人體四肢經(jīng)穴筋膜基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究.pdf

1、經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)是中醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論的核心內(nèi)容，也是當(dāng)前中醫(yī)現(xiàn)代化的研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，圍繞著經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)問(wèn)題，現(xiàn)代多學(xué)科在經(jīng)絡(luò)物質(zhì)基礎(chǔ)、經(jīng)穴的生物學(xué)效應(yīng)、針灸機(jī)制等領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛研究，揭示了大量與經(jīng)絡(luò)有關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)，提出了多種學(xué)說(shuō)，其中經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)的“結(jié)締組織學(xué)說(shuō)”在近年日益成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，越來(lái)越多的研究證實(shí)，結(jié)締組織是經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)。 我們?cè)诔袚?dān)國(guó)家863計(jì)劃“數(shù)字化虛擬中國(guó)人的數(shù)據(jù)集構(gòu)建與海量數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”項(xiàng)目的過(guò)程中，通

2、過(guò)對(duì)人體結(jié)締組織構(gòu)成的筋膜支架進(jìn)行標(biāo)記和計(jì)算機(jī)三維重建，并結(jié)合發(fā)育生物學(xué)觀點(diǎn)，提出遍布全身的結(jié)締組織筋膜支架以干細(xì)胞為核心，在神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的參與下構(gòu)成一個(gè)新的獨(dú)立功能系統(tǒng)--支持儲(chǔ)備及自體監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)本身機(jī)制以及與其他功能系統(tǒng)關(guān)系的研究稱(chēng)為筋膜學(xué)(Fausciology)。在這一理論指導(dǎo)下，我們?cè)锰摂M人數(shù)據(jù)集成功構(gòu)建出與中醫(yī)經(jīng)絡(luò)經(jīng)典記載有很強(qiáng)對(duì)應(yīng)性的影像結(jié)構(gòu)，為經(jīng)絡(luò)與結(jié)締組織的解剖學(xué)相關(guān)提供了重要依據(jù)。 本研究嘗

3、試采用醫(yī)學(xué)影像學(xué)方法，對(duì)人體四肢經(jīng)穴的解剖結(jié)構(gòu)加以觀察，結(jié)合計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)，重點(diǎn)探索經(jīng)絡(luò)走行與筋膜分布密切相關(guān)的規(guī)律，為揭示經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)實(shí)質(zhì)提供新的依據(jù)。 研究目的： 1、通過(guò)超聲影像學(xué)觀察，分析針刺作用于筋膜結(jié)構(gòu)的生理學(xué)特征，探索四肢經(jīng)穴分布與筋膜聚集區(qū)域的內(nèi)在規(guī)律。 2、采用CT、MRI手段，對(duì)人體四肢的結(jié)締組織影像信息進(jìn)行數(shù)字化采集，并把三維重建的結(jié)果與中醫(yī)四肢經(jīng)絡(luò)的走行路線相比較，為揭示經(jīng)絡(luò)的筋膜學(xué)實(shí)

4、質(zhì)提供醫(yī)學(xué)影像學(xué)依據(jù)。 3、把CT、MRI與三維重建技術(shù)相結(jié)合引進(jìn)經(jīng)絡(luò)研究領(lǐng)域，為揭示經(jīng)絡(luò)與穴位的解剖學(xué)實(shí)質(zhì)進(jìn)行方法學(xué)上的創(chuàng)新性研究。 儀器與方法： 1、醫(yī)學(xué)超聲影像學(xué)研究。儀器：荷蘭飛利浦公司制造的IU22全身彩色多普勒超聲波診斷儀，利用超聲波具有實(shí)時(shí)顯像、導(dǎo)向準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、無(wú)X線損害、價(jià)格低廉、靈敏清晰等特點(diǎn)。采用兩種電子線陣高頻探頭，型號(hào)分別是：L17-5、L9-3，全自動(dòng)變頻范圍17-3HMz。超聲是評(píng)

5、估針灸對(duì)組織所產(chǎn)生的生化效應(yīng)的理想方法之一，在提供組織形態(tài)學(xué)和組織生化學(xué)影像信息方面的具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。人體內(nèi)在可視超聲圖像下插入針灸針可以清楚地辨別解剖細(xì)節(jié)，如針?biāo)灤┑慕M織層面(皮膚、皮下組織，肌肉等)及牽動(dòng)的范圍。方法：將超聲探頭置于針灸針旁，用針灸針對(duì)3例志愿者的曲尺、合谷、足三里等中醫(yī)穴位進(jìn)行刺激，觀察針灸針在人體內(nèi)是如何產(chǎn)生組織位移，并對(duì)其發(fā)揮作用的機(jī)制進(jìn)行分析和總結(jié)。 2、16層螺旋CT醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究。儀器：美國(guó)GE公

