紅外熱成像技術(shù)在臨床疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用進(jìn)展

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志 Chinese Journal of Medical Imaging 光· 931 · 學(xué)成像 Optical Imaging

紅外熱成像技術(shù)在臨床疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用進(jìn)展

方鎮(zhèn)洙　舒　帆　袁紹忠　楊　榮　張　浩　綜述　　武　凌　審校

【關(guān)鍵詞】疼痛；譜學(xué)，近紅外線；評定標(biāo)準(zhǔn)

【中國圖書資料分類法分類號】R441.1；R445.7

      疼痛雖然是一種主觀感覺，但其相對應(yīng)的組織或器官一般都會出現(xiàn)炎癥（感染性或非感染性炎癥）反應(yīng)，局部會產(chǎn)生熱態(tài)（熱場）的變化，只是由于以往缺少相應(yīng)的疼痛檢測技術(shù)，臨床醫(yī)師難以了解與掌控疼痛及其療效判斷。目前先進(jìn)的紅外設(shè)備溫度分辨率已達(dá)到0.05 ～ 0.08℃，對組織器官的熱態(tài)變化檢測非常敏感，這為臨床開展疼痛研究和診療工作提供了新的影像技術(shù)手段, 且該技術(shù)為非接觸性、低耗能、無輻射、無損傷、**有效，便于信息儲存，是一項具有前瞻性的研究項目和值得推廣的新技術(shù)。本文就紅外熱成像技術(shù)在評定運動系統(tǒng)疼痛中的應(yīng)用進(jìn)展作一綜述。（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

1　體熱醫(yī)學(xué)歷史（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

人體皮膚表面布滿豐富的神經(jīng)、血管末梢，自主神經(jīng)通過調(diào)節(jié)皮下血管流量維持人體不同部位的溫度。如果人體有某些病理、生理變化，往往出現(xiàn)體表溫度的變化。歷代諸多學(xué)者關(guān)注人體局灶皮膚溫度變化，特別是人體不對稱性溫度改變。公元前400 年稀臘Hippocrates 已掌握了人體體表溫度分布規(guī)律，在體表涂抹薄層黏土，優(yōu)先干燥部位提示病灶位置，這就是體熱診斷技術(shù)的創(chuàng)始[1]。此后，更**的體溫測試儀器陸續(xù)問世，1592 年，Galileo 開始發(fā)明Thermoscope，后來Jean Rey（1630）、Roemer（1702）、Fahrenheit（1714）、Celsius（1742）等發(fā)明創(chuàng)造了各種溫度測試儀器[2]。臨床醫(yī)學(xué)用體溫計于1871 年由Wunderlich 首先發(fā)明[3]。與此同時，William Herschel 于1800 年發(fā)現(xiàn)了紅外線，40 年后，他的兒子John G. Herschel 研究了紅外線處理方法，并且命名為紅外熱圖[2，3]。關(guān)于紅外線應(yīng)用技術(shù)從**次世界大戰(zhàn)后開始廣泛應(yīng)用，Leo Massopurt 于1948 年開始臨床使用接觸人體的紅外熱成像技術(shù)[4]。1956 年，Lawson 依據(jù)1929 年Czerny開發(fā)研制的Evaporograph 觀察了乳腺癌組織高溫度成像[5]。*初皮膚溫度測試采用不同金屬的Thermocoupling 或者用油的Evaporograph，后來采用便宜又靈敏的液晶近紅外檢查技術(shù)[3，4]。該液晶接觸式近紅外測試儀根據(jù)溫度變化呈現(xiàn)色彩改變，但因為接觸人體皮膚使人們產(chǎn)生不快感，之后又出現(xiàn)超薄布面式近紅外儀。Duensing 于1973 年**采用紅外熱成像技術(shù)診斷神經(jīng)肌肉**；1982 年，Pochaczevsky 和Wexler **采用近紅外液晶熱成像裝置診斷腰椎間盤突出癥Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2011.12.016的神經(jīng)根性熱成像現(xiàn)象[4~6]。1985 年，Mills 針對腰椎管狹窄癥采用了單純彩色熱圖比較構(gòu)圖基礎(chǔ)，對上、下肢劃分具體部位，測試了更加客觀的溫度差異[3，6]。然而，液晶體熱檢查溫度色彩變化變性因素多，特別是體表凹凸部位及廣面積體熱測試較困難。隨著電子計算機的出現(xiàn)及電子理工技術(shù)的發(fā)展，計算機紅外熱成像診斷系統(tǒng)已得到成功開發(fā)。再不必經(jīng)人體接觸，可以自然姿態(tài)進(jìn)行檢測，而且也可以測定人體病灶細(xì)微的溫度變化[2，5，6]。

