基于红外热成像技术探究八段锦对平人脏腑功能的影响

田思玮， 宋军， 闪增郁， 谢继鼎， 韩自荣， 孙沛泽， 代金刚

（1.中国中医科学院医学实验中心，中医药防治重大疾病基础研究北京重点实验室，北京 100700；2.中国中医科学院中药研究所，北京 100700；3.北京中医药大学东方医院，北京 100078；4.中国中医科学院中医基础理论研究所，北京 100700）

中医导引法是以肢体运动配合呼吸吐纳，辅以精神调摄的养生方法，长期练习可调畅情志、延年益寿。中医导引法的发展经历了积淀、形成、融合、形成不同套路、普及、缓慢发展、逐渐得到重视几个重要阶段[1]。八段锦作为中医导引法的代表，起源于北宋，发展至今已有八百余年历史，现沿用的八段锦口诀，是在明清时期形成发展而来的，如“双手托天理三焦”“左右开弓似射雕”“调理脾胃须单举”等，八个动作如其口诀记载所示，每一势动作分别对应调节不同的脏腑[2-4]。为适应社会与人民健康战略的需求，国家体育总局综合八段锦的发展历史与动作内涵，对其进行规范化整理与推广，形成了目前应用较为广泛的版本，亦是本研究所采用的版本。当前，关于八段锦功理功用的研究多将其作为辅助治疗手段进行观察[5-10]，因此将八段锦作为单一干预手段进行客观化、可视化研究十分必要。

人作为生命活动的有机体，时刻发生着生理、物理变化，这些活动时刻影响人体的体温。人体内部的生理活动受诸多因素的影响，在生理活动中可将能量转化，并以热量的形式散发，再由散热系统散发至体表；同样，外在环境状态的变化、人体运动状态的改变均与脏腑组织的产热与散热密切相关。因此，拟通过观察八段锦干预前后温度数值的变化情况，以此推测健康人群内在脏腑功能的变化情况，为八段锦的功理功用研究奠定理论基础。

通过使用红外热成像测量仪来“查看”或“测量”物体辐射的热能，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的温度，显示红外光波图，即红外热像图[11]。其基于温度数据准确、不接触皮肤、不破坏原来的温度场，且测温较快，每张热图包含几万个像素点的温度数值，对人体无创无害，具有可重复性等特点与优势，在医学领域应用日益广泛[12]。人体的外在征象可在一定程度上反映人体内在脏腑生理活动与病理变化，如《类经》所述：“有诸内，必形诸外”，而这种外在征象也能客观反映脏腑的内在功能变化。八段锦作为导引运动的分支，将其作为干预手段用以观察健康人群习练前、习练12 周后的体表温度的变化状态，参照第九套广播体操及不习练任何运动形式的干预温度变化结果，以此推断八段锦对人体脏腑功能调节作用的特异性，以期为八段锦“协调脏腑功能”“疏通经络气血”的功理功用提供客观化的量化指标，对八段锦应用于临床各科优势病种的治疗提供客观化、可视化的科学依据具有重要意义与价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象及分组于2020 年5 月至2021 年10 月，采用招募海报、微信朋友圈等线下、线上招募方式，在北京市一般条件（包括人口学基本特征和生活环境等）基本相同的社区（包括科研院所、学校、机关、居民区等）进行招募，共招募年龄20 ～60周岁的健康受试者120例。采用随机数字表法将受试者随机分为试验组、对照组、空白组3 组，每组各40例。本研究由国家自然科学基金青年基金（编号：81704139）资助，经中国中医科学院医学实验中心伦理委员会批准通过，批件号：2017NO.2；并通过中国临床试验注册中心注册，注册证号：ChiCTR2000040763。

1.2 健康受试者选择标准

1.2.1 纳入标准 ①无高血压、糖尿病、冠心病、脂肪肝等慢性病；②年龄在20～60 周岁之间（含20 周岁与60 周岁）；③初中及以上文化水平；④自愿参加本研究并签署知情同意书的健康受试者。

