李洪娟¹ 孙涛² 相乐康¹ 王雨婷¹

【摘要】 

目的：获得正常人人体中医红外成像特征( 人体热结构) 。

方法：利用红外成像中医检测系统对 1668 例正常体检人群进行红外成像检测，获得研究目标人群督任脉、三焦以及脏腑对应区域平均温度差( 人体热 结构) 。采用 SSPS 20.0 统计学软件，分析研究正常人群人体热结构数据。结果获得目标人群人体热结构均值。 

结论：通过研究首次采用非平衡态热力学理论，按照中医理论对人体正常热结构进行分析，发现正常人体热结构符合非平衡热力系统的耗散结构，中医术语“阴平阳秘”在红外成像检测中成为客观数据判定的方法。研究结果可为未来红外成像检测应用于中医临床和基础研究领域提供参考数据。 

【关键词】 中医红外成像检测；非平衡态热力学；正常人体热结构 

【中图分类号】Ｒ445          【文献标识码】A

Ｒesearch on the Characteristics of Infrared Imaging of Normal Human Body Based on Traditional Chinese Medicine 

LI Hong － juan1 ，SUN Tao 2 ，XIANG Le － kang 1 ，WANG Yu － ting 1 

( 1． College of life sciences，Beijing University of traditional Chinese Medicine，Bejing 100029; 2． Sub － health Committee of Chinese Academy of Traditional Chinese medicine，Bejing 100029) 

【Abstract】 Objective To obtain the infrared imaging features( thermal structure) of human body． Methods The infrared imaging TCM detection software was used to detect the infrared imaging of 1668 healthy people，and the average temperature difference( human thermal structure) of Du － Ｒen channels，triple energizer and viscera corresponding regions of the target population was obtained． Using SSPS20． 0 software，the thermal structure data of normal people were analyzed． Ｒesults The mean thermal structure of the target population was obtained． Conclusion In this study，the non － equilibrium thermodynamic theory is used for the first time，and the normal thermal structure of human body is analyzed according to the theory of traditional Chinese medicine． It is found that the thermal structure of normal human body conforms to the dissipative structure of non － equilibrium thermal system． The TCM term“Yin Ping Yang Mi”has become an objective data judgment method in infrared imaging detection． The results of this study provide reference data for clinical and basic research of infrared TCM in the future．

 【Keywords】 Infrared Imaging Detection of Traditional Chinese Medicine; Non Equilibrium Thermodynamics; Normal Human Body Thermal Structure.

医用红外成像检测作为研究中医理论、中医临床的新技术，以其客观性、精准性、科学性及经济便捷等诸多优势，已被很多中医工作者认可和接受。2008 年在国家中医药管理局的大力推广下，这项新技术已被中医医院、治未病中心等广泛应用。检索近 10 年中医文献资料库，基于红外成像检测技术的相关文献逐年递增^［1］，内容涉及临床辨证、基础理论、中医科研、药物疗效观察等方面。纵观其研究， 发现研究者对正常人群的正常热值标准存在一定分歧，特别是正常人体热图热值测量的区域和热值采用绝对温度还是相对温度等^［2－3］，有些学者还采用热图、寒热图的描述作为正常值^［4］。以上研究结果，对后期医学红外成像科研参考，存在难以重复验证的困难。本次课题研究中，建立人体生命热力学概念，将非平衡态热力学理论与中医理论相结合，研发出红外成像中医检测系统自动分析软件^［5］，对人体红外成像热图进行中医脏腑经络穴位的自动定位和测量，获得正常人体三焦、脏腑对应区域及经络穴位区域的热结构（相对温度差）。此次课题，以采集正常人群红外成像及临床体检数据，获得了本次研究正常人体热结构为研究目的， 其研究结果或可为将来红外成像检测在中医领域的广泛应用提供参考依据。 