2　紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用價值（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

紅外熱成像診斷原理是檢測人體皮膚表面自然放出的極微量紅外線，以彩**像顯示的方法利用電子計算機檢查人體疼痛部位及其他**部位細(xì)微的溫度變化。即對受刺激的感覺神經(jīng)纖維有無疼痛做出客觀視覺評價、測定的有效診斷方法[2，7]。紅外熱成像診斷技術(shù)正在持續(xù)發(fā)展，目前主要用于評估脊髓及周圍神經(jīng)損傷等神經(jīng)系統(tǒng)**、靜脈瘤及深部血栓癥等血管**、肌腱膜疼痛綜合征、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等關(guān)節(jié)骨骼**以及運動損傷、乳腺癌等腫瘤早期診斷及相關(guān)多種疼痛綜合征及皮膚病的診斷[2，7，8]。值得一提的是，近來國外有關(guān)法醫(yī)學(xué)問題，鑒別真?zhèn)翁弁捶矫鎽?yīng)用急劇增多，在案件偵破及量刑時起到了關(guān)鍵性的作用[9]。在口腔科、耳鼻喉科及預(yù)防醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用也在探索中[10]。此外，*近我國中醫(yī)學(xué)術(shù)界也在積極研究紅外熱成像中醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，重整中醫(yī)基礎(chǔ)理論“寒熱”概念及“經(jīng)絡(luò)”、“經(jīng)穴”的客觀化，針灸及****前后經(jīng)過比較分析，在協(xié)助中醫(yī)辨證施治理論研究，協(xié)助提高療效、縮短療程方面得到廣泛應(yīng)用[11，12]。紅外熱成像診斷技術(shù)不同于檢查人體解剖結(jié)構(gòu)的CT 或者M(jìn)RI 等影像學(xué)裝備，檢查不是采用放射線而是檢測人體自然放出的波長8 ～ 12μm 的紅外線，所以具有非侵襲、**、可反復(fù)檢測的優(yōu)點，同時對其他臨床檢查方法有良好的輔助診斷作用。

3　紅外熱成像技術(shù)的主要應(yīng)用（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

目前上述紅外熱成像技術(shù)使客觀診斷疼痛及相關(guān)綜合征成為可能, 并且可以對各種****前后進(jìn)行比較。越來越【作者單位】寧波市第九醫(yī)院骨科　浙江寧波　315000

【通訊作者】武　凌　E-mail: wuling198544@163.com

【基金支持或者利益申明】 2011 年浙江省衛(wèi)生適宜技術(shù)成果

轉(zhuǎn)化計劃（編號：10411968000）

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志 Chinese Journal 光學(xué)成像 Optical Imaging · 932 · of Medical Imaging多的醫(yī)務(wù)人員開始應(yīng)用該技術(shù)對**的**過程及**狀況

應(yīng)用領(lǐng)域**脊柱及周圍神經(jīng)系統(tǒng)**急 慢性腰痛、腰椎間盤突出癥及椎管狹窄癥、脊髓損傷、周圍神經(jīng)損傷、面神經(jīng)麻痹、自主神經(jīng)損傷、多汗癥、腕管綜合征等心、腦血管**腦 梗死及癥候群、深部靜脈**、靜脈瘤、血栓閉塞性脈管炎、雷諾癥（Raynaud's）、血管系統(tǒng)炎癥性**等骨骼肌**骨 骼肌肉筋膜疼痛癥候群、感覺神經(jīng)異常癥、骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肌肉韌帶痙攣、扭傷及挫傷等耳鼻喉、口腔**副鼻竇炎、下頜關(guān)節(jié)炎等

