紅外熱成像技術在中醫基礎與臨證應用的研究

陳龍暢，馬晗，王永吉，關貝，杜正光，馬赟*

·綜述·

紅外熱成像技術在中醫基礎與臨證應用的研究

陳龍暢1，馬晗1，王永吉2，3，4，關貝2，杜正光5，馬赟1*

1.首都醫科大學中醫藥學院，北京 100069；2.中國科學院軟件研究所協同創新中心，北京 100190；3.中國科學院大學，北京 100049；4.中國科學院軟件研究所計算機科學國家重點實驗室，北京 100190；5.首都醫科大學附屬北京中醫醫院，北京 100010

紅外熱成像技術可以直觀反映物體的熱分布并形成圖像，通過觀察人體表面的溫度場以揣測分析機體內在狀況和變化，正是中醫“司外揣內”思維方法的具體體現。目前，紅外熱成像技術已廣泛用于中醫各領域研究中，為中醫整體觀提供了可量化、可視化數據支持。文章對紅外熱成像技術在中醫基礎理論與臨證辨識等方面的應用進行梳理，對進一步研究提出參考性意見。

紅外熱成像；中醫學；辨證；中醫理論；診斷；綜述

熱紅外成像通過熱紅外敏感CCD（電荷耦合裝置）對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度場。人體本身就是一個自然的生物紅外輻射源，不斷向周圍發射并吸收紅外輻射能量。正常生理狀況下，不同年齡、性別的人群，以及身體不同部位的體溫變化等都具有一定的穩定性和特征性；當機體某一局部異常，往往會影響該部位血流量和代謝強度，導致溫度的異常改變。紅外熱成像系統通過收集人體紅外輻射能量，經計算機處理輸出紅外熱圖，通過專業的分析軟件和醫師分析，可用以判斷疾病的部位、性質和程度，為臨床診斷提供參考依據。

目前紅外熱成像技術已廣泛用于臨床診斷，涉及全身多個系統和臟器，能在機體沒有明顯癥狀的情況下解讀出隱患，做到疾病的早期診斷。在中醫診斷學“有諸內必形諸外”思想指導下，通過觀察體表溫度變化來揣測分析機體內在生理病理，是中醫臨床“司外揣內”“見微知著”的具體體現。因此，紅外熱成像技術已廣泛用于中醫各領域研究，為中醫整體觀提供了可量化、可視化的數據支持。

1 中醫基礎研究

劉逸南等[1]基于文獻研究，發現近10年隨著紅外熱成像技術研究的深入，已開始并逐漸廣泛應用于中醫理論研究，為中醫基礎理論提供直接的數據支持。

1.1 陰陽的解讀

陰陽是中醫學的基礎，人體的體溫可以看作陰陽的外征表現之一，尤其是陽氣的溫煦功能，正是人體熱量的來源，維持人體相對恒定的體溫。李明月等[2]提出“溫度”與中醫學“陽氣”概念有對應關系，認為熱量及能釋放熱量的物質在一定程度上類似陽氣，因此，紅外熱成像技術用于中醫領域，尤其用于陰陽的解讀是可行的。周曉玲等[3]通過近40 000例自然人體的紅外熱像圖數據分析，提出平和質者的紅外熱成像表現為命門、下焦、中焦、上焦、頭面部的實際區域溫度呈依次遞減趨勢的熱態學特征，反映人體的生長衰老是在陰陽的消長與轉化之間緩慢推進，其中又以陽氣的虛實變化尤為重要，說明人體的生命過程正是體內陽氣由內向外、由實到虛逐漸耗散的過程，繼而以此探討人體陰陽的本體架構。