1.2.2 排除标准 ①不符合上述纳入标准者；②入组前近1 周内有外感、外伤等急性病史者；③妊娠期或哺乳期妇女；④有精神疾病史或精神疾病家族史者。

1.2.3 终止标准 干预过程中出现严重不良反应和意外情况，或出现其他病情变化需要采取相关治疗措施，或出现其他影响干预效果评定的情况者。

1.2.4 剔除标准 ①符合纳入标准，但纳入后拒绝实施相关检查、评估及干预者；②依从性差，未按规定进行干预而影响实验结果评定者；③未能完成整个研究，主动要求退出且干预效果不明显者。

1.3 研究方法

1.3.1 干预前信息采集 所有受试者签署知情同意书，完成一般信息采集后，按照试验要求，嘱受试者受检前1 h 勿大量饮水、饮酒，勿服用药物，女性避开经期及经期前后3 d。嘱受试者将头发束起，充分暴露体表，进入检测室静待5 min，准备完毕后进行干预前的第一次热像图采集。

1.3.2 干预措施 试验组、对照组、空白组3 组受试者分别进行八段锦、第九套广播体操、不习练3种不同的干预措施。其中，试验组受试者在完成干预前热像图采集后由具有国家级社会体育指导员资质的老师带领，进行八段锦动作的练习，时间为15 min，习练完成后于检测室静候5 min；熟练掌握后由受试者在家自行锻炼，每天1次，每次15 min，连续锻炼12 周后进行热像图采集。对照组受试者在完成干预前热像图采集后也由具有国家级社会体育指导员资质的老师带领，进行第九套广播体操的练习，时间为15 min，习练完成后于检测室静候5 min；熟练掌握后由受试者在家自行锻炼，每天1次，每次15 min，连续锻炼12周后进行热像图采集。空白组受试者不施加干预措施，于12周后进行热像图采集。

1.3.3 观察指标及检测分析方法

1.3.3.1 体质量及体质量指数（body mass index，BMI） 观察3 组受试者干预前与干预12 周后体质量及BMI的变化情况。

1.3.3.2 五脏系统健康状况量表（HEFESCM-36）评分 该量表包括心系评分、肝系评分、脾系评分、肺系评分、肾系评分及综合评分6部分。观察3 组受试者干预前与干预12 周后HEFESCM-36 量表各系统评分的变化情况。

1.3.3.3 红外热像图采集分析方法 （1）红外热像图采集：试验全程在中国中医科学院医学实验中心四诊实验室完成。采用FILR SC660 型红外热像仪进行红外热像图采集，该仪器配备像素640×480 的高分辨率探测器，热灵敏度高，温度识别误差＜30 mK（0.03 ℃），具备自动优化亮度和对比度调节功能。采集环境温度设定为20～24 ℃，湿度为50%～60%，无风、无强光干扰，检测室的制热或制冷源远离受检人。（2）红外热像图分析：热像图采集完成后上传至北京好来医学科技公司研发的TMI-W 红外医学影像工作站进行红外热像图分析，该工作站以《针灸学》骨度分寸理论为依据，借助西医解剖知识，可自动识别标注锚点。

1.4 统计方法应用SPSS 25.0统计软件进行数据的统计分析。计量资料用均数±标准差（±s）进行统计描述，若符合正态分布和方差齐性要求则用单因素方差分析和配对样本t检验，否则用非参数秩和检验；计数资料用频数或百分数形式进行统计描述，组间比较采用卡方检验。均采用双侧检验方法，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组受试者脱落情况及基线资料比较研究过程中，共脱落13 例，其中试验组脱落4 例，对照组脱落5 例，空白组脱落4 例；最终共纳入107 例，其中试验组36 例，对照组35 例，空白组36 例。表1 结果显示：3 组受试者的性别、年龄、身高、体质量、BMI等基线资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

表1 3组受试者的基线资料比较Table 1 Comparison of baseline information in the three groups of subjects（±s）

表1 3组受试者的基线资料比较Table 1 Comparison of baseline information in the three groups of subjects（±s）