1 资料与方法 

1.1 临床资料

1.1.1 一般资料

从 2015-2018 年课题中心平台收到的 2 万例红外成像和临床体检数据及体质调查表中，研究人员筛选出健康人( 平和体质) 1668 例，其中男性 47.5% ，女性 52. 5%； 平均年龄 25 岁。图像采集地点：北京东直门医院、北京电力医院、北京昌平中西医结合医院、山西太原中和亚健康中心、山东东营慈铭体检中心、四川中西医结合医院、福建泉州美亚体检中心等 20 多个地区。 

1.1.2  筛选标准 

1668 例健康人入选标准：①临床同步体检数据未超出正常值范围；②按以往红外成像热图研究符合健康人红外成像特征；③对应《九种体质调查表》 ( 2009 年中华中医药学会颁布) 及舌脉四诊信息符合平和体质特征。 

1.1.3  研究平台和设备   

课题中心平台是全国联网红外成像数据平台， 由各个分课题组分别按照课题统一要求采集并上传数据到数据中心，课题中心研究人员采用红外成像中医检测系统，测量并记录每个人的热结构数据，并录入数据库。

1.2 研究方法 

1.2.1 检测环境 

红外成像检测室温控制在( 22 ± 2) ℃，相对湿度 40% ～ 60% 。室内无其他强能量干扰，无风。 

1.2.2 测试前要求 

检测前 1d 受试者保证充足睡眠，不饮酒、吸烟；不服用药物及施加各种外治法( 火罐、刮痧、艾灸、涂药等) 。检测当天衣着宽松，在上午 8:00 到 下午 5:00 之间，受试者接受检测，进入检测室后受试者脱掉衣服，静坐 5 ～ 10 min，保持呼吸平稳（约 20 次/min），心率稳定（70 ～ 90 次 / min），身体无汗，无搔抓痕迹，头发束好( 暴露额头和左右发际) ， 摘掉饰品及所有遮盖身边表面的物品，开始接受检测。 

1.2.3 检测方法和拍摄体位 

接受过课题培训的检测人员，使用医用红外成像检测设备，温度分辨率 ＜0.05 ℃，空间分辨率 1 mrad，拍摄前镜头用黑体温度校准，按照课题标准^［6］拍摄人体热成像，保存数据并上传至课题红外数据中心。拍摄体位：要求受试者站立距离红外线 探测仪约 3m 处，采取面向探测仪正位站立拍摄（面对镜头，双手位于身体两侧，手心向前，五指分开，双腿分开与肩同宽）、背位站立拍摄（背对镜头， 同前姿势）、右侧位站立拍摄（右侧对镜头，右手左脚在前，左手左脚在后）、左侧位站立拍摄（左侧对镜头，同右侧站立姿势）。共四张热图。 

1.2.4 热图测量 

课题组成员对纳入数据进行热图测量按照以下区域取读数据： ①人体躯干前热图三焦区域（上 焦、中焦、下焦）；②人体督脉、任脉等区域；③体脏腑区域：胸膺( 上焦上 1 /2 区域) 、虚里( 心前区域) 、 左右两胁( 中焦左右两侧及左右两侧胁) 、大腹( 肚脐周围) ，胃脘( 胃脘区域) 、小腹( 肚脐下 2 寸方到曲骨区域) 、左右少腹( 下焦左右两侧区域及左右侧 少腹) ，左右腰区域( 第 2 腰椎旁开 2 寸区域) 。采用中医红外成像检测系统，自动读取以上数据，避免了手工测量造成的误差。如图 1。 

1.2.5 热值计算方法 

各区域平均温度与躯干前( 后) 平均温度差。 

1.3 统计学方法 

采用 SPSS 20.0 统计学软件对观测数据进行统计分析。对 1668 组数据分别进行热值均值计算， 获得均值及标准差。

2 结 果 

2.1 人体三焦热结构 

本次研究结果显示：三焦热结构接近 0，说明正常人三焦各个区域热结构温度与躯干平均温度接近，“阴平阳秘”既为人体温度分布均匀性表现，与非平衡热力系统的“耗散结构”能量分布均匀有序的特征吻合。三焦之间温度差不大于 1，其中下焦温度最高，中焦温度次之，上焦温度最低。结果见表 1

