组,而躯干部与口腔的温度为肾阳虚肢冷组>肾阳虚无肢冷组>对照组,证实肾阳虚患者四肢温度与躯干温度同对照组温度呈反向分布,说明腋温的变化并不能准确反映体内阴阳之气变化。并且,数字WMY-01型温度计存在着测温时间长,测温步骤繁琐及人为接触式测量等不足,而红外热成像测温是在几秒内成像,测温时不接触测量部位,并且一幅热图像可以包括几乎全身的温度分布。可见,以上说明使用红外热像仪采集动物的体表热图比腋温更灵敏,更客观。5非创伤性四诊临床上辨别寒证与热证,要综合观察、分析四肢的凉温、二便、舌象以及脉象等方面。而这些信息要完全在动物身