6、司制造的Lightspeed16層螺旋CT。方法：對(duì)12例人體雙下肢進(jìn)行掃描，掃描層厚7.5～10mm，螺距1.375mm，獲得軸位圖像，平均每例獲取20幅圖像，共獲得240幅雙下肢螺旋CT圖像，以DICOM格式保存。按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及解剖學(xué)識(shí)別，在獲取的16層螺旋CT斷面圖像上標(biāo)記人體肢體結(jié)締組織的聚集處(肌間隔)作標(biāo)記點(diǎn)。點(diǎn)的選擇位置是在肢體結(jié)締組織聚集處作一等腰三角形，取三角形的中心作為標(biāo)記點(diǎn)，用紅色點(diǎn)標(biāo)記，而后將獲得的CT圖像按順序依

7、次疊加，用紅色線條將各點(diǎn)相連，并通過(guò)GE16層螺旋CT的ADW4.2影像工作站做三維重建和透明處理后形成一條紅色連線，然后將這些連線的走行和分布與中醫(yī)書(shū)籍所記載的經(jīng)穴的走行與分布進(jìn)行比較。 3、3.0TMRI醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究及三維重建。儀器：美國(guó)GE公司制造的GESignaExcite3.0T核磁共振成像系統(tǒng)(MRI)。方法：計(jì)劃先在志愿者體表標(biāo)出經(jīng)絡(luò)線及穴位，用注滿(mǎn)造影劑的塑料管固定在經(jīng)絡(luò)線上，然后經(jīng)過(guò)MRI掃描，觀察我們所固定

8、及標(biāo)記在塑料管內(nèi)造影劑之下人體的組織結(jié)構(gòu)主要是由哪些構(gòu)成，分析經(jīng)絡(luò)的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。后又收集16例臨床病人和志愿者的上下肢核磁共振成像，獲取的圖像用DICOM格式保存。選取其中右上肢一例，獲取MRI橫斷面圖像900張，導(dǎo)入AdobePhotoshopcs軟件，逐張將結(jié)締組織聚集處進(jìn)行標(biāo)記，而后用MIMICS11.02軟件進(jìn)行三維重建，并將其結(jié)果與數(shù)字人的重建結(jié)果及中醫(yī)經(jīng)典經(jīng)絡(luò)線進(jìn)行比較。由于存在軟組織與周?chē)M織密度差異的問(wèn)題，先把MRI的D

9、ICOM格式用DICOM查看器轉(zhuǎn)換成BMP格式，將轉(zhuǎn)換好的圖片用personalcompuler機(jī)自帶的AdobePhotoshopcs7.0圖像處理軟件進(jìn)行右上肢軟組織的分割，具體步驟是：打開(kāi)AdobePhotoshopcs7.0圖像處理軟件，找到要分割的圖像并導(dǎo)入，采用套索工具勾畫(huà)出感興趣區(qū)(肌肉間隔處及軟組織聚集處)，通過(guò)選擇反選，剔除其他組織，保存所需興趣區(qū)的圖片等手段處理后，即得到所需要的部分(由于手指部位勾畫(huà)困難，未能標(biāo)出)

10、。 結(jié)果： 1、通過(guò)實(shí)時(shí)觀察超聲波的圖像證實(shí)，針灸針在行針者實(shí)施提插、捻轉(zhuǎn)等動(dòng)作條件下，志愿者出現(xiàn)酸麻脹等“得氣”現(xiàn)象時(shí)，發(fā)現(xiàn)針灸針刺激的曲池、合谷、足三里等穴位一般均在結(jié)締組織內(nèi)或結(jié)締組織較為豐富的區(qū)域，針灸針提插時(shí)可上下帶動(dòng)較深部位的結(jié)締組織、肌腱等并隨之運(yùn)動(dòng)；捻轉(zhuǎn)針灸針時(shí)，可見(jiàn)針灸針周?chē)慕Y(jié)締組織以針灸針為中心做左右纏繞運(yùn)動(dòng)，亦能帶動(dòng)或牽動(dòng)較多的結(jié)締組織隨之運(yùn)動(dòng)。另外，我們通過(guò)超聲圖像觀察還發(fā)現(xiàn)，志愿者的“得氣”感

11、一般出現(xiàn)于針灸針尖到達(dá)肌外膜時(shí)，當(dāng)針尖到達(dá)肌肉層則“得氣”感減弱，若針尖停留在肌外膜并增加刺激，“得氣”感會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。 2、利用GE16層螺旋CT的ADW4.2影像工作站，從收集12例CT的圖像資料中選擇其中一例，對(duì)其雙下肢部位的結(jié)締組織聚集處進(jìn)行3D容積重建(3DVoluneRendering)，三維重建和透明處理后形成一條紅色連線，將這些連線與中醫(yī)經(jīng)穴的走行與分布進(jìn)行比較，結(jié)果呈現(xiàn)明顯的一致性。將該結(jié)果與數(shù)字解剖學(xué)研究相比