泌尿生殖系**睪丸靜脈瘤、脊髓神經(jīng)損傷性性功能減退等腫瘤乳腺癌早期檢查、甲狀腺**等皮膚病**、皰疹、濕疹、過敏性皮膚炎、皮膚移植術(shù)后效果判定等

表1　紅外熱成像診斷檢查主要應(yīng)用

4　紅外熱成像診斷標(biāo)準(zhǔn)（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

4.1　關(guān)于體表溫度分布的正常數(shù)值　體表溫度的正常數(shù)值在紅外熱成像診斷時起著非常重要的作用。然而，人體體溫隨著不同的解剖部位、病理生理變化、環(huán)境影響而變化，目前臨床實際應(yīng)用中很難獲得絕度的**數(shù)值。這是紅外熱成像診斷的*大問題之一。外部影響環(huán)節(jié)主要有熱對流、熱放射和熱蒸發(fā)[14]。

4.2　診斷方法[9，15]

4.2.1　左右對比　是測試人體左右對稱部位健側(cè)與患側(cè)溫差的比較對照的方法。目前這種方法能克服大部分來自外界的影響因素，是在診斷方面*多采用的方法。

4.2.2　體表熱型（thermatome）　血管性熱型（angiologicthermatome）：皮膚局部表面溫度直接與皮下血流有關(guān)，當(dāng)局部出現(xiàn)動脈、靜脈血流異常時可出現(xiàn)局部異常熱型；神經(jīng)性熱型（dermatomal thermatome）：肢體皮膚規(guī)律帶狀分布著脊髓錐體束周圍神經(jīng)，當(dāng)脊髓受損時，通過自主神經(jīng)反射，調(diào)整相應(yīng)肢體皮下小血管，這時出現(xiàn)局部皮膚溫度改變；肌肉性熱型（myotomal thermatome）：神經(jīng)性熱型往往伴肌肉性熱進(jìn)行量化[2，10，13]（表1）。型，運動損傷方面局部肌肉急、慢性損傷出現(xiàn)局灶性熱圖變化；代謝性熱型（metabolic thermatome）：局部組織代謝相關(guān)的炎癥、腫瘤等出現(xiàn)的高溫?zé)釄D。乳腺腫瘤比較表淺，所以容易早期出現(xiàn)局灶性代謝性熱圖。

4.2.3　其他診斷方法　以往檢測是在人體與環(huán)境保持所謂穩(wěn)定均衡條件下進(jìn)行的，但很難維持或排除人體全身及環(huán)境因素的影響，如患者食物情況、檢測中的聲音、光線刺激等，均無法控制，于是近期出現(xiàn)了各種檢測手段。負(fù)荷病態(tài)生理檢測方法：局部或全身增加負(fù)荷，改變外環(huán)境，如雙手放入冷水或熱水觀察溫度變化；動態(tài)系列熱像檢測方法：觀察動態(tài)熱像變化，如服藥后通過體熱變化觀察藥效變化等。

5　運動系統(tǒng)熱像判讀（醫(yī)用紅外熱成像在疼痛評定標(biāo)準(zhǔn)中的進(jìn)展）

5.1　檢查對象　人體骨關(guān)節(jié)、肌肉、周圍神經(jīng)等運動系統(tǒng)損傷及**時出現(xiàn)酸脹、麻木，甚至疼痛時均可行紅外熱像檢查。如骨關(guān)節(jié)**：肩、髖、膝骨性關(guān)節(jié)炎，頸、腰椎間盤突出癥，椎管狹窄癥；周圍神經(jīng)**：末梢神經(jīng)炎、偏癱、四肢骨筋膜軟組織損傷及炎癥等綜合征（圖1）[16]。圖1　正常人與頸肩痛患者紅外熱像圖比較。A．正常人熱像圖；B．急性頸肩痛熱像圖；C．左肩慢性肩周炎熱像圖A B C中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜hinese Journal of Medical Imaging 光· 933 · 學(xué)成像 Optical Imaging

