红外成像技术在导引研究中的应用述评*

田思玮 孙沛泽 韩自荣 代金刚△

红外成像技术就是采用医用红外成像设备采集人体体表热辐射的一种检测方法，此研究通过接受人体红外辐射波，将人体体表热辐射波转换成电信号，并折算成温度，用不同颜色表达不同温度，以此显示人体红外光波图，即红外热像图。导引术是在中医理论指导下，通过肢体运动、呼吸吐纳、精神调节，即“调身”“调息”“调心”相结合的传统运动方法，长期练习可以起到强身健体、防病治病、调畅情志、延年益寿的作用[1]。

随着中医养生热潮的出现，中医导引运动愈加受到普通百姓及科研医务工作者的重视。中医导引作为非药物疗法，其疗效评定主要集中于量表、生化指标及某些脏腑特定指标的测定，对于采用特定仪器进行测定的研究较少，目前主要集中在红外成像技术领域。红外成像技术具有客观、准确、简单、方便、无创无害等特点[2]，近年来，随着红外成像技术的发展成熟，其在医学科研及临床领域的应用也越来越广泛。此研究通过红外成像技术对习练导引前后寒热偏离的分析，结合临床四诊辨证分析，探究习练导引对人体脏腑温度的影响规律，为中医导引术的习练效果评定提供客观化指标。

1 红外成像技术的出现与发展

1.1 红外成像的出现“红外”的概念最初属于物理学的光学范畴。1800年，英国物理学家Herschel发现红外光波与热能释放相关，绝大部分的热量辐射成分均是红外光波，红外辐射遵循红外辐射定律，红外辐射因物体温度而不同，可通过一定方法进行定性定量测定得知物体的温度。随着红外光波与温度的相关性研究，逐步实现了红外光波的可视化[3]，最初主要应用于军事、工业、航天、地质勘测等领域。

1.2 红外成像与医学1928年德国Czerny教授发表了第一张人体红外热像图；1950年英国R.Lawson通过红外成像证实了乳腺癌皮肤温度高于正常部位；1961年，英国医师Walliams KL用红外扫描仪拍摄了世界上第一张乳腺癌热图；1971年，第九届国际医学生物工程学会议上，正式提出了医用热像图摄影装置，标志着医用红外成像技术日趋成熟。中国自20世纪80年代将民用热成像仪产品应用于医学领域。1979年，北京大学胡永升教授将红外成像技术应用于临床乳腺领域，在乳腺疾病早期筛查、诊疗中发挥巨大作用；重庆第三军医大学则将其应用于临床疼痛诊疗领域[4]。发展至今，中国开始红外成像技术研究已有50余年，此技术目前在医学领域逐渐成熟，且得到广泛应用。

2 红外成像与导引运动的研究

导引学是中医药文化的重要组成部分，随着健康中国战略的提出与实施，人们养生保健意识逐渐增强，这种非药物疗法以其简便易学、不拘时间与空间限制、适用人群较广的优势与特点，得到普通百姓及中医药学者的重视。导引术的研究目前多集中于科普、文献学领域，大多从理论角度对其进行阐述，且临床疗效的判定亦偏向于量表等主观指标的测定，往往说服力较低。因此，对导引进行规范化研究，为其提供客观化指标有着重要的意义。

近年来，中医药科研人员运用红外成像技术对导引运动进行了广泛研究。张琪琛[5]通过实验及糖尿病临床研究，采用红外热像仪测定习练“唵、阿、哞、娑、哈”五音前后受试者血糖的变化，得出了五音的作用特点，为五音调节五脏气化的方法与机制提供了理论依据；兰彩莲等[6]观察20名痛经患者习练易筋经前后红外热图变化，发现：练功后痛经患者腹部整体皮温较练功前有所升高，经艾灸神阙穴后皮温沿任脉传导明显，IRRTM轨迹清晰规整；许瑞旭等[7]采用随机分组观察40名阳虚体质者，习练易筋经“托天桩”干预前及3个月后大椎、至阳、命门及督脉线位的体质转化分、症状积分、TTM图像变化与检测部位体表代谢热值(温度)的变化对比，发现：易筋经“托天桩”能够提高督脉的体表代谢热值，为经络参与人体功能的调控提供了有利条件，这可能是“托天桩”发挥体质调理作用的内在机制；张芳等[8]发现微汗低强度运动干预后，如室外打太极拳、练八段锦、慢跑、散步、骑车等，通过红外热成像监测，发现身体能量重新分布，体表的温差缩小，配合护理干预，对银屑病的治疗具有积极意义，使得银屑病患者了解了运动强度对疾病的辅助治疗意义；萨喆燕等[9]、潘晓华等[10]采用红外热像仪分别测定习练八段锦、六字诀前后人体督脉线上皮肤温度的变化，发现八段锦练习可以升高督脉经穴皮肤温度并增强督脉线能量代谢变化，六字诀则可通过调节人体经络，以促进全身气血运行，其采用同样的方法对心功能进行测定，发现习练八段锦可以增强心包经组织能量代谢并改善心功能[11]；此外，采用红外成像技术测定导引运动过程中意守有无的对比，可看出导引运动过程中意守可促进体表皮肤温度上升，这与导引学“三调”理论中的“调心”相呼应[12]；邹雪芳等[13]则通过比较意想前后手太阴肺经红外热图的变化，发现导引运动可以加强意识对经络经气的调控能力；吴家蓉等[14]通过对导引前、中、后期、左右手各部位温度的变化，发现导引运动过程中右手各手指(包括各指节、指端) 、手掌及劳宫穴温度迅速上升(与运气前比较,P<0.05～ 0.01)，收势后温度迅速下降至练功前水平或略低，得出结论，导引运动过程中血的运行随气的加快而加快，从而为“气为血之帅”提供了客观依据。

