李則 李凱揚

0 引言

《黃帝內經·靈樞·海論》中提到“十二經脈者，內屬于腑臟，外絡于肢節(jié)”，說明經絡聯(lián)絡臟腑，溝通內外。經絡理論是我國中醫(yī)理論體系的重要組成部分，幾乎涵蓋了中醫(yī)治療的所有領域，并長期指導針灸和其他學科的臨床實踐[1]。經絡學歷經中醫(yī)從古至今的臨床實踐和經絡理論體系的不斷發(fā)展與完善，其在醫(yī)學方面的重要性和作用不容置疑[2]。但是目前關于經絡的本質還沒有被學術界普遍接受的理論學說[3-6]，將經絡可視化并對循經感傳現象作用機制的科學解釋，對中醫(yī)的推廣和臨床研究有著至關重要的作用。

紅外熱成像技術可對肉眼不可見的熱量變化進行實時的觀測與記錄[7]。在經絡的可視化和循經高溫線的研究中，其可方便直觀地獲取人體的體表溫度，使研究更加深入、集中[8]。

激光針灸是以低強度激光束直接照射穴位[9]。其采用優(yōu)良的光纖來提供高強度激光，允許同時無痛無創(chuàng)地刺激多個點，除了具有促進生物功能、組織再生、減輕炎癥和疼痛的優(yōu)點，還具有與傳統(tǒng)金屬針相似的生理作用，從而起到傳統(tǒng)針灸的作用[10]。

為此，本文將以人體手臂手厥陰心包經的循經規(guī)律為研究對象，采用單盲對照激光針灸人體內關穴的實驗，結合紅外熱成像實時觀測記錄體表溫度，利用Matlab對體表熱像圖進行配準與溫度相減，更加直觀地得到激光針灸前后經絡循行線的溫度變化，探討激光針灸內關穴對心包經的溫度影響，為經絡的本質研究提供一定的實驗數據與科學依據。

1 實驗對象與研究方法

1.1 實驗對象及分組

共選擇80名健康志愿者。入選標準:(1) 年齡在18～25歲之間；(2) 神志清楚，無溝通障礙;(3) 無過敏藥物和內臟感染性疾病;(4) 近一個月內無感冒、發(fā)熱。按入選順序對志愿者進行編號，根據統(tǒng)計學的隨機數字表法，將所有志愿者分為相同數量的實驗組和對照組，每組40例。本實驗經武漢大學批準，志原者簽署知情同意書。

循經感傳是由人體大腦感知的經絡現象[11]，由于人體主觀感覺可由心理因素誘導而產生，為盡可能消除受試者大腦以為自己被激光針灸從而心理誘導產生循經感傳現象，實驗組和對照組分別設置真?zhèn)渭す鈱嶒?。受試者不知自己是否真的被激光針灸，從而消除心理誘導的循經感傳現象。實驗組用激光針灸儀持續(xù)照射穴位點20 min(真激光實驗)，對照組同樣用儀器對準穴位，但無激光輸出(偽激光實驗)。

1.2 儀器設備

基于單片機平臺的雙波長雙通道半導體激光針灸模擬器由武漢大學物理科學與技術學院419實驗室自主研發(fā)。儀器具有雙通道輸出，采用水的吸收峰波長為808 nm和蛋白質的吸收峰波長為980 nm的雙激光，同時調節(jié)不同的激光參數進行激光針灸治療。雙激光照射人體組織時的穿透深度為5～6 cm，可達到不同體型人體的大部分穴位。儀器上限功率為100 mW，對人體無害，符合實驗要求?？煞抡?zhèn)鹘y(tǒng)的灸法和傳統(tǒng)的針灸提插法[12]。

HB-T-2C型熱層析成像系統(tǒng)由武漢昊博科技有限公司自主研發(fā)。通過調節(jié)焦距和溫度窗口，可以實時顯示并記錄人體表面的紅外輻射圖像。

1.3 激光針灸方法步驟

本研究由一名沒有參與隨機分組的研究人員控制激光的工作。為了盡量消除心理暗示的影響，志愿者本人對是否被施加激光不知情。同時,用紅外熱成像來觀察和記錄體表的溫度變化,并分析心包經上的穴位點、非穴位點的溫度值。最后利用Matlab軟件進行激光針灸前后的人體手臂紅外熱像圖進行配準和相減，得到溫差效應圖。

實驗室室內溫度控制在28 ℃，人體體表溫度約35 ℃，室內相對濕度40 %～60 %，室內空氣穩(wěn)定，無明顯對流。拍攝對象和相機周圍的風速是穩(wěn)定的。進入實驗室前，受試者自主用穴位探測儀結合心包經理論循行路線，找到相應的實驗穴位，操作者用黑色眼線筆對穴位進行標記，然后靜坐1 h以上，以此來避免穴位探測儀對本實驗的影響。

