中药寒热药性试验红外成像观测

1、中药寒热药性试验红外成像观测                          作者：朱明，李宇航，林亭秀，岳正荣，靖殿民，葛芳    【摘要】  红外成像技术是国际科研新方法之一，其运用于医学具有全面、整体、动态地采集和分析人体信息的特点。本研究根据中药理论中寒热温凉四种药性，选择了热性的干姜和寒

2、性的黄芩作对照，在人体服用中药前后两小时分别进行红外成像的对比观测，分析结果用来解释服用中药后的机体热变化，进而推导出所服中药的寒热属性。 【关键词】  红外成像扫描技术; 中药学; 温凉寒热（中药四性）     Abstract: To establish a new technique platform embarking on the scientific studies on Chinese medicine herbal nature.  Using thermal texture maps (TTM) system to analy

3、ze the human body by the theories of heat or coldsymptomsyndrome differentiation, to prove the Chinese herbs with its  cold or warmnature.  It is a feasible method to elaborate and decode some medical theories of Chinese medicine by this new device.     Key words: thermal te

4、xture maps（TTM）; Chinese medicine;  Chinese herbal naturecold, cool, warm and hot     红外成像技术是近十年来世界物理学领域的重要突破，作为一项实用技术，她已在军事、航天、遥感、探测、气象、地理、医药等多学科获得广泛地应用。     2003年“非典”事件以后，红外体温诊断技术的普遍应用，加速了医学领域对该项技术的认同和发展。这项技术现已发展成为真正的三维体视诊断技术1。但利用这一技术分析和探索中医中药的经典治疗法则和经络现象，却是一项崭新的

5、研究2。     纵观我国医药学史，第一部本草神农本草经就基本奠定了中药药性治疗的基本原则，认为：“疗寒以热药，疗热以寒药”；中药的四性理论也基本形成于该书。另如黄帝内经也指出：“热者寒之，寒者热之”。当然，与此类似的原则在西方的希波克拉底文集中亦有体现，看来这属于东西方古代宏观医学的共同产物。西方医学之父希波克拉底曾强调自然力的自愈机制，并指出：人体某部分感觉过热或过凉，表示这部分有疾病存在3。中医理论上则更是讲求：辨阴阳必分寒热；所以说，寒证、热证是中医辨证论治的总纲。     中药中大部分属于天然植物药，其四性是指药物有寒、热、

6、温、凉四种不同的药性, 又称“四气”。它反映了药物对人体阴阳盛衰, 寒、热变化的作用倾向, 为中药理论的重要组成部分, 是说明中药作用的主要理论依据之一, 更是中医辨证论治、遣方施药的依据。     近年来，通过试验建立中药四性模型的尝试未曾间断。解放军302医院肖小河等提出抑制大肠杆菌生长代谢过程中红参、人参、西洋参的不同作用；又观察了不同配伍或炮制的左金丸对金黄色葡萄球菌的不同抑制作用与本草记载基本相符4。     在红外成像研究方面，中国人民解放军总医院袁云娥等利用TTM（thermal texture maps）对肝病进行观察

7、时发现：恶性肝脏肿瘤在形成12 cm以上时才能被B超、CT检测到；而TTM系统在1mm时便能测出，尝试说明该系统对肝癌有一定早期诊断价值5。对乳腺癌的早期诊断，国外文献亦有相关报道6。     本试验现利用TTM系统，通过人体红外成像跟踪分析，对中药的寒热药性进行初步的探索研究，具体情况如下：     1  材料和方法*2     1.1  材料1.1.1  仪器     使用北京贝亿集团TSI21型热断层成像系统即TTM系统；人体扫描部位可断5

8、12层，是通过测量和比较断面上异常热源的相对差值进行分析与评估的。红外摄像像素320*240（焦平面）；热辐射度分辨率为0.05摄氏度。     1.1.2  中药调剂     中药饮片分为二组：     I组：热药组（干姜30 g/day）     II组：寒药组（黄芩30 g/day）     III组：空白对照组 （温开水150 ml）     煎煮法：将中药饮片加入砂锅内，加冷水超过药面20 cm。

9、药液未沸时用武火，沸后用文火，煎煮时间约为35分钟；每隔35分钟搅拌一次；最后得药汁150 ml；密封装袋。避开阳光直射，5 保存。用时水浴加热，微温服用。     1.1.3  受试人群     1.1.3.1  根据世界医学大会赫尔辛基宣言人体医学研究的伦理准则的精神和细则，受试人必须事先知情，并签订好参试志愿书。     1.1.3.2  受试人共6，3男3女，每组1男1女。身体健康，无家族病史。年龄2123岁（在读医学本科生）。    &

