醫用紅外熱成像技術在骨傷科中的應用進展

周一未 王為民

摘 要：醫用紅外熱成像技術是一種利用紅外探測器感應人體體表紅外熱輻射并將之轉變為電信號，再經計算機處理轉換成平面溫度彩色圖像，直觀的顯示出體表溫度分布狀態的一種技術[1]。1956年美國外科醫師首次運用紅外掃描技術證實了乳腺癌皮膚溫度要高于正常的部位，1961年英國醫師拍攝了世界第一張乳腺癌的紅外熱線圖，自此經過50余年的發展，紅外熱成像技術在醫學的臨床診斷上得到了廣泛的發展與應用，成為醫學影像診斷技術中的重要組成部分[2]。

關鍵詞：醫用紅外熱成像技術;發展與應用;診斷技術

中醫骨傷科學是研究防治人體皮肉、筋骨、氣血、臟腑經絡損傷與疾患的一門學科。在古代屬“折瘍”、“金鏃”、“瘍醫”等范疇。骨傷科疾患主要以運動系統方面的疾病為主，運動系統的損傷絕大部分都涵蓋了人體體表，雖然臨床目前的診斷技術以X線、CT及核磁共振等這些結構影像技術為主，但隨著科學技術的發展作為功能影像的醫用紅外熱成像技術的分辨率及清晰度越來越高，近年來已廣泛應用在骨傷科疾患的臨床診斷上，作為重要的輔助診斷技術之一[3]，現就其應用綜述如下。

1 醫用紅外熱成像技術在骨傷科各個疾病中的應用

1.1 醫用紅外熱成像技術對肩周炎的診療中的應用

李煒等[4]研究126例患有肩周炎的患者紅外熱成像圖發現：肩周炎患者在急性期時病灶區紅外熱圖呈紅或深紅色，皮膚溫度較健康人高3～4℃，表明該時期病灶組織充血、水腫，局部血管擴張，炎性介質增多，細胞代謝相對旺盛，導致皮膚溫度升高;而慢性期其病灶區紅外熱圖呈藍色或深綠色，皮膚溫度較健康人低3～4℃，表明該時期病灶組織黏連，瘢痕組織形成，局部血管收縮，細胞代謝相對減慢，肩部周圍肌肉萎縮，導致皮膚溫度降低[5]。郭艷萍等[6]研究58例患有肩周炎的患者紅外熱圖對比也發現：急慢性期皮膚溫度特點為：急性期>健康受試者>慢性期，同時在治療的過程中，隨著病情的好轉，病灶區異常圖像面積縮小，溫度接近正常范圍。說明紅外熱成像技術對肩周炎急慢性時期的鑒別診斷具有重要意義。蘇瑾[7]等對8例肩周炎患者采用三維動態牽伸回旋法治療，并對其治療前后的紅外熱成像圖分析發現，經過手法治療后的色碼溫值要高于治療前，說明手法可以使局部皮膚血流流速加快，促進炎癥介質的吸收，改善肩關節周圍組織的黏連度，可視為手法治療肩周炎有效的證據。同時也說明醫用紅外熱成像技術在治療肩周炎的療效評估提供一定的參考價值。

1.2 醫用紅外熱成像技術在頸椎病診療中的應用價值

張軍等[9]研究74例椎動脈型頸椎病患者經手法治療前后紅外熱成像圖對比發現：經手法治療后癥狀得到改善的患者頸部體表溫度高于治療前，充分說明了中醫手法治療可以改善局部微循環，提高代謝水平，有利于椎動脈供血的恢復，同時表明了在應用醫用紅外熱成像技術可以有助于手法治療椎動脈型頸椎病的療效評估。蔣崇博等[8]對36例神經根型頸椎病患者進行紅外熱像檢查后，發現紅外成像圖異常改變與受累神經節段在體表神經分布區基本相似，病灶區較正常均呈低溫改變，由于患側神經根受累時可刺激相應神經節內的交感神經，引起皮膚血流量降低，導致皮溫降低，所以在支配區域出現低溫差改變。這表明紅外熱成像技術對神經根型頸椎病的神經定位診斷具有一定的意義。