2.2 人体督任脉热结构 

督脉、任脉是人体阳经和阴经之海，如同电池的正负极，正负极电压差越大，产生功能越大，督任脉温度差越大，人体正气越强，本次研究此结果与以往的研究结果^［6］比较，督脉温度偏低，根据本次课题不同年龄组督任脉温度比较的结果，与本次课题纳入目标人群年龄低有关。结果见表 2

2.3 人体脏腑对应区域热结构 

躯干脏腑对应区域热结构代表了脏腑功能和产热散热状态，虚里代表心主血脉功能，大腹代表脾运化功能，比较其他区域温度较低，被古代医家定义为少阴和太阴。左右少腹是大肠功能投射区、 胃脘是胃十二指肠投射区、右腰是肾脏投射区，这些区域温度较其他区域高，古代医家命名为阳明或命门。每一区域温度高低排列有序，气机升降有序，五脏六腑功能协调。结果见表 3。

3 讨 论 

本次研究首次采用非平衡态热力学研究思路， 用中医理念划分人体躯干不同区域，采用人体表面各区域相对温度差测量方法，建立人体热结构( 温度梯度) ，本次研究结果，与中医经典理论中所描述的脏腑阴阳属性吻合。

就三焦热结构而言，中医学认为“上焦如雾，中焦如沤，下焦如渎”表明三焦功能不同，本次研究结果呈现三焦温度梯度为下焦最热上焦最凉状态，属于顺势非平衡热力系统。中医学认为“督脉为阳经之海，任脉为阴经之海”，本课题研究结果呈现督脉热结构高于任脉，亦说明古人对督任脉的功能认知是有客观物质依据的，以往研究^［7］中发现，督脉热值下降，临床常出现阳虚气虚等“清阳不升”表现，任脉热值上升，临床表现出口臭、便秘、心烦失眠等“浊阴不降”。

就五脏六腑热结构而言：本次课题研究结果胃脘、左右少腹等区 域呈现高温，左右腰区域呈现高温，显示出阳明腑脏为人体产热集中脏腑，右腰为命门，是人体元阳寄居脏，故呈温度较高区域，与中医理论肾主藏精， 为元阴元阳生发之地吻合。大腹主脾为太阴，胸膺主肺为太阴，“五脏为阴、六腑为阳”，故呈温度较低区域。人体各器官的代谢水平不同，其对应体表区域温度亦不同。从胸膺到左右少腹热结构呈逐渐递增，能量有序排列，气机升降有序^［8］。 

《体温生理学》中阐明^［9］：一切细胞都经过生化反应产热，人体 70% 的热量来自内脏和大脑细胞代谢，各内脏器官细胞代谢不同，产热量不同，器官热容不同，故各个脏腑组织间存在温度梯度。当体核热量通过血液循环到达皮肤( 体壳温度) ，皮肤温度高低受皮下微循环血流量影响，出现对应的温度梯度。由于脊髓中枢神经等对内脏微循环血流量与对应皮肤区域微循环血流量的同步控制，将脏腑内部的血流量状态同步反映在人体皮肤表面，使我们通过观察人体体表温度变化，了解内在脏腑功能状态。比如胸膺区域对应肺脏功能状态，虚里对应心脏功能状态，胃脘对应胃十二指肠功能，左右两胁对应肝胆胰腺等脏腑功能，大腹对应小肠功能，小腹对应子宫前列腺膀胱等功能，左右少腹对应大肠及卵巢等功能。当肺功能异常如肺炎支气管炎等， 肺的产热增加，散热减少，胸膺区域出现热偏离。 