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2.2 3组受试者干预前后体质量和BMI比较表2结果显示：干预前，3 组受试者的体质量和BMI 比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。干预12 周后，试验组的体质量和BMI 均较干预前降低（P＜0.01），而对照组和空白组均无明显变化（P＞0.05）；3组受试者干预后组间比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表2 3组受试者干预前后体质量和体质量指数（BMI）比较Table 2 Comparison of body mass and body mass index（BMI）in the three groups of subjects before and after the intervention（±s）

表2 3组受试者干预前后体质量和体质量指数（BMI）比较Table 2 Comparison of body mass and body mass index（BMI）in the three groups of subjects before and after the intervention（±s）

注：①P＜0.01，与干预前比较

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2.3 3 组受试者干预前后HEFESCM-36评分比较表3结果显示：干预前，3组受试者HEFESCM-36的心系评分、肝系评分、脾系评分、肺系评分、肾系评分及综合评分比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。干预12周后，试验组HEFESCM-36的各系统评分均较干预前升高（P＜0.05），对照组与空白组仅心系评分较干预前升高（P＜0.05）；3 组受试者HEFESCM-36 的各系统评分干预后组间比较，差异均有统计学意义（P＜0.05 或P＜0.01）；组间两两比较，试验组与对照组相比（除心系评分外），试验组与空白组相比（除脾系评分和肺系评分外），HEFESCM-36 的其他各系统评分均明显升高（P＜0.05或P＜0.01）。

表3 3组受试者干预前后五脏系统健康状况量表（HEFESCM-36）评分比较Table 3 Comparison of 36-item health evaluation of five zang-organ systems of Chinese medicine scale（HEFESCM-36）in the three groups of subjects before and after the intervention（±s，分）

表3 3组受试者干预前后五脏系统健康状况量表（HEFESCM-36）评分比较Table 3 Comparison of 36-item health evaluation of five zang-organ systems of Chinese medicine scale（HEFESCM-36）in the three groups of subjects before and after the intervention（±s，分）

注：①P＜0.05，与干预前比较；②P＜0.05，③P＜0.01，与对照组干预后比较；④P＜0.05，⑤P＜0.01，与空白组干预后比较

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2.4 3组受试者干预前后红外热像图变化情况

2.4.1 红外热像图变化情况分析 图1 左侧所示图例为温度阶梯示意图（简称温阶示意图），温度由低到高依次对应的颜色分别为蓝黑色、深蓝色、浅蓝色、蓝绿色、黄色、黄红色、红色、白色。通过红外热像图可直观整体观察人体温度异常区域：首先，以温阶示意图为依据观察有无明显的凉偏离或热偏离；其次，以左右是否对称为依据观察有无明显异常。如图1-B 和图1-C 所示，分别为入组后干预前同一受试者背面、正面体位的红外热像图，与温阶示意图相对应，可看出该受试者的双脚、双手及下肢温度较胸腹部、背部低，即存在明显的凉偏离，整体来看，该受试者下肢与双手存在不均匀团块状的绿色区域，提示其下肢温度分布不均匀。

图1 受试者干预前背面、正面体位的红外热像图图例Figure 1 The infrared thermography of the subjects from the dorsal and anterior aspects before intervention

2.4.2 3 组受试者干预前后红外热像图变化情况 如图2所示，分别为试验组、对照组与空白组受试者干预前与干预12 周后正面及背面红外热像图。图2-A 为试验组受试者干预前后的红外热像图变化情况，其中图2-A1、图2-A2分别为干预前的正面、背面红外热像图，图2-A3、图2-A4分别为干预12周后的正面及背面红外热像图。由图2-A可知，干预12 周后，该组受试者胸腹部、背面颜色变化更为明显，红色、白色等对应温度较高的颜色区域面积扩大，四肢颜色变化出现差异，上肢较下肢更为显著。图2-B 为对照组受试者干预前后的红外热像图变化情况，其中图2-B1、图2-B2 分别为干预前的正面、背面红外热像图，图2-B3、图2-B4分别为干预12周后的正面及背面红外热像图。由图2-B 可知，干预12 周后，该组受试者胸腹部红色面积区域大，四肢尤其是腿部出现黄色面积扩大。图2-C 为空白组受试者干预前后的红外热像图变化情况，其中图2-C1、图2-C2分别为干预前的正面、背面红外热像图，图2-C3、图2-C4分别为干预12 周后的正面及背面红外热像图。由图2-C 可知，干预12 周后，该组受试者正面图及四肢出现黄色区域、背面图白色区域面积缩小，红色区域面积增多，四肢末端较干预前相比黄色面积增多，提示温度降低。