1.3 醫用紅外熱成像技術在KOA診療中的應用

金超等[10]應用紅外熱成像技術對177例志愿者進行膝骨性關節炎的早期臨床篩查，結果顯示：紅外熱成像技術對人體膝關節熱分布的差異性顯示，實現了利用熱成像診斷方法鑒別早期疼痛狀態的異常膝關節，診斷率達到90%以上。本研究也證明了紅外熱成像技術用于早期異常膝關節的診斷與篩查的可行性，對于KOA的早期防治有重要意義。在膝骨性關節炎的中醫辨證上對于紅外熱成像技術的應用也有報道[11]：熱痹者其紅外熱圖呈高溫差改變，主體為紅色，周圍溫度依次減低，邊界不清;痛痹者其紅外熱圖呈低溫差改變，主體為綠色，混雜色調較少，邊界清晰。宋杰等[12]比較150例膝骨性關節炎患者經針刺治療前后紅外熱圖發現：KOA患者治療前患側膝關節周圍皮膚溫度普遍較高，大小腿外側前緣出現不規則片狀高溫區;針刺治療后患側膝關節皮膚溫度降低，異常溫區范圍減小;這說明醫用紅外熱成像技術對KOA的療效評估具有一定臨床意義。

1.4 醫用紅外熱成像技術在強直性脊柱炎診療中的應用

李自立等[13]研究131例AS患者與100例正常人的紅外熱圖分析比較發現：AS患者的脊背熱像圖自頸胸至腰骶均呈高溫差改變，主區為紅色，主要分布在兩側骶棘肌外緣之間，溫度平均高于左右兩側1～2.9℃，可見用紅外熱成像技術在強直性脊柱炎對的診斷上具有顯著的臨床意義。郭靜波等[14]通過對50例早期強直性脊柱炎的患者紅外熱成像研究表明：50例AS早期患者在骶髂關節區均有明顯高溫差改變，同時發現溫度增高程度與血沉增快程度呈正比，血沉越快溫差越大，可以通過治療前后的溫差比較顯示出病情的輕重。說明醫用紅外熱成像技術對早期AS患者的診斷及療效評估均有一定的臨床意義。

1.5 醫用紅外熱成像技術在跟痛癥診療中的應用價值

陳巧鳳[15]通過分析研究單側足跟痛患者的健側與患側足部（足后側、脛側、腓側及足底）的紅外熱圖發現二者之間足底溫度之間的變化有顯著性差異，并認為醫用紅外熱成像技術在檢測一些出現功能性病變而未出現器質性病變的疾病，可以提前得出陽性結果，在跟痛癥的診斷中具有一定的應用價值。

2 醫用紅外熱成像技術在腰椎間盤突出癥診療中的地位

2.1 醫用紅外熱成像技術在腰椎間盤突出證診斷中的應用價值

2008年統計，我國已有2億人患有腰椎疾患，腰椎間盤突出癥患者占全國總人數的15.2%。隨著醫療診斷技術的不斷進步，CT、MRI已經可以對腰椎間盤突出癥可以定性診斷，但無法客觀的顯示出突出的椎間盤及其周圍神經、血管等軟組織功能性的損傷[16]。有研究表明健康人群的熱成像圖左右分布均勻穩定，具有高度的對稱性，而疾病人群體表則會出現熱失衡現象，表現為病變反應區或疼痛刺激區皮膚溫度高于或低于周邊正常組織以及對側正常組織[17-19]。因此紅外熱像可以依據不同部位輻射紅外線強度可對病變部位、范圍等診斷。腰椎神經根受到椎間盤的壓迫及刺激，將相應的信號傳遞給周圍的交感神經，導致其神經支配區體表的血管收縮，皮溫降低。此外，受壓的神經根及其周圍組織充血水腫，局部炎癥介質等致痛物質增多，表現為局部疼痛，也可表達為異常熱區[16]。有研究表明紅外熱成像技術可以輔助診斷腰椎間盤突出癥，特別是對神經根刺激體征的定量診斷作用具有顯著效果[20]。肖建斌[21]通過比較50例腰椎間盤突出癥患者紅外熱成像與CT的檢測結果，發現在紅外熱成像技術在診斷腰椎間盤側后突的靈敏度為90.48%，特異度為66.67%。Chaftezn[22]等研究19例下腰痛患者，經紅外熱成像技術檢查異常的患者，再經CT驗證為下腰痛伴神經根性疾病（靈敏度100%，特異度60%）。趙平[23]研究68例腰椎間盤突出癥患者的下肢紅外熱像圖分析認為雖然無法精確的定位出腰椎間盤突出癥神經受損的節段，但是紅外熱像圖可以顯示出健患側溫差程度、患側冷區面積的大小，這些指標都與神經根刺激體征嚴重程度成正比。由此可見紅外熱成像技術相對于CT檢查可以更為快捷、直觀、無輻射、對人體無任何損傷、并能準確分析交感神經系統改變引起的體表溫度的差異性變化，能夠較為客觀的顯示出腰椎間盤突出癥相關軟組織功能性損傷的程度。也有學者報道腰椎間盤突出癥的中醫證型與紅外熱圖有一定的對應關系[24]。

