紅外熱成像在膝骨關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用探析

寇趙淅　趙明宇　張向東　廉杰　趙啟　王秋生

【摘 要】 自紅外熱成像技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用以來，彌補了諸多疾病在診療中存在的缺陷和不足，促進了醫(yī)學(xué)的發(fā)展。探析紅外熱成像技術(shù)在膝骨關(guān)節(jié)炎的早期輔助診斷、辨證分型、病灶區(qū)的分布規(guī)律及療效評價中的應(yīng)用，分析其影響因素及目前存在的問題與不足，以期為膝骨關(guān)節(jié)炎的臨床診療及研究提供有益借鑒。

【關(guān)鍵詞】 骨關(guān)節(jié)炎，膝;紅外熱成像;應(yīng)用探析;綜述

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是以關(guān)節(jié)軟骨退行性變及軟骨下骨增生退變?yōu)橹鞯耐诵行约膊。桥R床骨傷科常見病、多發(fā)病。膝關(guān)節(jié)腫脹、疼痛及起蹲、上下樓等功能受限為主要臨床表現(xiàn)，病程反復(fù)、遷延難愈，久治不愈可致關(guān)節(jié)畸形，且多發(fā)于中老年女性，嚴(yán)重影響中老年人的生活質(zhì)量[1]。因此，早期診斷和及時、精準(zhǔn)治療的重要性不言而喻。紅外熱成像（infrared thermography，IRT）技術(shù)利用紅外遙感原理，感應(yīng)并采集人體體表紅外輻射信號，通過數(shù)字轉(zhuǎn)化形成偽色彩熱圖，然后由專業(yè)醫(yī)師對其分析，從而判斷病變部位、疾病性質(zhì)、分布規(guī)律及病變程度，輔助疾病診斷與治療。本文從IRT技術(shù)在KOA的早期輔助診斷、辨證分型、病灶區(qū)的分布規(guī)律及療效評價中的應(yīng)用等4個方面進行論述，分析其影響因素及目前存在的問題與不足，為臨床診療及研究提供有益借鑒。

1 IRT技術(shù)在KOA早期輔助診斷中的應(yīng)用

現(xiàn)代研究表明，骨關(guān)節(jié)炎并非單一的臨床病變，其發(fā)生、發(fā)展涉及軟骨、肌肉、滑膜等組織，病理機制極為復(fù)雜[2]。臨床KOA的診斷基本建立在臨床癥狀（膝關(guān)節(jié)腫脹、疼痛、功能受限）與現(xiàn)代影像學(xué)檢查（X線、CT及MRI示半月板、交叉韌帶、副韌帶等軟組織損傷、骨髓水腫、關(guān)節(jié)間隙變窄、骨刺及畸形）基礎(chǔ)上，但是結(jié)構(gòu)性改變多在KOA病變中晚期出現(xiàn)，加之患者拖延就診，往往會錯過早期治療，所以早期診斷非常重要。IRT技術(shù)可捕獲人體表面溫度分布差異，了解與人體生理病理密切相關(guān)的組織熱學(xué)、代謝，可輔助判定膝關(guān)節(jié)病變的早期征兆，為提供早期、及時而準(zhǔn)確的治療方案奠定基礎(chǔ)。有研究指出，髕骨區(qū)域的表面溫度變化與KOA的病變程度有一定相關(guān)性[3]?；诖耍鸪萚4]從KOA早期疼痛癥狀著手，利用IRT成像原理并結(jié)合生理病理學(xué)、生物傳導(dǎo)學(xué)，經(jīng)臨床數(shù)據(jù)處理、分析，研究出以髕骨區(qū)為中心的子區(qū)熱成像篩查方法，為KOA早期診斷及熱生理學(xué)提供有益參考，進一步可為KOA大規(guī)模早期篩查及體檢所用。鄭鋒禮[5]研究發(fā)現(xiàn)，患膝的溫度變化與其腫脹、疼痛、畸形，以及X線是否有關(guān)節(jié)間隙狹窄密切相關(guān)，而與性別、發(fā)病部位無明顯關(guān)聯(lián)性;而且通過止血帶加壓測得的溫度變化證實，加壓后患膝的血流瘀滯變緩，局部溫度升高，認為KOA的形成與血流狀態(tài)的改變有一定關(guān)聯(lián)。相關(guān)研究證實，雖然X線依然是骨關(guān)節(jié)炎的標(biāo)準(zhǔn)臨床診斷技術(shù)，但熱成像技術(shù)有望在X線能看出關(guān)節(jié)變化之前檢測出該類疾病出現(xiàn)的骨與關(guān)節(jié)病變[6]。張冀東等[7]亦認為，疾病在器質(zhì)性病變前就有組織代謝及血流等改變，因此在體表溫度上會呈現(xiàn)出異常變化，IRT技術(shù)借此捕捉溫度差異，可分析出早期病變，這在中醫(yī)“治未病”領(lǐng)域有獨特優(yōu)勢。IRT在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展尚處于初步階段，筆者認為，雖然IRT可為KOA早期診斷提供依據(jù)，但IRT僅僅提供與疾病相關(guān)的熱生理狀態(tài)信息，無法捕獲其結(jié)構(gòu)病變。IRT應(yīng)該只是較X線提早診斷，而核磁共振和超聲在KOA早期可提供半月板、交叉韌帶、副韌帶等軟組織損傷、骨髓水腫等詳情。目前，尚無IRT、MRI及超聲對KOA診斷的數(shù)據(jù)對比研究報道。筆者認為，作為早期輔助診斷，IRT技術(shù)與現(xiàn)代影像技術(shù)相結(jié)合的診斷方法將提高KOA的診斷率，也是下一步探索的方向。目前，IRT技術(shù)探索KOA早期診斷的臨床報道較少，有待進一步深入探究。