12、較，結(jié)果相似，說(shuō)明無(wú)論在人體活體標(biāo)本和尸體標(biāo)本上，通過(guò)CT的橫斷面圖像進(jìn)行標(biāo)記和圖像疊加，均可構(gòu)建出肌間隔之間的連線，其中部分與中醫(yī)記載的經(jīng)絡(luò)走行有很強(qiáng)的相似性。據(jù)此認(rèn)為全身的筋膜有可能是經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)，它作為人體的支持與儲(chǔ)備系統(tǒng)，發(fā)揮著與中醫(yī)傳統(tǒng)理論中經(jīng)絡(luò)作用相似的自體監(jiān)控作用。 3、在3.0TMRI實(shí)驗(yàn)中，先后嘗試采用多種位于體表的經(jīng)絡(luò)標(biāo)記方法實(shí)現(xiàn)磁共振顯像，并與體內(nèi)筋膜聚集規(guī)律相對(duì)比。為此曾用多種造影劑在塑料管內(nèi)灌注并固

13、定于體表，如專(zhuān)用的磁顯葡胺造影劑、魚(yú)肝油溶液、動(dòng)物脂肪榨取液等。通過(guò)十余次實(shí)驗(yàn)及各種儀器條件，結(jié)果在MRI上均不能充分顯像。后通過(guò)獲取的MRI圖像，將分割提取后的肌間隔圖像導(dǎo)入MIMICS11.02三維重建軟件，調(diào)節(jié)域值，重建出經(jīng)絡(luò)的三維圖，并設(shè)置經(jīng)絡(luò)色彩為黃色，保存STL格式備用：導(dǎo)入整個(gè)前臂的MRI數(shù)據(jù)，重建出前臂的整體外形三維模型，保存STL格式。然后將模型導(dǎo)入到FreeFormModelingSystem-自由設(shè)計(jì)模型系統(tǒng)進(jìn)行平

14、滑和去除一些過(guò)多的細(xì)節(jié)和噪聲，并可將各模型在空間上組合和顯示，將前臂設(shè)置為透明狀，可顯示其內(nèi)經(jīng)絡(luò)線的走行，此模型可以放大、縮小和旋轉(zhuǎn)，全方位觀察各結(jié)構(gòu)或細(xì)節(jié)。根據(jù)經(jīng)MIMICS11.02圖像處理后的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)均能在其他獲得的MRI數(shù)據(jù)上建出數(shù)條肢體結(jié)締組織支架和/或連線，且和數(shù)字人的重建結(jié)果大致相似。由于此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作量極為龐大，加上時(shí)間所限，故只完成了一條人右上臂的三維重建。 結(jié)論： 1、醫(yī)學(xué)超聲影像學(xué)研究表明，中醫(yī)

15、用針灸針取穴治療疾病時(shí)，通過(guò)提插、捻轉(zhuǎn)等動(dòng)作行針，可以帶動(dòng)或牽動(dòng)周邊范圍的結(jié)締組織，行針?biāo)鸬能浗M織位移，在提插過(guò)程中更為明顯，此種位移與肌間筋膜的方向相一致。而刺激結(jié)締組織的范圍與強(qiáng)度和得氣感密切相關(guān)，由此初步認(rèn)為，針灸臨床作用機(jī)制在于實(shí)現(xiàn)對(duì)筋膜不同程度的刺激，傳統(tǒng)經(jīng)穴則是筋膜聚集的部位，筋膜學(xué)理論和經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)都把針灸的部位指向筋膜聚集區(qū)，從側(cè)面證實(shí)了筋膜是經(jīng)絡(luò)的解剖學(xué)基礎(chǔ)。 2、16層螺旋CT的醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究結(jié)論，與中醫(yī)經(jīng)穴

16、走行與分布的經(jīng)典記載非常相近，在不同個(gè)體和體質(zhì)狀態(tài)下均能實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)果，從形態(tài)學(xué)角度佐證了經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)和結(jié)締組織密切相關(guān)。該研究方法與基于數(shù)字人的經(jīng)絡(luò)研究方法基本一致，效果也大致相當(dāng)，說(shuō)明通過(guò)一定的人為手段標(biāo)記出人肢體筋膜聚集處，均可構(gòu)建出中醫(yī)經(jīng)典的經(jīng)絡(luò)線。 3、3.0TMRI醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究和圖像的MIMICS11.02三維重建，發(fā)現(xiàn)四肢經(jīng)穴大多數(shù)位于肌間隔疏松結(jié)締組織聚集處，少數(shù)位于神經(jīng)血管束結(jié)締組織，隨著設(shè)定閾值的不同，顯示范圍

17、和數(shù)目也會(huì)有很大差異，而活體和標(biāo)本無(wú)明顯的差異。 上述研究表明，人體四肢重要穴位與結(jié)締組織密切相關(guān)：CT、MRI等醫(yī)學(xué)放射影像學(xué)手段，配合計(jì)算機(jī)軟件處理，能夠在每個(gè)人體上重建出和數(shù)字人技術(shù)類(lèi)似的結(jié)締組織連線，其中四肢部分的連線與經(jīng)絡(luò)經(jīng)典記載的走行與分布非常相近，據(jù)此可認(rèn)為穴位可能是引起結(jié)締組織中的生物感受器產(chǎn)生較強(qiáng)生物學(xué)信息(神經(jīng)信息、細(xì)胞信息、生化信息)的部位。由于幾乎所有人體組織器官的間隙均有結(jié)締組織存在，因此從根本上說(shuō)全身