打開熱層析儀器主機及對應的軟件，設置一個可以保存圖片信息的文件夾，輸入拍攝對象的相關信息(姓名、性別、年齡、號碼等)，選擇拍攝的主要部分，自動生成拍攝對象的獨立圖片信息存儲文檔，并保存到已建立的文件夾中。然后開始激光針灸實驗并記錄紅外熱分布圖。激光針灸之前，受試者靜躺20 min，使身體與環(huán)境處于平靜的狀態(tài)，減少實驗前人體其他活動對熱量產生的干擾。這20 min內采集的圖像為激光針灸前體表熱分布圖；然后實驗組和對照組分別采用真?zhèn)渭す?0 min，這20 min內采集的圖像為激光針灸體表熱分布圖。激光開啟與否均由同一人控制與記錄。

采集激光針灸前后的體表熱分布圖，觀察分析心包經理論循行路線的溫度變化。在體表熱像圖中，溫度由高到低的顏色顯示依次為白、深紅、淺紅、黃、綠、藍、紫、黑。為了更加方便地觀察體表溫度的總體變化趨勢，用Matlab軟件對體表熱像圖進行配準和相減處理得到溫差圖。在溫差圖中可直觀觀察激光針灸前后的溫差，并可對比圖像映射表分析溫差大小。

2 實驗結果及分析

2.1 激光針灸時受試者口述針感

中醫(yī)認為，針灸要想有效，必須先“取氣”。在傳統(tǒng)的針灸療法中，金屬針被插入身體并受到刺激，直到產生一種“得氣”的感覺?；颊呖赡軙堰@種感覺描述為沉重、麻木，或者像電流一樣沿著治療的經脈流動，即傳統(tǒng)針灸中所產生的“針感”反應[12]。

在本次激光針灸實驗中，無論是實驗組還是對照組，對于激光是否被啟動，何時被啟動受試者均無任何感覺。而在激光針灸5～10 min后，實驗組大多數受試者均感覺到由光灸的穴位沿著手臂經絡有一種“溫暖感”，有時伴有酸脹、沉重或者振動感。并且在幾分鐘內逐漸積累，直到光灸結束；而對照組的受試者通常沒有太多感覺，未出現這種“得氣”感，從而減少了心理因素誘發(fā)的“得氣”現象。

2.2 激光針灸前后的體表熱像圖顯示

手厥陰心包經的理論循行圖如圖1所示[13]，圖2為實驗組激光針灸內關穴前后體表熱像圖，圖3為對照組“偽”激光針灸前后的體表熱像圖。由這些體表熱像圖可見，在環(huán)境溫度和濕度幾乎沒有變化時，激光針灸內關穴后實驗組手臂及上半身有不同程度的升溫反應，手厥陰心包上部體表尤為明顯。對比理論的循行路線圖可以看出，心包經上方的體表溫度相較于其他部位明顯升高，而對照組整體溫度下降或保持，無明顯升溫現象。

圖1 手厥陰心包經循行路線圖

A—激光針灸前；B—激光針灸10 min后

A—激光針灸前；B—偽激光針灸10 min

2.3 激光內關穴前后經絡循行線的溫度變化

對比手厥陰心包經經絡理論圖，對實驗組和對照組經絡上9個穴位點、經絡上兩個相鄰穴位的中點和距離9穴位外側穴位旁開點(每個穴位點對應一個測試點，距離穴位1.5 cm處)的溫度值進行分析。選取20組效果顯著的實驗圖片計算平均溫差。實驗組在刺激內關穴后，經線上穴位點升溫0.811～1.492 ℃，經線上穴位旁開點升溫0.349～0.539 ℃，而對照組循經線未有明顯升溫現象。實驗組的激光針灸前后心包經9個穴位的平均溫度升高了1.002 ℃，經絡上相鄰兩個穴位中點的溫度升高為0.5～0.7 ℃，內關附近穴位的中點溫度差約為0.7 ℃；對照組的手厥陰心包經9個穴位的平均溫度降低了0.137 ℃，經絡上兩個穴位的溫度差為0～0.2 ℃，未產生明顯升溫現象。結果如圖4和圖5所示。

圖4 刺激穴位點及旁開點溫度值分布對比

從圖4中可以看出，激光針灸內關穴時，手臂部分整條經絡線的溫度都有不同程度的升高。內關穴的溫度升高最多，這既是經絡受到刺激的作用，也有激光給穴位點處皮膚加熱的結果。順著心包經的循行線，各穴位點升溫的幅值逐漸降低，說明離激光刺激點越遠的穴位感受到的刺激越弱；而刺激非穴位點時，溫度升高明顯不如刺激穴位點，說明此時循經感傳現象微弱。