2 IRT技術(shù)在KOA辨證分型中的應(yīng)用

望、聞、問、切四診合參是中醫(yī)辨證分型的診斷關(guān)鍵要素。由于受諸多因素影響，中醫(yī)辨證分型尚需更客觀化的依據(jù)。唐皓等[8]為探究IRT技術(shù)與KOA中醫(yī)辨證分型間的關(guān)聯(lián)，將150例患者按肝腎不足、筋脈瘀滯證（筋脈瘀滯組），脾腎兩虛、濕注骨節(jié)證（濕注骨節(jié)組），肝腎虧虛、痰瘀交阻證（痰瘀交阻組）分組，每組50例，同時將50例健康者作為對照組，分別用IRT掃描膝關(guān)節(jié)脛側(cè)、腓側(cè)、前側(cè)面，通過比較各區(qū)域體表溫度發(fā)現(xiàn)，患側(cè)相應(yīng)區(qū)域溫度與健側(cè)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）;筋脈瘀滯組與痰瘀交阻組患膝溫度比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05）;濕注骨節(jié)組與筋脈瘀滯組、痰瘀交阻組患膝溫度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）;筋脈瘀滯組、痰瘀交阻組與對照組脛側(cè)溫度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）;濕注骨節(jié)組與對照組腓側(cè)健膝比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）。通過病變區(qū)體表溫度檢測，IRT技術(shù)可作為KOA中醫(yī)辨證分型的依據(jù)，為本病發(fā)病機制探索提供新思路，更為辨證論治及療效評價奠定基礎(chǔ)。劉云等[9]分別對熱痹組、痛痹組及健康組進行膝關(guān)節(jié)前側(cè)、外側(cè)、內(nèi)側(cè)紅外線掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱痹組呈高溫充血型，痛痹組呈低溫瘀血型，健康組則呈等溫型，證明IRT技術(shù)可輔助辨證熱痹與痛痹，為其辨證分型提供可視化佐證。KOA屬中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇。李東云等[10-11]詳細論述IRT技術(shù)在中醫(yī)痹證中的應(yīng)用，可輔助早期診斷，為患者精準(zhǔn)施治奠定基礎(chǔ)。張文征等[12]利用IRT技術(shù)辨析不明性質(zhì)的疼痛以探討發(fā)病機制及分型發(fā)現(xiàn)，無論在直觀圖還是數(shù)據(jù)論證上，IRT均可作為臨床辨證論治的客觀指標(biāo)，不僅可實現(xiàn)中醫(yī)辨證分型，還可確定西醫(yī)辨病分型，而且為發(fā)病機制探索拓展思路[13-14]。張宜等[15]進一步研究發(fā)現(xiàn)，KOA不僅是局部病變，從臟腑辨證看與腎陽虛和心脾陽虛有關(guān)，IRT斷層掃描技術(shù)可辨別陽虛及其兼證，并以此調(diào)整用藥。張斌青等[16]研究發(fā)現(xiàn)，骨關(guān)節(jié)病的高溫紅外熱成像圖可分為充血型、混合型、瘀血型3類，這為KOA治療提供客觀指導(dǎo)依據(jù)。張冀東等[17]通過體質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，頭面部及四肢是評價陽虛體質(zhì)的最佳敏感部位，進一步研究證實，IRT技術(shù)對膝部、股后區(qū)與小腿后區(qū)熱值差異的研究具有可重復(fù)性，這為IRT技術(shù)在KOA辨證分型提供有力依據(jù)。筆者認為，IRT是基于體表寒熱溫度差異來實現(xiàn)辨證分型，為中醫(yī)辨證分型提供佐證，為精準(zhǔn)施治提供導(dǎo)向。任何一項新生事物的發(fā)展都有待完善，其初步探索存在如下問題：①IRT技術(shù)對操作環(huán)境有著嚴(yán)苛的要求，操作室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速及室內(nèi)外溫度差異、測溫距離、墻壁的輻射等影響因素有待進一步研究與規(guī)范。②體質(zhì)差異及患膝體表溫度變化不明顯等因素，亦有待深入探究。