热力学研究经历了三个阶段^［10］，第一阶段主要研究平衡态热力学，不包含时间变量和变化速度 ( 热静力学) ；第二阶段研究时间变量下热力体系熵增变化，属于线性热力学; 第三阶段是研究远离平衡体系发生的不可逆过程，属于非平衡态非线性热力学。人体生命过程属于开放的非平衡态非线性热力体系。脏腑功能消耗能量转变成热量释放到 环境中，又不断从环境中获得食物、氧气等物质，在 多种化学反应中形成生命负熵，对抗熵增、维系人体远离平衡状态的稳定^{［11－12］}，异常环境能量也影响到人体热平衡( 六淫致病) 。中医治则寒者热之，热者寒之，也是利用开放热力体系的能量交换，达到恢复人体热平衡的目的。健康人的热力平衡状态为耗散结构状态( 阴平阳秘) ，脏腑代谢产热与散热平衡， 负熵与熵增的平衡，能量在身体中有序传递( 气机生降有序) 。表现出人体体表区域温度高低均衡有序。 

本次研究结果显示，健康人体热结构高低有序，下焦最热中焦次之，上焦最凉，三焦温度接近而非一致。如果三焦热结构改变如下焦最凉上焦最热，上热下寒，人体热平衡打乱，说明脏腑功能异常，即疾病产生。疾病状态下组织器官产热散热不均衡，形成人体体表区域热结构不均衡，中医称为气机逆乱等，提示脏腑功能、气血循环障碍，出现中医的各种病理证 候^［13］。中医治疗的靶点是恢复人体热平衡状态。 

目前，红外热成像技术已在辅助中医临床辨证、体质辨识、针灸治疗、疗效观察及中医科研等多个领域。本研究结果，对未来红外成像检测技术在中医领域的应用，具有一定的参考意义。

参 考 文 献 

［1］王雨婷，邓品，李洪娟． 红外热成像技术在中医领域中应用［J］．红外技术，2017，1( 39) : 14 － 16． 

［2］王英慧，吕少文，何文彤，等． 成年女性额面颈部红外热像的定位 定量研究［J］． 武警医学院院报，2004，2( 13) : 98 － 99． 

［3］COHEN，MD JEFFＲEY M． LEE，MD MATHEW H． M． Ｒehabilitation Medicine and Thermography［M］． Published by Impress Publications March，2008: 131 － 132． 

［4］陈志伟，刘忠齐． TTM( 热断层) 技术在中医领域应用概述［J］． 世 界中医药，2008，3( 2) : 104 － 105．

［5］李洪娟． 红外成像中医检测系统中医原理和应用［C］/ / 中国生 物医学工程学会中医药工程分会． 中国生物医学工程学会中医 药工程分会 2012 学术年会论文集． 北京: 2015: 131 － 134．

［6］中华中医药学会发布． 中华中医药学会标准中医红外热成像技 术规范摄像环境［S］． 北京: 中国中医药出版社，2015． 

［7］李洪娟，郭会鹃，刘颖，等． HIV/AIDS 患者不同寒热证候的热态 数据分析及临床意义探讨［J］． 北京中医药大学学报( 中医临床 版) ，2011，18( 2) : 43 － 45． 

［8］李洪娟、王乐鹏、孙涛，等． 非平衡态态热力学理论在证候热力学 研究中 的 应 用［J］． 北 京 中 医 药 大 学 学 报，2015，3 ( 38 ) : 158 － 159． 

［9］杨永录，刘亚国．《体温生理学 － 基础与临床》［M］． 北京: 人民军 医出版社，2007: 27 － 28． 

［10］翟玉春． 非平衡态热力学［M］． 北京: 科学出版社，2017: 1 － 3． 

［11］阿·巴布洛杨茨． 分子动力学与生命［M］． 卢侃，译． 上海: 上海 三联书店，1986: 124． 

［12］DONALD T，HAYNIE． Biological Thermodynamics［M］． Cambridge University Press，2008: 157． 

［13］李洪娟，董继鹏，沙莎，等． 证候热力学研究初探［J］． 北京中医 药大学学报，2012，35( 1) : 42 － 44

( 收稿日期: 2020-07-13)