医用红外热成像技术在骨伤科中的应用进展

    周一未 王为民

    摘 要：医用红外热成像技术是一种利用红外探测器感应人体体表红外热辐射并将之转变为電信号，再经计算机处理转换成平面温度彩色图像，直观的显示出体表温度分布状态的一种技术[1]。1956年美国外科医师首次运用红外扫描技术证实了乳腺癌皮肤温度要高于正常的部位，1961年英国医师拍摄了世界第一张乳腺癌的红外热线图，自此经过50余年的发展，红外热成像技术在医学的临床诊断上得到了广泛的发展与应用，成为医学影像诊断技术中的重要组成部分[2]。

    关键词：医用红外热成像技术;发展与应用;诊断技术

    中医骨伤科学是研究防治人体皮肉、筋骨、气血、脏腑经络损伤与疾患的一门学科。在古代属“折疡”、“金镞”、“疡医”等范畴。骨伤科疾患主要以运动系统方面的疾病为主，运动系统的损伤绝大部分都涵盖了人体体表，虽然临床目前的诊断技术以X线、CT及核磁共振等这些结构影像技术为主，但随着科学技术的发展作为功能影像的医用红外热成像技术的分辨率及清晰度越来越高，近年来已广泛应用在骨伤科疾患的临床诊断上，作为重要的辅助诊断技术之一[3]，现就其应用综述如下。

    1 医用红外热成像技术在骨伤科各个疾病中的应用

    1.1 医用红外热成像技术对肩周炎的诊疗中的应用

    李炜等[4]研究126例患有肩周炎的患者红外热成像图发现：肩周炎患者在急性期时病灶区红外热图呈红或深红色，皮肤温度较健康人高3～4℃，表明该时期病灶组织充血、水肿，局部血管扩张，炎性介质增多，细胞代谢相对旺盛，导致皮肤温度升高;而慢性期其病灶区红外热图呈蓝色或深绿色，皮肤温度较健康人低3～4℃，表明该时期病灶组织黏连，瘢痕组织形成，局部血管收缩，细胞代谢相对减慢，肩部周围肌肉萎缩，导致皮肤温度降低[5]。郭艳萍等[6]研究58例患有肩周炎的患者红外热图对比也发现：急慢性期皮肤温度特点为：急性期>健康受试者>慢性期，同时在治疗的过程中，随着病情的好转，病灶区异常图像面积缩小，温度接近正常范围。说明红外热成像技术对肩周炎急慢性时期的鉴别诊断具有重要意义。苏瑾[7]等对8例肩周炎患者采用三维动态牵伸回旋法治疗，并对其治疗前后的红外热成像图分析发现，经过手法治疗后的色码温值要高于治疗前，说明手法可以使局部皮肤血流流速加快，促进炎症介质的吸收，改善肩关节周围组织的黏连度，可视为手法治疗肩周炎有效的证据。同时也说明医用红外热成像技术在治疗肩周炎的疗效评估提供一定的参考价值。

    1.2 医用红外热成像技术在颈椎病诊疗中的应用价值

    张军等[9]研究74例椎动脉型颈椎病患者经手法治疗前后红外热成像图对比发现：经手法治疗后症状得到改善的患者颈部体表温度高于治疗前，充分说明了中医手法治疗可以改善局部微循环，提高代谢水平，有利于椎动脉供血的恢复，同时表明了在应用医用红外热成像技术可以有助于手法治疗椎动脉型颈椎病的疗效评估。蒋崇博等[8]对36例神经根型颈椎病患者进行红外热像检查后，发现红外成像图异常改变与受累神经节段在体表神经分布区基本相似，病灶区较正常均呈低温改变，由于患侧神经根受累时可刺激相应神经节内的交感神经，引起皮肤血流量降低，导致皮温降低，所以在支配区域出现低温差改变。这表明红外热成像技术对神经根型颈椎病的神经定位诊断具有一定的意义。