10、#160; 1.2  人体红外成像测试环境操作规范     1.2.1  受试者再恒温（2025左右）的温度下，静坐1530分钟；冬天一般需要30分钟，以减缓室内和室外温度差异的影响（夏天室内空调的影响也需要注意）。     1.2.2  受试者须处在平静的环境里，以期达到一个心平气和的相对稳定状态。     1.2.3  受试者不要穿紧身的内衣、内裤；紧领的毛衣也不要穿；以免影响身体表面热源。     1.2.4  测试环境

11、内的湿度也应有一定的要求，以免气压的变化对血管造成影响。     1.2.5  测试中，须向受试者询问并填写有关记录：受试前一夜的睡眠情况；前一天是否排便；是否饮酒；进餐是否有特殊的饮食；是否有特殊的饮食习惯（各民族）；是否有明显的激动情绪或刺激因素。     1.3  具体方法     1.3.1  随机分为3组，每组男女各一人。     1.3.2  各组试验均采用自身前后对照，尽最大可能做到试验者（本人）每次实验条件的齐同。 &#

12、160;   1.3.3  每种饮片一次顿服，分别在服药前和服药后2小时严格根据上述操作规范（1.2）进行红外测试。     1.3.4  注意事项: 服药前后间隔2小时。2小时中间要求不作剧烈运动，没有紧张工作，不服用有刺激作用的零食和药物。     2  结果*2      2.1  图像与数据图1  黄芩组女性药前头面部热像图     图2  黄芩组女性药后头面部热像图  

13、;   表1  黄芩组女性头面部热像图温度对比 (图1、2)     窗宽步长窗位平均温度 最高温度 最低温度 掌心温度 （点2）内关穴温度（点3）服药前12.80129.7529.3531.9526.0030.7530.70服药后12.80129.7528.7030.6525.0529.3030.05温度差-0.65  -1.45  -0.65  表2  黄芩组女性胸肺部热像图温度对比 (图1、2)     窗宽步长窗位平均温度 （区3）最高温度 最低温度 服药前

14、12.80129.7529.8531.6028.45服药后12.80129.7529.2530.6526.08温度差-0.60  图3  黄芩组男性头面部药前热像图     图4  黄芩组男性头面部药后热像图     表3  黄芩组男性头面部热像图温度对比 (图3、4)     窗宽步长窗位平均温度 (区2)最高温度 最低温度 前额温度 （点1）服药前12.80130.3530.3531.4028.8030.85服药后12.80128.1528.1530.0525.

15、5029.80温度差-2.20  -1.15  表4  黄芩组男性胸肺部热像图温度对比 (图3、4)    窗宽步长窗位平均温度 （区3）最高温度 最低温度 服药前12.80130.3530.6532.0529.55服药后12.80130.3529.3531.3526.85温度差-1.30  图5  干姜组女性药前腹部热像图     图6  干姜组女性药后腹部热像图     表5  干姜组女性腹部热像图温度对比 (图5、6)  

16、;   窗宽步长窗位平均温度 最高温度 最低温度 服药前12.80130.8528.1031.3516.30服药后12.80130.8528.9032.1016.40温度差+0.80  图7  干姜组男性药前腹部热像图     图8  干姜组男性药后腹部热像图     表6  干姜组男性上腹部热像图温度对比 (图7、8)     窗宽步长窗位平均温度 （2区）最高温度 最低温度 左下腹低辐射（点1）服药前12.80130.3029.2030.85

17、27.8027.80服药后12.80130.3029.8031.4028.7529.20温度差+0.60  +1.40  图9  干姜组女性药前后脊柱热像图     图10  干姜组男性药前后脊柱热像图     表7  干姜组女性脊柱热像图温度对比 (图9)     窗宽步长窗位平均温度 （2区）最高温度 最低温度 服药前12.80128.3028.5029.2027.85服药后12.80129.4529.6530.3529.00温度差+1.15 

18、; 表8  干姜组男性脊柱热像图温度对比 (图10)     窗宽步长窗位平均温度 （2区）最高温度 最低温度 服药前12.80129.7031.3031.5530.90服药后12.80130.50 32.8033.2530.75温度差+1.50  2.2  分析与结论     2.2.1  该红外系统所测量的是人体表面的相对温度，而不是体表的绝对温度。上述热像图统计分析的是采用人体自身对照（服药前后）的相对温度差值（t）。每个人的红外热像图的信息量很大，每个人也有各自红外信息的一些特异性；抓住

19、哪一环节进行分析便成为测量统计的关键。黄芩组观测并对比了头面和胸部的自身温度差；干姜组观测并对比了腹部和脊柱的自身温度差，均得出了一定的阳性结果。但这只是进行统计观察的一种尝试。     2.2.2  由图110多组图像分析得出：所测的体表平均温度男性较女性为高，说明男性热辐射较强，这可能是正常的男性和女性生理热像图的一般特点之一。     2.2.3  黄芩组（图14，表14）结果：女性头面部热像图平均温度下降0.65摄氏度；同时该女性内关穴温度和掌心温度亦有下降，其中以掌心温度下降最为明显，为1.45摄氏度。女

