红外热像技术在临床医学研究中的应用.docx

红外热像技术在临床医学研究中的应用田光孟智宏, 红外热像咨询400-630-9181【摘要】本文综述了近年来红外热像技术在临床医学中的应用情况: 红外热像技术广泛应用于健康评估、疾病诊断、疗效评价、针灸经络研究、中医诊法及疗法的研究等诸多领域，具有操作简单，精确度高，可动态全程观察体表温度变化，反映组织功能代谢状态等优点，同时由于红外热像检测受环境、心理、生理等诸多因素影响，如何规范其检测条件、操作流程及诊断标准还需要多学科的共同探索。总之，红外热像技术在临床医学研究领域应用前景广阔，值得我们进一步的研究探索。【关键词】红外热像; 临床医学; 针灸经络【中图分类号】14; 245 【文献标识码】A 【文章编号】1673 6613( 2014) 03 0323 04人体新陈代谢不断产生热量并与外界环境进行热交换，在皮肤表面形成相对稳定的温度分布。医用红外热像仪可以通过检测体表红外能量并将其转化为图像来直观显示人体表面温度的分布。当人体功能结构发生变化时体表温度的变化就可以被红外热像仪探测到，并通过成像系统显示出来。所以红外热像检测具有操作简便、精确度高、对人体无损伤等优点，近年来广泛应用于临床医学研究的各个领域。一、红外热像技术在健康评估方面的应用人体体表温度与局部皮肤血流量、组织代谢水平、深部组织器官功能状态及神经调节密切相关，当人体发生病理改变或某种生理状态发生变化时，局部温度的变化往往要早于主观症状的发生，这就使红外热像技术成为健康评估领域的一项新技术。1 正常体表温度: 一些学者通过分析健康成人体表红外热像图，探寻人体正常生理状态及某些特殊生理时期的体表温度分布，发现正常人体表温度对称性好，两侧温差不超过0 2 1; 健康成人肝脏体表对应区的温度高于其身体对侧的对应区域的体表温度，且男女间不存在差异2; 乳腺和肝区红外温度变化曲线接近理论上的女性月经周期基础体温曲线3; 早期宫内妊娠妇女腹部红外图像显示子宫区、附件区及乳腺高温区与周围组织温差均明显高于未孕妇女4。这些研究探讨了正常人体表温度参考值范围，但还需进一步扩大样本量，统一检测条件，才能建立人体体表温度的数据库。2 中医体质辨识研究: 体质是指人体生命过程中，在先天禀赋和后天获得的基础上所形成的相对稳定的固有特质。每种体质人群都有其特定的易感疾病类型，所以准确辨识中医体质对健康评估及疾病预防具有重要意义。但是中医体质的辨识具有一定的主观性，红外热像为客观评价中医体质提供了一种新的方法。厚磊等5研究发现兼夹体质上焦及上焦所属脏腑热像趋热，下焦及下焦所属脏腑热像趋凉，这表明兼夹体质与“上热下寒”相关。3 亚健康状态: 亚健康是一种临界状态，虽然没有明确的疾病，但却存在机体功能的下降，准确、便捷的判别亚健康状态并及时纠正，对预防疾病发生具有重要意义。王超等6利用红外热像技术分别对出现颈部不适及胸痹症状的亚健康人群进行研究，发现其颈部不适部位与热图异常区域符合，亚健康态胸痹组的症状表现程度亦与红外热图异常变化相符7。二、红外热像技术在疾病诊疗中的应用二十世纪五十年代，红外热像仪首次用于乳腺癌的诊断。此后，红外热像技术广泛应用于临床疾病的诊疗中。局部组织的血运、代谢水平及神经支配的变化都可引起体表温度分布异常，与这些病理变化密切相关疾病的诊断与疗效评价，也是红外热像诊疗技术应用的优势领域。同时，红外热像技术还越来越多的应用于中医诊法的研究中。1 乳腺疾病: 乳腺疾病常伴随血管及腺体的增生扩张，对体表温度影响较大，也是最早应用红外热像技术进行诊断的疾病。任红等8对165 例乳腺323世界中西医结合杂志2014 年第9 卷第3 期World Journal of Integrated Traditional and Western Medicine 2014，Vol. 9，No. 3疾病患者进行红外热像检查，以针吸活检病理或手术做对照，结果提示良性病变的红外诊断符合率89 05%，乳癌红外诊断符合率78 57%。李源等9对5000 余例乳腺疾病普查的女性进行红外热图采集筛查出乳腺增生症患者，未出现漏诊的情况。2 恶性肿瘤: 早期发现是肿瘤诊治的核心，目前的结构影像检测手段只有在肿瘤增长的一定体积时才能发现，而肿瘤组织增长迅速，在其发生的早期代谢水平及血液循环迅速增加，这些变化对体表温度影响很大，所以红外热像技术在肿瘤的早期诊断中具有明显优势。