    1.3 医用红外热成像技术在KOA诊疗中的应用

    金超等[10]应用红外热成像技术对177例志愿者进行膝骨性关节炎的早期临床筛查，结果显示：红外热成像技术对人体膝关节热分布的差异性显示，实现了利用热成像诊断方法鉴别早期疼痛状态的异常膝关节，诊断率达到90%以上。本研究也证明了红外热成像技术用于早期异常膝关节的诊断与筛查的可行性，对于KOA的早期防治有重要意义。在膝骨性关节炎的中医辨证上对于红外热成像技术的应用也有报道[11]：热痹者其红外热图呈高温差改变，主体为红色，周围温度依次减低，边界不清;痛痹者其红外热图呈低温差改变，主体为绿色，混杂色调较少，边界清晰。宋杰等[12]比较150例膝骨性关节炎患者经针刺治疗前后红外热图发现：KOA患者治疗前患侧膝关节周围皮肤温度普遍较高，大小腿外侧前缘出现不规则片状高温区;针刺治疗后患侧膝关节皮肤温度降低，异常温区范围减小;这说明医用红外热成像技术对KOA的疗效评估具有一定临床意义。

    1.4 医用红外热成像技术在强直性脊柱炎诊疗中的应用

    李自立等[13]研究131例AS患者与100例正常人的红外热图分析比较发现：AS患者的脊背热像图自颈胸至腰骶均呈高温差改变，主区为红色，主要分布在两侧骶棘肌外缘之间，温度平均高于左右两侧1～2.9℃，可见用红外热成像技术在强直性脊柱炎对的诊断上具有显著的临床意义。郭静波等[14]通过对50例早期强直性脊柱炎的患者红外热成像研究表明：50例AS早期患者在骶髂关节区均有明显高温差改变，同时发现温度增高程度与血沉增快程度呈正比，血沉越快温差越大，可以通过治疗前后的温差比较显示出病情的轻重。说明医用红外热成像技术对早期AS患者的诊断及疗效评估均有一定的临床意义。

    1.5 医用红外热成像技术在跟痛症诊疗中的应用价值

    陈巧凤[15]通过分析研究单侧足跟痛患者的健侧与患侧足部（足后侧、胫侧、腓侧及足底）的红外热图发现二者之间足底温度之间的变化有显著性差异，并认为医用红外热成像技术在检测一些出现功能性病变而未出现器质性病变的疾病，可以提前得出阳性结果，在跟痛症的诊断中具有一定的应用价值。

    2 医用红外热成像技术在腰椎间盘突出症诊疗中的地位

    2.1 医用红外热成像技术在腰椎间盘突出证诊断中的应用价值

    2008年统计，我国已有2亿人患有腰椎疾患，腰椎间盘突出症患者占全国总人数的15.2%。随着医疗诊断技术的不断进步，CT、MRI已经可以对腰椎间盘突出症可以定性诊断，但无法客观的显示出突出的椎间盘及其周围神经、血管等软组织功能性的损伤[16]。有研究表明健康人群的热成像图左右分布均匀稳定，具有高度的对称性，而疾病人群体表则会出现热失衡现象，表现为病变反应区或疼痛刺激区皮肤温度高于或低于周边正常组织以及对侧正常组织[17-19]。因此红外热像可以依据不同部位辐射红外线强度可对病变部位、范围等诊断。腰椎神经根受到椎间盘的压迫及刺激，将相应的信号传递给周围的交感神经，导致其神经支配区体表的血管收缩，皮温降低。此外，受压的神经根及其周围组织充血水肿，局部炎症介质等致痛物质增多，表现为局部疼痛，也可表达为异常热区[16]。有研究表明红外热成像技术可以辅助诊断腰椎间盘突出症，特别是对神经根刺激体征的定量诊断作用具有显著效果[20]。肖建斌[21]通过比较50例腰椎间盘突出症患者红外热成像与CT的检测结果，发现在红外热成像技术在诊断腰椎间盘侧后突的灵敏度为90.48%，特异度为66.67%。Chaftezn[22]等研究19例下腰痛患者，经红外热成像技术检查异常的患者，再经CT验证为下腰痛伴神经根性疾病（灵敏度100%，特异度60%）。赵平[23]研究68例腰椎间盘突出症患者的下肢红外热像图分析认为虽然无法精确的定位出腰椎间盘突出症神经受损的节段，但是红外热像图可以显示出健患侧温差程度、患侧冷区面积的大小，这些指标都与神经根刺激体征严重程度成正比。由此可见红外热成像技术相对于CT检查可以更为快捷、直观、无辐射、对人体无任何损伤、并能准确分析交感神经系统改变引起的体表温度的差异性变化，能够较为客观的显示出腰椎间盘突出症相关软组织功能性损伤的程度。也有学者报道腰椎间盘突出症的中医证型与红外热图有一定的对应关系[24]。