1.2 經絡可視化研究

紅外熱成像技術最早用于中醫領域即是對人體經絡腧穴的研究。汪培清等[4]對300名健康成年志愿者以紅外輻射示蹤儀進行測試，可直觀地看到人體體表自然存在的經脈循行路線。張棟等[5]使用常規針刺、電針、溫灸、火針和穴位埋線等方法對家兔進行試驗，用AGA-782型紅外熱像儀觀察家兔在不同刺激下循經高溫線（帶）出現的規律，這種反應與經脈的走行和針灸后氣血的加速運行有關，對于驗證經絡理論和肯定經絡現象的存在具有重要意義。白振軍等[6]選取25名健康人，應用Flir SC640型紅外熱像儀依序記錄各標記區域的溫度值，結果顯示在生理狀況下針刺委中可引起腰骶部溫度的明顯變化，為“腰背委中求”在臨床應用和理論論證等方面提供了有效的影像數據。黃倩茹等[7]對18例原發性痛經寒濕凝滯證患者給予艾灸關元治療，使用TH9100型紅外熱像儀發現艾灸后患者任脈平均溫度明顯升高，腹痛視覺模擬評分明顯降低，說明艾灸關元治療寒濕凝滯證痛經的作用機制與升高患者任脈溫度有關，故可通過溫通經絡促進任脈氣血運行，從而起到緩解痛經的作用。紅外熱成像技術將經絡可視化，為經絡的存在及作用機制提供了證據支持。

1.3 藏竅相關理論研究

中醫認為“五臟各有其華”，藏竅相關理論作為中醫藏象學說的主要內容，全面、系統地論述了人體臟腑與體表官竅之間的關系，是中醫整體觀的重要體現。生理上，五臟榮華各有所屬；病理上，五臟病變可累及對應官竅，出現病理表征。

肖微等[8]使用YZB/渝0066-2009數字式醫用遠紅外熱成像儀對脾陽虛患者40例及脾功能正常者40人進行對照發現，脾陽虛患者的中焦與口唇溫度低于脾功能正常者（＜0.05），且中焦與口唇溫度存在相關關系（＜0.05），說明脾和口唇在生理、病理上聯系密切，初步論證了“脾開竅于口，其華在唇”。倪金霞等[9]使用ATIR-M301型非制冷醫用紅外熱像儀對潰瘍性結腸炎大腸濕熱證進行研究，患者紅外熱像圖升結腸區和肺區體表溫度均明顯增高，為“肺與大腸相表里”提供了依據。張雨璇 等[10]使用YZB/渝0066-2009數字式醫用遠紅外熱成像儀發現，風熱犯肺證會引起肺區和鼻竅溫度升高，驗證了“肺開竅于鼻”的藏竅理論。付俊等[11]使用YZB/渝0066-2009數字式醫用遠紅外熱成像儀對80例受試對象進行拍攝，分別記錄受試者在中和情緒下和憤怒誘導情緒下的肝區、眼睛、耳朵、鼻子及口唇溫度，并進行比較發現，在憤怒狀態下受試者的肝區和五官溫度升高，而眼睛的溫度升高要高于其他五官，驗證了“肝開竅于目”理論。鄒雪芳[12]通過YZB/渝0066-2009數字式醫用遠紅外熱成像儀觀察艾灸命門后受試者腎區與耳部溫度變化，發現艾灸后腎區溫度和耳部溫度變化呈正相關（＜0.05），證明了“腎開竅于耳”。

李琛峰[13]運用浙江大學研發的面部紅外熱成像儀觀察康復期毒品成癮者重復經顱磁刺激干預前后面部臟腑分區的溫度變化，同時借助證素辨證原理研究其面部臟腑分區溫度變化與臟腑功能狀態間的關聯性，結果顯示，面部臟腑反射區溫度變化與臟腑功能變化之間存在相關性（＜0.01），提示面部紅外熱像圖可以客觀反映人體臟腑功能狀態變化。

以上研究顯示，可視化的紅外熱成像圖能準確觀察人體臟腑與體表的能量偏頗與失常，為中醫藏竅理論提供客觀數據的支持驗證。亦有學者指出，紅外熱成像技術在中醫臟腑相關研究中應充分考慮其定位，不應僅局限于臟腑本身的解剖定位，還應考慮中醫藏象學說中臟腑的功能定位[14]。