而由圖5中可以看出，偽激光針灸內關穴以及內關穴位旁開點時，手臂經絡線的溫度沒有升高，只有輕微的溫度下降。此對照實驗可在很大程度上排除心理作用而產生的溫升現象。

圖5 對照組刺激穴位點及旁開點溫度值分布對比

2.4 激光穴位前后沿著相應經脈的手臂線顯示溫度的變化

在實驗中，由于人體穴位的光灸過程不是短暫的一瞬間，人體的自發(fā)性抖動會影響人體手臂部分溫度變化的定量分析，因而要通過尋找最佳的空間變換關系，使得光灸前和光灸后的兩幅圖像能夠盡可能對準，以便分析圖像。分析手厥陰心包經的理論循行圖可知，此經絡中的9個穴位有6個在手臂上，其中有4個穴位緊湊集中在下手臂，為了更加直觀觀測手臂的溫差，對熱像圖進行配準和溫差處理，主要處理人體手臂部分的紅外熱像圖。

采用傳統(tǒng)圖像配準，即圖像位置的變換。通過圖像數據與3×3變換矩陣進行運算使前后圖像位置對齊，從而達到配準的效果。Matlab 2019在圖像處理工具箱中加入了Registration Estimator模塊，包含多種常用的配準方法，且每種配準方法的具體參數可調[14]。在實際操作中，對于各種圖像均可以找到合適的配準方式，如圖6所示。熱像是一個8位的偽彩色圖像，圖像的的顏色模式是索引圖像。在進行圖像配準的時候，由于多特征點提取的算法只針對灰度圖像，所以先把索引圖像轉換成灰度圖像(去掉顏色信息)，然后對灰度圖像進行配準(包括特征點的提取、匹配、生成矩陣等)，得到配準后的圖像。把配準后的移動圖像與固定圖像進行作差，得到溫差圖。為了更好地表現溫度信息，對灰度圖像作偽彩色處理。首先將溫差圖轉成索引圖像，然后更換顏色映射表(圖7)，讓圖像產生豐富的顏色。

圖6 使用Matlab配準示意

由下往上依次為由大到小的溫差，其中白色、紅色代表高溫差，綠色表示有適當的溫差，紫色代表低溫差，黑色表示恒溫

實驗組和對照組激光針灸內關穴前后手臂部分的體表熱像圖及溫差效果圖如圖8、圖9所示。由圖可得實驗組在激光針灸后，手臂部分會按照穴位對應的經絡升溫；對照組偽激光針灸，體表溫度沒有明顯升溫，部分恒溫，部分手臂由于靜躺而產生溫度下降的低溫差。

A—激光針灸前；B—激光針灸10 min后；C—配準相減的溫差圖

A—激光針灸前；B—激光針灸10 min后；C—配準相減的溫差圖

3 討論

我國中醫(yī)理論系統(tǒng)中，經絡和循經感傳的研究至關重要。經絡學是多年中醫(yī)臨床治療的經驗總結，同時其又指導了學者們對中醫(yī)的研究，其在醫(yī)學中的重要性毋庸置疑，但目前對于經絡的客觀解釋還未有明確的廣為接受的科學解說，這也阻礙了中醫(yī)向世界化和全球化發(fā)展的步伐。

本文數據結果證明了在沒有明顯心理誘導的影響因素下，激光針灸手厥陰心包經存在一定的循行性，為中醫(yī)經絡的研究提供了一定的科學數據。

本實驗室前已有學者趙博文等[15]對正常人的原穴進行針刺從而研究經脈循行線溫度變化[15]；張舒婷等[16]對太淵穴進行激光針灸從而分析手太陰肺經循行線溫度變化的研究；湯茜等[17]對大腸經和肺經進行激光針灸實驗并對熱像圖進行分析。以上所有實驗均在湖北省中醫(yī)院余樂醫(yī)生的指導下進行，并受到國家重大科學儀器設備開發(fā)專項資助。但這些研究都存在有時未施加激光也有手臂溫度升高的現象。為了消除由心理因素引起的溫升現象，在前人的實驗基礎上設置單盲對照實驗，受試者不知自己是否真的被施加激光，從而盡可能消除心理誘導的循經感傳現象。

本課題目前僅對手厥陰心包經絡進行了臨床試驗驗證。在臨床試驗的過程中，由于試驗環(huán)境的局限性，并且樣本數量有限，未能證明其激光針灸結果的普遍性，關于人體經絡的客觀存在以及光灸后的“得氣”現象有待進一步探索和研究。

4 結論

本文從激光針灸內關穴后的經絡反應和經旁反應，以體表皮膚溫度變化作為主要指標，探討激光針灸引起的循經感傳現象。結果表明，激光針灸手厥陰心包經后人體手臂和上肢溫度普遍升高，其規(guī)律為：激光針灸的穴位升溫最多，穴旁次之，遠離本經部位的任意點升溫最少。

隨著科技的發(fā)展，中醫(yī)經絡應利用現代科技技術，將經絡的“經驗之行”變成科學化，將中醫(yī)經絡的作用機制趨于透明化，同時以溫度顯示作為突破口，從熱學角度仿真分析經脈的熱傳導現象，為人體經絡的原理提供實驗數據和科學依據，這對將中醫(yī)推廣至全世界和中醫(yī)臨床研究起著至關重要的作用。