    2.2 医用红外热成像技术在腰椎间盘突出症疗效评估中的应用

    卢宇等[25]研究60例腰椎间盘突出症患者治疗前后的红外热图表现：腰椎间盘突出症治疗前红外热像图的特点为腰骶部出现异常高温区，以范围较大的菱梭形热区为主，高温区温度在34℃以上，与周边正常组织有大约4℃以上的温度差，然而患侧下肢部分区域温度降低;治疗后红外热图改善的表现为腰骶部高温区范围的缩小以及高温区温度降低至34℃以下，与周边正常组织温度差未超过4℃，患侧下肢低温区面积较前缩小。由此可见红外热成像技术可以明确的显示出腰椎间盘突出症患者治疗前后体表温差的变化，具备成为腰椎间盘突出症临床疗效的评估指标的潜力。仇湘中等[26]应用红外热成像仪对60例腰椎间盘突出症的患者治疗前后进行检查，同时对这60例患者进行临床疗效评定，并分析临床疗效与红外热像图温差的关系，得出以下结论：不同临床疗效下的患侧肢体温差变化有显著性差异;临床疗效越好，其患侧温差越大;治疗前后患侧肢体红外热像的温差值的变化与治疗前后症候积分的变化值呈正相关。梁学良[27]等运用红外热成像技术比较射频热凝消融术结合臭氧治疗腰椎间盘突出症与传统保守方法治疗腰椎间盘突出症的疗效，并与临床症状改善情况对比分析后发现：射频治疗组有效率高于保守治疗组，并具有显著性差异;同时射频治疗组治疗后的温差明显低于保守治疗组，具有显著性差异;此外还有许多学者[28-30]将医用红外热成像技术应用在腰椎间盘突出症的疗效评估上。这说明医用红外热成像技术能够一定程度的反映腰椎间盘突出症的治疗效果，并具有较大的诊疗意义。

    3 讨论

    随着科技的进步，医用红外热成像技术在骨伤科疾患的应用越来越广泛，现已成为骨伤科中功能影像检查的手段之一。为现有的X线、CT检查、MRI等诸多结构性检查中填补了功能性检查的不足，而且可以对于一些疾病的进展转归进行功能性描述，对于骨伤科一些疾病的临床疗效评估也有客观、直接、便捷、安全、精确等优势。当然医用红外热成像技术还有许多的不足：①红外热像图反映的是人体体表温度的分布，而人体体表温度的变化除受诸多内在因素的影响，还取决于环境、仪器等诸多外在因素，在诸多因素控制不好的情况下，易出现比较大的检查误差。②每个疾病导致的体表温度变化的特性都不一样，现缺乏对这些疾病进行大样本的红外热成像检查，导致无法针对的制定出相应的红外热成像的检查标准。③红外热成像技术只能针对体表温度的分布做出定性的诊断，难以对病变的部位进行准确的定位。虽然医用红外热成像技术还有以上不足，但它的优势也是不可忽视的，特别是作为一种安全、快捷且有效的诊断方法，现在已经广泛地应用于多种骨伤科疾患的临床诊疗，并与诸多结构性检查方法相结合，可以更全面地分析疾患的特点、进展及疗效评估，并能与传统的中医辨证分型结合起来，客观地分析疾病的病因病机，为骨伤科基础与临床研究添砖加瓦。

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    作者简介：周一未（1992—），男，硕士研究生，研究方向：腰椎间盘突出症的保守治疗。

    *通讯作者：王为民（1968—），男，硕士，主任医师，研究方向：各种脊椎病的中医治疗和研究。