3 IRT技術(shù)在KOA病灶點分布規(guī)律中的應(yīng)用

KOA的疼痛點或病灶區(qū)有其自身分布規(guī)律，傳統(tǒng)單一的觸診及經(jīng)絡(luò)辨證缺乏客觀化的依據(jù)，IRT技術(shù)為其提供了新的突破點。董寶強等[18]在經(jīng)筋理論指導(dǎo)下，采用觸診法找出KOA病灶點，分別對患膝及正常人膝部經(jīng)筋病灶點體表溫度及循行部位進行IRT掃面。結(jié)果表明，足陽明經(jīng)筋、足太陰經(jīng)筋與KOA有密切關(guān)聯(lián)，髕上、髕外經(jīng)筋病灶點及患膝周圍溫度降低明顯，這可能與髕骨周圍肌肉和血供較少有關(guān)，也可能與KOA患者多感受風(fēng)寒有直接聯(lián)系。徐琳[19]通過研究亦證實，足陽明筋經(jīng)和足太陰筋經(jīng)與KOA有密切關(guān)系，其紅外高溫異常點具有循經(jīng)筋特性。吳思等[20]研究證實，IRT可測得KOA疼痛部位（以內(nèi)外側(cè)膝眼、髕上囊及鵝足囊為主），急性期KOA痛點區(qū)溫度升高，慢性期則溫度較低，這與“初病在經(jīng)”“久病在絡(luò)”理論不謀而合。初病時，常見膝部腫脹、疼痛、皮溫升高，可謂“初病在經(jīng)”;久病則常見隱痛、畏風(fēng)怕寒、肢冷，可謂“久病在絡(luò)”。筆者認為，IRT技術(shù)可借助體表溫度變化以辨寒熱虛實，為KOA痛點或病灶區(qū)分布規(guī)律提供客觀依據(jù)，應(yīng)與臨床醫(yī)師的經(jīng)驗充分結(jié)合，以此為導(dǎo)向，選擇針對性治療。