Herman10用压缩空气对黑色素瘤患者的癌变区域皮肤及正常皮肤进行冷却，并用红外热像图记录升温过程，发现癌细胞区域的升温过程通常比周围健康组织快。夏明银等11通过分析结肠癌患者腹部热图，发现异常热区部位与结肠病变的体表投影部位基本一致。由此可见，红外热像技术在肿瘤的早期诊断中应用前景广阔。3 疼痛性疾病: 对于疼痛性疾病，疗效评价通常依赖于患者主观感受，缺乏客观指标，红外热像技术为此类疾病的疗效评价提供了新的途径。目前的研究主要集中在急性腰扭伤12、肩关节周围炎13等疾病的针灸治疗的疗效评价中，并得出了红外温度分布变化与疼痛症状改善密切相关。4 神经系统疾病: 中枢神经和周围神经病变通常可改变神经支配区域的体表温度分布，所以红外热像技术也被应用于神经系统疾病的诊断及疗效评价中。Ovechkin 等14对1256 例颅内高压患者印堂穴周围进行红外热像采集，发现印堂穴的温度分布于颅内高压综合征的严重程度相关，其低温区的温度梯度大于0 8 度，患者就会有颅内高压表现。李自立等15的研究提示对臀上皮神经损伤患者的红外诊断与临床诊断符合率为98 6%。还有研究发现对缺血性卒中后遗症患者针刺治疗前后面部穴位红外温度变化的反应与临床症状改善有一定联系16。5 其他疾病: 郑玉江17对临床可疑下肢深静脉血栓患者进行红外检测，其诊断的灵敏度79 3%，特异度60%，假阳性率20 6%，假阴性率40%，诊断符合率为71 4%。汪培清等18的研究揭示红外热像技术有助于早期发现糖尿病患者肢体血管病变。对SAS 病例躯干正前位红外热图的研究发现其具有明显的定位特征和定量规律，各温区色码与SAS 病例的病理特征及代谢状态相符19。还有研究发现多发性大动脉炎患者患肢红外热像温度分布变化与疗效相关20。6 中医诊法的研究: 中医诊法是中医诊察和收集疾病有关资料的基本方法，对于临床处方用药具有重要意义，但是中医诊断的确定具有一定的主观性及经验性，近年来许多学者开始运用红外热像技术探讨客观显示中医诊法的方法。其中最具代表性的是中医面诊和舌诊的研究，面诊研究发现面温与阳气呈正相关: 五脏色部区平均温度中，心区肺区 肝区 肾区 脾区; 男性平均面温大于女性21。舌诊的研究提示健康人舌根部温度最高，舌边次之，舌中较低，舌尖最低，而肝病患者全舌温度普遍降低，且肝瘀痰阻、气滞血瘀的舌体各部温度值均低于气虚血瘀的患者22。三、红外热像在中医经络腧穴理论研究中的应用1970 年法国的JBorsarello 首次将红外热像技术应用于经络研究以来，探讨经络腧穴的温度特性，寻找经络理论存在及其特异性分布的客观证据成为红外热像技术应用的又一热点。1 生理状态下经络腧穴特异性红外温度分布:近年来，相关研究表明不论在自然状态下还是受激发后体表腧穴及经络循行都具有特异性的红外温度分布。许金森等23观察到自然状态下健康成人体表与十四经脉循行路线相一致的红外辐射轨迹，背部督脉出现率最高，其温度大多高于周围皮肤。而加热经脉线上的穴位及非穴位，皮温反应可沿经双向扩展，而在非经对照部位加热，皮温反应仅限于局部，无明显的扩散24。马惠敏等25发现曲池穴经针刺、电热针、激光照射刺激后，上肢以升温为主要趋势，对照组则以小幅降低为主。2 疾病状态下经络腧穴的红外温度改变: 经络与人体脏腑密切相关，疾病状态下，相应的经脉循环部位可反映脏腑病候。目前许多研究致力于通过红外技术发现经络腧穴的病态反应。吴振英等26研究发现面瘫患者阳白、攒竹、地仓、鱼腰、颧髎、颊车6 个穴位的红外温度不对称性系数与面部残疾指数相关。魏鹏绪等27的研究提示中风患者督脉红外高温带断续、缩短; 偏瘫患者背部两侧上中胸椎段红外温度明显失对称。还有研究发现乳腺增生病患者右幽门穴的体表红外辐射温度显著高于正常人28。四、红外热像技术在针灸疗法研究中的应用针灸疗法是基于中医经络腧穴理论的一种治疗方法，包括毫针刺法、艾灸法、电针刺法、拔罐法、324世界中西医结合杂志2014 年第9 卷第3 期World Journal of Integrated Traditional and Western Medicine 2014，Vol. 9，No. 3刮痧法、穴位埋线法等诸多疗法。近年来应用红外热像技术探索针灸疗法作用于人体后的效应与机制进展显著。1 毫针疗法: 红外热像技术目前多应用于针刺补泻效应、针刺不良反应及针刺研究方法等领域。