20、性胸肺部热像图温度下降0.60摄氏度。男性头面部热像图平均温度下降2.20摄氏度，非常明显；此男性在其左侧前额角出现一特异性异常热源（点1所示），服药后该点温度下降1.15摄氏度；男性胸部热像图相对温度亦下降1.30摄氏度。综上所述，男女头面部和胸部平均温度均有下降，而且掌心温度、相关穴位如女性内关穴以及某些特异性异常热源的温度均有下降，说明这可能是黄芩作用于人体后所产生的直接作用，使得人体头面和胸部热传导功能和热辐射程度有所减弱；相对温度差和图像动态变化均与黄芩药性寒凉的特点相符。     2.2.4  干姜组（图510，表58）结果：女性腹部热像图平

21、均温度上升0.80摄氏度；男性腹部热像图平均温度上升0.60摄氏度；男性左下腹特异性低热辐射点（点1）服药前后变化明显，上升1.40摄氏度。女性脊柱热像图平均温度上升1.15摄氏度；男性脊柱上升1.50摄氏度；而且从两者的动态图像观察，脊柱热源的上升趋势均有增强，且脊柱热源的连续性较服药前沿脊柱走向明显得到连接修复。上述结果说明这可能是干姜作用于人体后所产生的直接作用，使得人体腹部和脊柱及个体特异性低辐射点的热辐射程度明显增加；相对温度差和图像动态变化均与干姜药性温热的特点相符。     2.2.5  本试验设置空白对照组，男女各1人；饮用温开水；前后自

22、身对照热像图未发现明显温度差与图像变化。这说明依靠热像图变化说明人体情况时具有一定的可信度和稳定性；应当注意的是，自测对照前后间隔2小时，所有受试者应保持安静和舒适状态。     2.2.6  根据历代本草记载，对黄芩和干姜的药性基本争议不大，而且中华人民共和国药典I部均有明确规定。黄芩，性寒，味苦；归肺、胃、胆、大肠经；主要功用为清热燥湿、泻火解毒。干姜，性热，味辛；归脾、胃、心、肺经；主要功用为温中、回阳、温肺化饮。元代珍珠囊记载：“干姜其用有四，通心助阳，一也；去脏腑沉寒痼冷，二也；发诸经之寒气，三也；治感寒腹痛，四也”。干姜 主要作用于人体的中焦

23、脾胃，却能发诸经络之寒气；图910所显示的是人体脊柱热像图，从中医经络学说分析为人体督脉的热反应；而督脉为人体“阳经之海”，总督人体一身之阳气；以往的热像图分析也认为人体脊柱热与人体的免疫力相关。因而，图910连同测试数据（表78）表明：干姜能一定程度上增加人体脊柱外表的热辐射，这种现象亦与文献所记载的可发诸经之寒的功用相符合。     3  讨论     3.1  中医药学理论是建筑在“象医学”基础之上的；所谓的“象医学”既能体现了生命能量运动变化的医学模式，同时也是宏观整体医学的模式；其诊疗特点就在于以表知里、

24、由外揣内。人体红外成像技术特点在于全面、整体、动态地采集和分析人体信息7；其所生成的热像图就像是冷暖空气交汇的气象卫星云图一般，根据体内热平衡的道理，它像是一张符合中医学理论的整体而恒动的“气血云图”。     3.2  人体红外热像图的基本热形态可具体表现为：表面热源、浅表热源、深层热源、非平面内部热源、管状热源、腔体热源、毛发下热源及其特殊热源等8。这为中医所谓的人体表寒证和表热证，并很可能根据不同机体组织不同的热传导形式，为由表及里的中医诊断方式带来新的认知途径。古代的药性理论是人体服药后机体对药物的自然反应，本次试验只是运用红外成像技术探讨中药药

25、性理论的一个预试验，旨在于实验方法学方面进行初步的摸索；至于相关结论能否说明和诠释药性之寒热，还有待于进一步的观察统计和推导验证。     3.3  中医理论中的表里关系可以说是一个复杂而庞大的系统，表里关系中涵盖了经络学说的许多内容。联合国卫生组织西亚太区办公室 (WHO WestPacific Office) 就曾先后多次颁布和修改国际针灸经络穴位标准化方案。分析人体热像图中很多异常热源的原因，似乎往往能在中医的经络学说中找到了依据。人体红外热像图对于经络学说的研究具有直接意义。     总之，目前热红外理论与技术应用于医学领域尚处在摸索阶段，关于人体热传导还没有相应的计算公式和成熟的数学模型9；由于机体与外界物质和能量不断进行交换，因而引起系统熵变与温差电现象，使得非线性不可逆过程热力学在生命科学领域的应用成为热点。红外成像