4 IRT技術(shù)在KOA臨床療效評價中的應(yīng)用

以中醫(yī)藥為主的非手術(shù)療法治療KOA有著良好的療效，但其療效評估多以患者自身疼痛感受及功能改善為主，缺乏高質(zhì)量的客觀評價。宋杰等[21]將150例KOA患者隨機分為經(jīng)穴組、經(jīng)筋辨證組和結(jié)合組，分別進行針刺傳統(tǒng)經(jīng)穴、循經(jīng)筋阿是穴及兩者結(jié)合等治療，并在治療后采用IRT技術(shù)分析體表溫度變化情況。結(jié)果顯示，經(jīng)穴組總有效率為84%，經(jīng)筋辨證組總有效率為92%，結(jié)合組則高達98%。研究證實，IRT技術(shù)在評價KOA療效中有一定佐證意義，基于IRT技術(shù)證實了針刺經(jīng)筋穴及經(jīng)穴治療KOA療效顯著。劉云等[22]對20例寒濕痹阻型KOA患者給予桂芍知母湯聯(lián)合中藥熏洗治療，在治療前后分別對患者雙膝前側(cè)進行IRT掃描，發(fā)現(xiàn)所有患者治療前IRT均為低溫瘀血型，治療后則為等溫型，并且治療后VAS評分降低，JOA評分升高。證實IRT技術(shù)在一定程度上反映KOA臨床療效，為中醫(yī)藥治療KOA提供了客觀的療效評價。劉云等[23]對60例KOA患者采用柔肝化痰法治療1個月后，膝周壓痛指數(shù)、關(guān)節(jié)腫脹度、VAS評分與治療前比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05）;治療前后膝前、后、外側(cè)溫度變化與癥狀改善存在正相關(guān)，再次證實IRT可作為KOA療效評定的輔助工具。趙名媛[24]對23例KOA患者治療前后患肢膝關(guān)節(jié)前側(cè)、內(nèi)側(cè)、外側(cè)溫度進行IRT掃描，并采用VAS評分及WOMAC評分進行對比分析，發(fā)現(xiàn)KOA的紅外熱圖溫度與膝關(guān)節(jié)療效評分呈正相關(guān)。IRT技術(shù)可以作為評定KOA臨床療效的一種客觀評價指標(biāo)，為其提供客觀依據(jù)。劉立會[25]運用IRT技術(shù)對40例KOA患者掃面，記錄針灸治療前后雙側(cè)髕骨下、脛骨內(nèi)髁、髕內(nèi)下、足三里次、陰陵上、委陽次、承山外等結(jié)筋病灶點的紅外溫度，并比較患者治療前后VAS評分、WOMAC評分變化，結(jié)果提示可以通過結(jié)筋病灶點紅外溫度診斷KOA，并為評價針刺療效提供客觀、可視化依據(jù)。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，本文通過對IRT技術(shù)在KOA早期輔助診斷、辨證分型、病灶區(qū)分布規(guī)律及臨床療效評價中進行初步探索，為KOA的診療提供了客觀性依據(jù)，拓展了新思路，但高質(zhì)量、高級別的相關(guān)研究有待深一步開展。IRT在醫(yī)學(xué)實踐中還存在種種困惑[26]：①成像檢測的局限性，體表溫度處于變化中，不是恒定不變的，不同的部位、不同的時間點檢測的溫度可能也不一樣;②缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的臨床診斷指南，多憑臨床醫(yī)師經(jīng)驗;③嚴(yán)苛的操作環(huán)境要求，如操作室內(nèi)的空氣濕度、溫度、風(fēng)速、墻壁的厚度及室內(nèi)外溫差、測溫的距離等，有待進一步研究與規(guī)范;④專業(yè)人員的操作技能，醫(yī)用IRT技術(shù)處于萌芽、發(fā)展的新階段，缺乏專門的機構(gòu)認證，專業(yè)人員的技能培訓(xùn)尚處于探索中。盡管IRT技術(shù)面臨著若干問題，IRT在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用已邁開探索的腳步，希望IRT在KOA發(fā)病機制、中醫(yī)辨證分型、病灶分布規(guī)律及療效評價等方面有進一步深入的探究，為其診療提供更有價值的客觀依據(jù)。

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收稿日期：2019-03-10;修回日期：2019-06-03