1.4 為中醫治未病提供依據

中醫學歷來重視疾病預防，《黃帝內經》提出“治未病”的預防思想。施繼玲等[15]基于中醫伏邪理論探討紅外熱成像技術在健康體檢中的應用，通過采集體表溫度的變化判斷體內代謝或血流異常、病灶的位置及范圍等，在機體只有功能障礙尚無明顯組織結構異常的情況下，發現潛在隱患，將中醫發病機理客觀化、可視化，為中醫“治未病”提供依據。

在疾病早期診斷方面，研究人員通過醫用紅外熱成像儀獲取人體的紅外熱像圖，醫師對圖像中的溫度分布狀況進行分析，明顯提高了早期疾病的臨床診斷效能，實現疾病的初篩[16]。高夢蕉等[17]提出紅外熱成像技術可發現早期冠心病的異常紅外熱像圖表現；在對代謝綜合征早期篩查中亦發現，紅外熱成像技術靈敏、無創的對身體溫度捕捉能力與代謝綜合征早期僅有的功能性代謝異常特質相契合[18]。陳宗俊等[19]提出用紅外熱成像技術檢測下肢和足底溫度的特征性變化，可以發現糖尿病足相關的早期周圍神經和血管病變引起的代謝差異，為糖尿病足預警與早期診斷提供更多的參考信息。可見，從中醫學視角出發并結合數學方法，可以為紅外熱像圖的多角度、多維度解讀提供全新思路，對于實現疾病預警與早期診斷具有現實意義。

2 中醫臨證應用研究

紅外熱成像技術作為中醫四診中望診的延伸，服務于臨床辨證及體質辨識中，為中醫“證”的研究提供了數據支持[20]。

2.1 疾病證素研究

黃亮亮[21]在運用TSI-2000熱斷層掃描倉研究中發現，與健康女性相比，乳腺增生癥患者中醫證素產生明顯病理變化或積分升高，乳房及相關經絡腧穴的紅外溫度亦可受到影響，說明乳腺增生癥中醫證素分布特點與其紅外熱成像存在相關性（＜0.05）。陳耀國[22]運用HIR-2000A型紅外熱成像儀歸納分析了成人免疫性血小板減少癥（ITP）患者中醫證候分布特點，提出ITP患者紅外熱成像特點及其與中醫證候存在一定相關性。陳明[23]運用TMI-M型醫用紅外熱成像儀對冠脈狹窄程度及血瘀證積分與紅外熱成像特征進行相關性研究，認為紅外熱成像檢查能夠靈敏反映心肌缺血程度，可作為冠心病的輔助檢查之一，體表相應區域溫度或可作為紅外熱成像評價冠心病冠脈狹窄程度及血瘀證嚴重程度的監測指標。

2.2 提供辨證依據

不同的中醫證候分型在紅外熱成像儀上有明顯差異，為中醫臨床辨證分型提供了直觀的、可視化的證據[24]。

如高毅潔[25]利用TMT-9000型醫用紅外熱成像儀對不同程度血壓的心、腦、腎紅外熱成像特征及其與中醫證型進行關聯研究，認為不同程度血壓的額頭部紅外熱圖具有不同的特征性表現，且高血壓中醫辨證不同分型的紅外熱圖具有相應的特征性表現。馮曉嵐[26]運用HYIR-1206-3型數字醫用紅外熱像儀分析多囊卵巢綜合征（PCOS）患者紅外熱圖與中醫證型的關系，認為紅外熱成像技術能較為客觀地反映不同證型PCOS患者的寒熱虛實情況，并能精準定位，為中醫辨證提供客觀化依據。趙鐵葆等[27]運用HIR-2001紅外熱像儀研究發現，胃脘痛脾胃虛寒證患者的胃脘區域、中脘穴相對溫度及絕對溫度低下，提示可將胃脘、中脘穴紅外熱成像作為胃脘痛辨證的依據。謝慶[28]通過對原發性痛風患者及健康體檢者進行紅外熱像圖檢測，分別采集肝、脾、腎的紅外熱像值數據，研究原發性痛風濕熱蘊結型、瘀熱阻滯型、痰濁阻滯型、肝腎陰虛型的紅外熱像，為原發性痛風的臟腑辨證提供依據。張信成等[29]采用前瞻性研究方法收集120例腰椎間盤突出癥患者，按瘀血證、腎虛證、寒濕證、濕熱證分為4組，并以30例健康志愿者為對照組，通過PFK-800醫用紅外熱像儀進行掃描，記錄相同區域的兩側體表溫度。結果表明，腰椎間盤突出癥中醫各證型均有特定的特征紅外熱圖。劉云等[30]選取膝骨關節炎患者熱痹21例和痛痹10例，并與健康志愿者28人對照。通過SP-9000醫用紅外熱像儀檢測膝關節前、內、外側溫度，發現熱痹患者為高溫充血型，膝關節前、內、外側溫度高于健康志愿者，而痛痹患者為低溫瘀血型，膝關節內、外側溫度均低于健康志愿者。膝關節紅外熱成像檢查能準確區分熱痹和痛痹。