李铁等29通过分析健康人接受不同手法频率针刺足三里穴不同时间段穴位局部及胃体表投影区红外热图，发现60 次min 1 操作“补”的效果最好，120 次min 1“泻”的效果最好。Norheim 等30运用红外热像仪观察到晕针患者针刺合谷穴后手部外周循环显著减少，且皮肤温度变化在1 min 内迅速发生。Lee 等31则将红外热像技术应用于假针的研究中，发现吸烟后接受假针治疗的6 名患者面部温度均降低，而接受针灸针治疗的7 名患者中，有5 名患者面部温度升高。2 艾灸疗法: 艾灸疗法的治疗作用是通过灸火的热力及药物作用起效的。体表温度的改变贯穿其作用的整个过程，故许多研究都选用红外热像作为检测指标。张秋芳等32发现艾灸健康人双侧劳宫穴、神阙穴、足三里及涌泉穴前后除鼻部、口部、胸部左侧、胸部右侧外，其他部位红外热像数据比较差异均有显著变化，且艾灸效应具有性别差异。许培昌等33通过记录分析热像图，发现在施灸时，以艾条距皮肤的距离为3 4cm 为宜。3 其他针灸疗法: 对电针的红外研究发现电针刺激可使经脉循行线变得更加连续和规整34。徐青燕利用红外热像仪观察到正常人痧区温度与同侧刮痧前和对侧非刮痧区相比升高了1 5 左右，并在刮痧后90 min 内这种温度的升高均有统计学意义35。拔罐疗法的红外热像研究表明拔罐可使局部皮肤温度升高，并持续一段时间，皮肤温度升高的面积由拔罐中心区域向周扩展，血流量也相应增加36。任晓艳等37采用红外热像技术观察到羊肠线、PDO 材料基础线、纳米银丝线3 种线体在埋线后5 d 内均导致局部温度升高，羊肠线高温状态最为持久，纳米银丝线高温持续时间较短。五、小结与展望红外热像技术应用于医学领域已有50 余年的历史，作为一种无创的新型医学检测技术，其与CT、B 超等结构影像检查手段不同，可以显示组织的功能状态及代谢水平，能够更早的发现机体的病理变化，从而使许多疾病的早期诊断成为可能。同时，在一些缺乏诊断标准的疾病研究中，以及那些主观性较强的中医诊法疗法研究中，红外热像技术提供了新的更为客观精确的检测手段。但是与体温相比，体表温度在机体不同部位差异很大，且受环境、心理、生理等诸多因素影响，这就给建立正常体表温度标准带来很大困难。临床研究中多通过严格控制环境条件，采用自身两侧对比来检测温度异常部位等方法来减少各种因素的影响。如何更为科学的规范医用红外热像仪的最佳检测条件、操作流程及诊断标准还需要多学科的共同探索。在针灸经络研究中，红外热像技术也有其独特的优势，红外热像仪可以在不影响机体自身变化的情况下连续对针灸治疗过程进行观察，客观精确显示体表循经区域组织的功能代谢变化。目前的研究中，利用红外热像技术对经络理论的探索较多，对针灸治疗效应的连续观察及机制探讨较少，特别是对针灸治疗疾病的最佳取穴及量效关系等能够有效指导临床治疗的研究尚处于起步阶段。参考文献1炉庆洪，杨洪钦，陈丽，等 正常青年体表温度分布的红外热像分析J 中国生物医学工程学报，2007， 26( 4) : 528 531， 5362王跃龙，王宝恩 正常成人肝区体表温度分布的红外热像分析J 临床和实验医学杂志，2013，12( 4) : 252 2553厚磊，崔月萍，王琴，等 月经周期对乳房热成像( TMI) 的影响J 中国医学影像学杂志，2008， 16( 4) : 272 2754黄东晖，苏萍，熊承良，等 红外热像技术在早孕诊断中的临床应用分析J 激光与红外，2005，35( 10) : 722 7245厚磊，李洪娟，许俊琴，等 兼夹体质与上热下寒的相关性研究J 中医杂志， 2011， 52( 16) : 1396 13976王超，张晓抒，高祺，等 亚健康态颈部不适的红外热图特征探讨J 中华中医药学刊，2008，26( 1) : 191 1927王超，吴仕明，黄祖波，等 亚健康态胸痹的红外热图特征探讨J 激光杂志， 2007， 28( 6) : 88 898任红，马培东 红外线热像扫描仪诊断乳腺疾病临床观察J 实用放射学杂志， 2007，23( 7) : 1000 10019李源，江国泰，金宗浩 计算机体内热估计处理对筛查乳腺增生症的价值评价J 中国组织工程研究与临床康复，2008，12( 39) : 7645 764810Herman C，Cetingul MP Quantitative Visualization and Detection ofSkin