图2 3组受试者干预前后红外热像图变化情况Figure 2 Changes in infrared thermography of the subjects in the three groups before and after the intervention

2.4.3 3 组受试者干预前后脏腑温度数值比较表4 结果显示：干预前，3 组受试者各脏腑温度数值比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。干预12 周后，试验组各脏腑温度数值均较干预前明显升高（P＜0.01），而对照组和空白组各脏腑温度数值均无明显变化（P＞0.05）；干预后组间比较，试验组各脏腑温度数值均较对照组和空白组明显升高，差异均有统计学意义（P＜0.05或P＜0.01）。

表4 3组受试者干预前后脏腑温度数值比较Table 4 Comparison of visceral temperature values in the three groups of subjects before and after the intervention（±s，℃）

表4 3组受试者干预前后脏腑温度数值比较Table 4 Comparison of visceral temperature values in the three groups of subjects before and after the intervention（±s，℃）

注：①P＜0.01，与干预前比较；②P＜0.05，③P＜0.01，与对照组干预后比较；④P＜0.05，⑤P＜0.01，与空白组干预后比较

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3 讨论

临床研究中将红外热成像技术用于诊断、评估的研究逐渐增多[13-15]。张芳等[16]通过红外热成像监测发现，微汗低强度运动干预后身体能量重新分布，体表温差缩小，配合护理干预，对银屑病的治疗具有积极意义。潘晓华等[17-19]采用红外热像仪分别检测练习八段锦、六字诀前后人体督脉线上皮肤温度的变化，发现练习八段锦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，发现练习八段锦可以增强心包经组织能量代谢并改善心功能；此外，采用红外成像技术测定中医导引运动过程中意守有无的对比，可看出中医导引运动过程中意守可促进体表皮肤温度上升，这与中医导引学“三调”理论中的“调心”相呼应。邹雪芳等[20]则通过比较意想前后手太阴肺经红外热像图的变化情况，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[21]通过对导引前期、中期、后期、左右手各部位温度的变化进行测定，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 或P＜0.01），收势后温度迅速下降至练功前水平或略低，得出了“导引运动过程中血的运行随气的加快而加快”的结论，从而为“气为血之帅”理论提供了客观依据。

八段锦作为中医非药物疗法的代表之一，基于红外热成像技术，本研究对107例健康受试者进行了为期12 周的观察，最终通过观察各组受试者干预前后心、心区对照、小肠、肝、胆、脾、胃、左肺、右肺、大肠、左肾、右肾、膀胱、上焦、中焦、下焦等脏腑温度数值的变化，发现八段锦长期干预可提高平人脏腑温度，证实了八段锦促进气血运行、协调脏腑功能的功理功用。本研究结果与八段锦的动作内涵密切相关，而八段锦与中医学的“整体观念”密切相关。八段锦的每一势动作均蕴含着不同的中医学原理，八个动作的先后顺序基本与十二经脉气血流注顺序相应，将每一势动作结合起来，共同构成了八段锦的动作路线与内涵。如八段锦口诀记载，其作为预防及治疗疾病的手段更注重对脏腑的调节作用与效果，八个动作虽对应不同脏腑，但将八个动作组合，对人体的五脏六腑具有整体调节作用。

本研究不足之处在于：首先，仅以八段锦的八个动作为整体进行探究，未对单一动作进行研究，故未能准确得出每一势动作之间的差异性；其次，就研究对象而言，以健康受试者作为研究对象，未对某一特定疾病人群进行研究。针对上述研究存在的问题，后续研究可对八段锦单势动作进行研究，探究每一势动作的特异性；其次，可将疾病人群作为研究对象，对某一特定疾病进行研究，为八段锦用于临床疾病治疗提供理论依据。