2.2 醫用紅外熱成像技術在腰椎間盤突出癥療效評估中的應用

盧宇等[25]研究60例腰椎間盤突出癥患者治療前后的紅外熱圖表現：腰椎間盤突出癥治療前紅外熱像圖的特點為腰骶部出現異常高溫區，以范圍較大的菱梭形熱區為主，高溫區溫度在34℃以上，與周邊正常組織有大約4℃以上的溫度差，然而患側下肢部分區域溫度降低;治療后紅外熱圖改善的表現為腰骶部高溫區范圍的縮小以及高溫區溫度降低至34℃以下，與周邊正常組織溫度差未超過4℃，患側下肢低溫區面積較前縮小。由此可見紅外熱成像技術可以明確的顯示出腰椎間盤突出癥患者治療前后體表溫差的變化，具備成為腰椎間盤突出癥臨床療效的評估指標的潛力。仇湘中等[26]應用紅外熱成像儀對60例腰椎間盤突出癥的患者治療前后進行檢查，同時對這60例患者進行臨床療效評定，并分析臨床療效與紅外熱像圖溫差的關系，得出以下結論：不同臨床療效下的患側肢體溫差變化有顯著性差異;臨床療效越好，其患側溫差越大;治療前后患側肢體紅外熱像的溫差值的變化與治療前后癥候積分的變化值呈正相關。梁學良[27]等運用紅外熱成像技術比較射頻熱凝消融術結合臭氧治療腰椎間盤突出癥與傳統保守方法治療腰椎間盤突出癥的療效，并與臨床癥狀改善情況對比分析后發現：射頻治療組有效率高于保守治療組，并具有顯著性差異;同時射頻治療組治療后的溫差明顯低于保守治療組，具有顯著性差異;此外還有許多學者[28-30]將醫用紅外熱成像技術應用在腰椎間盤突出癥的療效評估上。這說明醫用紅外熱成像技術能夠一定程度的反映腰椎間盤突出癥的治療效果，并具有較大的診療意義。

3 討論

隨著科技的進步，醫用紅外熱成像技術在骨傷科疾患的應用越來越廣泛，現已成為骨傷科中功能影像檢查的手段之一。為現有的X線、CT檢查、MRI等諸多結構性檢查中填補了功能性檢查的不足，而且可以對于一些疾病的進展轉歸進行功能性描述，對于骨傷科一些疾病的臨床療效評估也有客觀、直接、便捷、安全、精確等優勢。當然醫用紅外熱成像技術還有許多的不足：①紅外熱像圖反映的是人體體表溫度的分布，而人體體表溫度的變化除受諸多內在因素的影響，還取決于環境、儀器等諸多外在因素，在諸多因素控制不好的情況下，易出現比較大的檢查誤差。②每個疾病導致的體表溫度變化的特性都不一樣，現缺乏對這些疾病進行大樣本的紅外熱成像檢查，導致無法針對的制定出相應的紅外熱成像的檢查標準。③紅外熱成像技術只能針對體表溫度的分布做出定性的診斷，難以對病變的部位進行準確的定位。雖然醫用紅外熱成像技術還有以上不足，但它的優勢也是不可忽視的，特別是作為一種安全、快捷且有效的診斷方法，現在已經廣泛地應用于多種骨傷科疾患的臨床診療，并與諸多結構性檢查方法相結合，可以更全面地分析疾患的特點、進展及療效評估，并能與傳統的中醫辨證分型結合起來，客觀地分析疾病的病因病機，為骨傷科基礎與臨床研究添磚加瓦。

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作者簡介：周一未（1992—），男，碩士研究生，研究方向：腰椎間盤突出癥的保守治療。

*通訊作者：王為民（1968—），男，碩士，主任醫師，研究方向：各種脊椎病的中醫治療和研究。