Cancer Using Dynamic Thermal ImagingJ Journal of VisualizedExperiments，2011( 51) : 1 411夏明银，周雅娇，李锦，等 远红外热扫描成像系统早期诊断结肠癌的价值J 中国医学影像学杂志，2004， 12( 2) : 15312吴耀持，张峻峰，李石胜，等 电针治疗急性腰扭伤的临床疗效与红外热像研究J 上海针灸杂志，2010，29( 11) : 716 71813汪崇淼，吴耀持，朱伟民，等 透刺配合手法治疗肩周炎临床观察J 上海针灸杂志， 2008，27( 6) : 27 2814Ovechkin A，Kim KS，Lee，et al Thermo visual evaluation of theYin Tang acupuncture point for intracranial hypertension syndromeJ American Journal of Chinese Medicine，2003，31 ( 3 ) : 455325世界中西医结合杂志2014 年第9 卷第3 期World Journal of Integrated Traditional and Western Medicine 2014，Vol. 9，No. 3 46615李自立，赵敏 红外热像图对臀上皮神经损伤的诊断价值J中国全科医学，2008， 11( 3A) : 419 42016吴君怡，黄儒德，葛林宝 针刺治疗缺血性中风后遗症临床研究J 上海针灸杂志， 2012，31( 2) : 85 8717郑玉江 彩色多普勒超声与红外热像技术评价下肢深静脉血栓的研究D 广州: 广州医学院， 201118汪培清，余文珍，郭水英，等 糖尿病肢体动脉闭塞症红外热像图研究J 中国中西医结合外科杂志，2005，11( 5) : 382 38419吕少文，李红，贾桂林，等 临床诊断SAS 病例红外热成像的定位定量研究J 中国体视学与图像分析， 2006，11( 2) : 80 8420程宇 针刺对多发性大动脉炎肢体温度影响的红外热像观察J 中国针灸， 2003，23( 9) : 506 50821王红谟，张栋 中医色诊学定位与红外热象数字化研究J 世界科学技术， 2004，6( 4) : 27 3222武哲丽，陈群，徐志伟，等 肝病瘀血舌象与血瘀证舌温临床研究J 中国中医药信息杂志， 2008，15( 7) : 22 2423许金森，潘晓华，胡翔龙，等 督脉循行线上红外辐射轨迹与微循环血流灌注量的比较观察C 第十一届全国红外加热暨红外医学发展研讨论文集论文摘要集，常州: 福建省中医药研究院， 2007: 3324许金森，胡翔龙，汪培清，等 经脉线与非经脉线相关组织导热性的比较J 中国针灸， 2005，25( 7) : 477 48225马惠敏，张栋，屈箫箫，等 大肠经上不同穴位在多种针灸刺激下的温度变化J 陕西中医， 2009，30( 9) : 1263 126526吴振英，刘旭龙，洪文学，等 面瘫健患侧穴位温度不对称性与面瘫严重程度相关性研究J 中国针灸，2010，30 ( 11) : 953 95627魏鹏绪，辛随成 中风病机的背部红外热像研究经络穴位红外热像原理的运用J 中医杂志，2005，46( 12) : 904 90628LI Heng，YING Jian，SHEN Xueyong， et al Infrared adiation TemperatureComparison on Body Surface of Points Between HealthyPeople and Patients with Hyperplasia of Mammary GlandsJ J ofAcupunct Tuina Sci， 2008，6( 4) : 215 21829李铁，刘成禹，严兴科 不同频率捻转手法针刺足三里穴对胃体表温度影响的研究J 针灸临床杂志，2011， 27( 3) : 39 4130Norheim，Arne Johan Mercer，James Can medical thermal imagespredict acupuncture adverse events? 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