此外，红外成像技术在运动医学领域的应用亦较为广泛，如：郭晓征[15]在近红外光谱分析实验中发现，通过8周有氧运动观察中老年女性 Stroop 任务的行为学表现及大脑前额叶激活模式的变化，8周的以飞力士棒主导的有氧运动对中老年女性被试在 Stroop 任务的完成过程中氧合血红蛋白的信号产生了显著的影响。且中老年女性 L-DLPFC 血氧信号出现了减少、R-FPA 区域运动后大脑的激活程度比运动前显著降低，为有氧运动提高中老年女性抑制控制功能提供了有效证据，基于近红外光谱分析技术的研究，与女性青年组相比，中老年女性组在运动过程中前额叶脑区的激活程度和青年女性组相比，出现了更多的神经激活[15]。金超等[16]将红外成像技术引入运动效果监测中，以采集的上肢负重运动过程中肱二头肌和三角肌的红外热图作为监测指标，初步建立了体表温度与运动效果对应关系的评定，为监测运动员运动机能提供了客观化依据。亦有研究指出，从热力学角度研究中医证候是一种新思路和方法，红外热成像对人体不会造成伤害，对环境不会造成污染，具有非接触、无辐射、费用低廉和安全实用等优点[17]，符合中医诊断知外揣内的原理。

综上所述，红外成像技术在导引运动中的应用，主要是通过对比得出体表皮肤和体内脏腑温度的前后变化；所监测指标主要包括脏腑功能、经络循行变化2个方面；既可得出某一点的数值改变，亦可得出某一脏腑、经络所对应人体体表区域在习练导引运动前后的数值变化。

3 评述

正常人体热态具有一定的稳定性和特征性，而人体的生命活动所产生的能量变化可影响人体体温。因此，我们可通过观察人体体表温度变化及热态分布特点，推断人体内部的生理病理特点。人体作为一个天然的生物发热体，其皮肤发射出的红外辐射能量大小与温度成正比。因机体组织机构、代谢循环、神经状态等不同，所形成的红外热图亦有所不同。红外成像技术是通过被动接受人体的自身辐射而形成热成像，因此对人体无害、无损伤，且可多次、反复使用；其成像直观、清晰，既可观察静态图像，又可进行连续性动态观察，作为探索性检查，其分辨率与精确度较高，尤适用于健康人群。

红外热图采集要求为：温度为20～24 ℃，湿度50%～60%，恒温、恒湿、无风、无强光干扰，远离制热或制冷源，采集人体前后及左右两侧图像；受检者采集前24 h饮食清淡，禁辛辣、寒凉之品；当充分暴露，束起头发，暴露前后发际，忌涂抹化妆品或药物，摘掉饰物，女性尽量避开经期。

目前，学者将红外成像技术应用于中医药领域的相关研究已有20余年历史，且在中医体质学研究、中医经络腧穴研究中收获颇丰。自2003年非典疫情爆发以来，红外成像技术在体温监测方面的应用极大地推动了红外成像技术与中医学的融合，既加速了医学领域对该项技术的认同与发展，又为该项技术应用于中医科研领域奠定了基础[18]。

导引术历史悠久，内容丰富，如五禽戏、太极拳、八段锦、六字诀等均为导引术的重要组成部分，综合各种导引套路可知，导引术是通过外在肢体运动，配合呼吸吐纳、精神调节，对内在脏腑起到调节作用，以恢复脏腑生理功能，从而达到养生保健、延年益寿的效果[19-21]。纵观导引术的发展历史，结合其现代研究可知，导引术的习练效果评估缺乏客观测评指标。

导引术作为运动养生的分支，基于运动产热这一基本理论，习练前后机体温度及热态分布会出现改变。红外成像技术在接受人体自身辐射的基础上，以其无创、无害的优势以及可视化、客观化的特点，辅以配套分析软件，测量习练导引运动前后温差与寒热偏离的数值改变、变化程度的大小，结合中医四诊理论，依据中医基础理论与物理学研究，可为习练导引术前后热态变化提供客观化依据，为导引术治未病、防治亚健康状态、辅助治疗临床疾病提供科学依据。

就目前研究而言，红外成像技术应用于导引术研究中仍存在系列问题，首先，导引作为非药物疗法，目前临床研究周期较长，多为3个月，因此，自受试者入组到出组，易受外界季节温度影响，虽保证实验室恒温、恒湿，但受季节影响，人体基础体温会有差异；其次，习练过程中出汗与否、汗出程度在所采集的热图中会有影响，既往研究表明，机体汗出区域呈凉偏离，与正常无汗出区域不符；最后，人与人之间的特异性以及某些个人因素，如瘢痕、衣服压痕等均会对热图造成影响。

红外成像技术发展至今，在中药学、体质、经络、脏腑功能等诸多领域的发展虽已较为成熟，且取得了诸多成果，但就其在导引术中的应用而言，仍存在上述诸多影响因素。故如何更好地将二者相结合，以发挥红外成像技术在导引术中的客观化监测作用，为导引预防和治疗疾病效果评估提供科学的理论依据，这一问题值得思考与讨论。