5.2　熱像判讀方法　獲得準(zhǔn)確的評估運動系統(tǒng)熱像，不僅要掌握運動系統(tǒng)各種熱圖特性，而且要熟悉相關(guān)運動系統(tǒng)**的發(fā)病機制，因為熱圖判讀需要與臨床癥狀以及其他影像診斷相結(jié)合，就能得出準(zhǔn)確的功能性和結(jié)構(gòu)性診斷。判讀注意事項：首先整體觀察熱圖，然后根據(jù)臨床體征對可疑部位仔細(xì)檢查；四肢左右對稱性熱圖比較，本法判讀運動系**熱圖非常有意義；觀察局灶性高溫或低溫區(qū)比觀察正常體溫更重要；如發(fā)現(xiàn)左右不對稱熱型，應(yīng)測算溫差

（ΔT）。檢測時充分考慮局部解剖學(xué)分布特點，判讀時注意文獻(xiàn) ΔT 意義

Hwang[19] 1℃↑ 58 名健康成年人左右側(cè)肢體溫差比較

Gratt[20] 1℃↑ 液晶近紅外溫差ΔT ＞ 1℃為非正常

Feldman[21] 0.3℃↑ 下肢ΔT ＞ 0.3℃而上肢ΔT ＞ 1℃時臨床有意義

Pochaczevsky[22] 0.3℃↑ ΔT ＞ 0.6℃時有臨床意義

Uematsu[23] 0.3℃↑ ΔT ＞ 0.3℃時有臨床意義

Oh[24] 0.5℃↑ ΔT ＞ 0.5 時有臨床意義

王紅星[14]、方鎮(zhèn)洙[25] 0.5 ～ 0.7℃ ΔT ＞ 0.5 ～ 0.7℃時有臨床意義

詢問**性神經(jīng)肌肉障礙病史。

美國醫(yī)學(xué)會(American Medical Association, AMA) 指出，兩側(cè)體熱不對稱分布是紅外熱成像診斷判讀時的關(guān)鍵因素[17]。根據(jù)正常生理反應(yīng)，人體溫度通過脊髓神經(jīng)**雙側(cè)肢體對稱性調(diào)節(jié)體熱分布。一般情況下，左右體部溫度差平均在0.3℃以內(nèi)[17，18]。然而體熱分布出現(xiàn)明顯的非對稱時，臨床上認(rèn)為是病癥的表現(xiàn)。關(guān)于各種**的不同溫度差變化，許多學(xué)者做了大量的臨床研究（表2）。表2　紅外熱成像技術(shù)**診斷意義溫差說明紅外熱成像熱圖所顯示的并非局部的**分布溫度值，而是顯示即時左右部位相對溫度差。此外，隨著檢查時間的變化，局部溫度**值改變并不能代表異常征象；而且ΔT變化不是簡單的疼痛現(xiàn)象表現(xiàn)，而是特征性疼痛綜合征現(xiàn)象，提示機體相關(guān)病理生理變化。筆者認(rèn)為，熱圖判讀原則上應(yīng)當(dāng)是當(dāng)日即時左右對比熱圖分布變化，才具有重要意義。

6　紅外熱成像技術(shù)展望

現(xiàn)代紅外影像技術(shù)是近十幾年發(fā)展起來的, 屬功能性影像技術(shù), 它與傳統(tǒng)的紅外影像技術(shù)有著本質(zhì)的認(rèn)識區(qū)別和技術(shù)飛躍, 也不同于B 超、CT、MRI 等結(jié)構(gòu)性影像技術(shù)，具有動態(tài)性特點，定位定量檢測有待于繼續(xù)開發(fā)，還沒有達(dá)到其發(fā)展規(guī)模和成熟度，因此其臨床應(yīng)用尚需大量的循證醫(yī)學(xué)研究證實，有必要抓住本研究運動系統(tǒng)主要疼痛性**建立評估標(biāo)準(zhǔn)。存在的風(fēng)險與主要問題是熱態(tài)差值測量的穩(wěn)定性有待深入研究，在建立評估標(biāo)準(zhǔn)的同時需要不斷完善和升級數(shù)字紅外影像技術(shù)的軟件分析系統(tǒng), 保證定位定量測定的穩(wěn)定性與建立標(biāo)準(zhǔn)的可靠性。

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【收稿日期】2011-05-05　【修回日期】2011-09-09

（責(zé)任編輯　于曉紅）

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