紅外熱成像儀的應用也為中醫臨床基于不同證的研究提供了依據。楊瑞宇等[31]對30例中醫辨證為風寒濕痹證的類風濕關節炎患者進行自身對照研究，治療前后均使用HIR-2000A型紅外熱成像儀對患者手掌部進行掃描檢查。結果顯示，經附子桂枝湯治療后患者手掌部的體表溫度明顯升高，從而使研究者能對類風濕關節炎主觀癥狀諸如晨僵的程度進行客觀判斷。

2.3 六經辨證研究

楊薇等[32]運用WNⅢ0305（通用型）數字式醫用紅外熱成像儀，對60例太陰寒化證患者進行研究，發現太陰寒化證患者脾經與胃經的紅外熱像圖皮溫低于正常人，提出利用紅外熱像儀能夠提供經絡及皮部氣血運行變化的可視量化指標，與舌象、脈象合參進行辨證論治，從而指導六經辨證及經方的應用。周曉玲等[33]指出，厥陰病本質為陰寒盛極而漸衰，陽氣雖弱而漸聚，若陰盡或陽生過程受阻，就會導致陰陽之氣不相順接，形成厥陰病中的寒熱錯雜證、寒化證、熱化證及氣厥證。紅外熱成像技術能無創傷展示人體寒熱的圖像，并能有效記錄患者治療前后的經絡溫度變化，有利于中醫理論量化，對疾病的診斷及治療具有重要指導意義。

2.4 中醫體質辨識

中醫體質學說是中醫理論的重要組成部分，目前臨床對中醫體質的辨識主要依靠中醫體質評估量表，但由于個人知識水平、理解能力等因素的影響，容易造成評估結果的偏差。而不同體質反映了人體氣血陰陽的不同偏頗程度，因此在紅外熱像圖上必然會有不同的熱像反應[34]，紅外熱成像技術用于體質辨識可有效彌補其主觀偏差的缺點。周婭妮等[35]進行了腎陽虛質與紅外皮溫均值的相關性研究，提出通過檢測相應臟腑、穴區、經絡的紅外熱像數學量化規律，在一定程度上能進行中醫體質辨識。

紅外熱成像技術目前已廣泛應用于體質研究、體質辨識、體質干預、健康體檢等領域中。陳淋等[36]基于紅外熱成像技術探討醫護人員的中醫體質分布及其規律，提出醫護人員中大部分存在偏頗體質，以兼夾體質居多，不同職業（醫生、護士）、性別、年齡的人群其體質類型不同，不同的體質類型其紅外皮溫分布不同。孟祥然[37]用紅外熱成像技術分析陽虛體質人群督灸干預前后的熱成像特征，總結歸納出督灸療效的動態規律。

3 思考與展望

疾病在其發生發展過程中往往會造成局部血液循環、新陳代謝等變化，從而導致病變部位溫度的異常變化，紅外熱像圖反映為寒偏離或熱偏離，并且隨著病情的發展其溫度變化也會顯著改變。所以，近年來紅外熱成像技術已廣泛應用于醫學領域的各個方面，尤其在疾病診斷中具有不可替代的作用。因其非介入性、無損傷的優點，在體外就可采集數據，相較于介入性的診斷方法，更容易被接受；有大量研究證明紅外熱成像在診斷上具有高有效性，使用方便、快捷，故適合推廣普及，尤其針對臨床中尚缺乏有效診斷方法的疾病，具有很大研究空間。

盡管紅外熱成像技術對某些疾病診斷與療效評估具有輔助作用，甚至比某些特殊疾病的傳統檢查方法有一定優勢[38-41]，但其臨床應用尚存在一定的局限性，尤其在中醫證候分型的鑒別方面存在研究證據等級低、缺乏大樣本數據、技術規范和報告解讀標準不統一等問題，以及缺少相關的生理學、病理學等基礎學科研究，筆者認為紅外熱成像技術更多是通過可視化數據論證中醫理論的真實性，而難以解釋中醫科學性的本質。不僅如此，紅外熱成像技術在研究時存在紅外熱像圖結果能解釋中醫理論，但中醫理論中涉及的臟腑、經絡的解剖定位并不一定會產生預期的紅外熱像結果的現象。故紅外熱成像技術在中醫領域的研究仍存在局限性與不確定性，還需要更廣泛、深入的基礎與臨床研究。

中醫在疾病診斷及預防中具有獨特的優勢，紅外熱成像技術用于中醫領域，可為中醫理論的可視化研究提供可能，為中醫辨證施治提供量化依據，為中醫體質辨識提供數據支持。病變部位的代謝或血流變化常發生在器質性病變之前，利用紅外熱成像可以提前檢測到疾病的發生，達到未病先防、既病防變的效果，為中醫“治未病”提供有效保障。近年來，伴隨醫療大數據的累積和互聯網技術的發展，人工智能在中醫藥領域的應用突飛猛進，尤其體現在中醫診斷方面，以現代中醫診斷技術及大數據為支撐，利用人體信息采集設備構建醫療健康大數據。紅外熱成像技術等人工智能技術作為中醫四診的延伸納入健康數據的重要組成部分，將有助于中醫診斷技術的信息化、數字化與標準化，從而探索其臨床應用的潛在優勢，以突破中醫診斷方法主觀性強、缺乏客觀數據的瓶頸，推動中醫現代化進一步發展。

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Study on Infrared Thermal Imaging Technology in TCM Basic and Clinical Application

CHEN Long-chang1, MA Han1, WANG Yong-ji2,3,4, GUAN Bei2, DU Zheng-guang5, MA Yun1*

(1. College of Traditional Chinese Medicine, Capital Medical University, Beijing 100069, China; 2. Cooperative Innovation Center, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 5. Beijing Traditional Chinese Medicine Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing 100010, China)

Infrared thermal imaging technology can intuitively reflect the thermal distribution of objects and form images. By observing the temperature field on the surface of the human body to speculate and analyze the internal state and changes of the body, it is the concrete embodiment of the thinking method of TCM “outside the inside”. At present, infrared thermal imaging technology has been widely used in the research of various fields of TCM, providing quantifiable and visual data support for the holistic view of TCM. This article sorted out the application of infrared thermal imaging technology in the basic theory and clinical identification of TCM, and put forward reference opinions for further research.

infrared thermal imaging; TCM; syndrome differentiation; TCM theories; clinical diagnosis; review

陳龍暢,馬晗,王永吉,等.紅外熱成像技術在中醫基礎與臨證應用的研究[J].中國中醫藥圖書情報雜志,2022,46(3):72-封3.

R2-03；R445

A

2095-5707(2022)03-0072-06

10.3969/j.issn.2095-5707.2022.03.017

國家重點研發計劃重點專項（2017YFB1002300）；國家自然科學基金（30701071）；第六批全國老中醫藥專家學術經驗繼承（2017年）；北京中醫藥薪火傳承“3＋3工程”（2012-SZ-C-41）

陳龍暢，E-mail: longchangchen@mail.ccmu.edu.cn

通訊作者：馬赟，E-mail: ma_yun27@ccmu.edu.cn

（2021-12-03）

（2022-01-14；編輯：魏民）