陳文良 查文鋒 馮欣悅 胡益民 馮冠平

1 烯旺石墨烯研究院 （廣東 深圳 518057）

2 中和亞健康服務中心 （北京 100020）

內容提要： 目的：建立一種人體紅外熱成像熱圖的熱秩序解讀方法，并應用于石墨烯材料熱療對于人體局部及經(jīng)絡穴位的熱滲透、熱傳導、熱感應等研究。方法：與其他發(fā)熱材料進行對照，應用熱秩序解讀方法觀察志愿者經(jīng)石墨烯材料熱療后，人體相關部位在熱成像下的溫升效應。結果：紅外熱成像圖熱秩序顯示，石墨烯熱療能產生良好的督脈溫升效應；與對照組相比，石墨烯熱療后在加熱的局部溫度明顯低于對照品的前提下，其對熱療局部鄰近部位及對側肢體經(jīng)絡穴位的溫升效應好于對照品。結論：以人體紅外熱成像熱圖熱秩序的解讀，觀察不同材料的熱療效應，方法簡捷、可靠，具有可行性；以此方法發(fā)現(xiàn)，石墨烯熱療具有良好的局部熱滲透、經(jīng)絡熱傳導、穴位熱感應等特性，可以指導進一步的新型醫(yī)療器械研究開發(fā)。

《靈樞·經(jīng)脈》曰：“經(jīng)脈者，所以能決生死，處百病，調虛實，不可不通……脈道一通，氣血乃行”。中醫(yī)學認為，經(jīng)絡脈道運行全身氣血，聯(lián)絡臟腑肢節(jié)，溝通上下內外，感應傳導信息。經(jīng)絡脈道的通暢，是維持機體正常功能的重要因素，也是消除病理的關鍵因素。

近年來，中醫(yī)經(jīng)脈所存在的一些電生理特性如低電阻、高聲傳導、發(fā)光、高溫等特性陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)[1,2]，所檢測到的循經(jīng)溫度感傳、循經(jīng)性感覺異常等現(xiàn)象與古籍中記載的經(jīng)脈線相吻合，引領我們進入經(jīng)絡溫度感應研究的新領域。其中，經(jīng)絡溫度感應研究，從早期的熱敏探頭逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的紅外熱成像技術（以下簡稱紅外熱像技術），其敏感性、穩(wěn)定性、可重復性得以不斷提高。本論文中，擬建立人體紅外熱像熱秩序的解讀方法，以此進行石墨烯發(fā)熱產品對機體熱滲透、熱傳導、熱感應等參數(shù)的影響研究，指導進一步的新型醫(yī)療器械研究開發(fā)。

1.醫(yī)用紅外熱像熱圖熱秩序解讀方法的建立

人體熱像熱圖的熱秩序是指在熱像儀紅外溫窗的逐漸變化下，由溫度高低的不同，依次規(guī)律地顯示出相應的人體熱分層的情況。一般來說，人體體表具有相似的結構特征，體表各凹凸不平的位置，皮下組織、脂肪、肌肉、大血管分布具有規(guī)律性，均體現(xiàn)出類似的人體紅外熱圖特征?？傮w而言，體表凸出的部位容易散熱：如前額部、鼻尖、耳廓、面頰、下頜等；肌肉豐厚的地方如臀肌、股四頭肌、肱二頭肌等在靜止狀態(tài)下產熱少，導熱差，易出現(xiàn)涼偏離。凹陷部位不易散熱，容易積存熱量，如女性乳房下、雙側鎖骨上窩、雙側腹股溝、肚臍等，易出現(xiàn)熱偏離。在現(xiàn)代計算機信息軟件下，人體紅外熱像分布熱圖，隨著鼠標按鍵以步進的方式調整溫窗，整個人體呈現(xiàn)出一副有序、規(guī)律的熱成像動態(tài)圖，見圖1。

圖1.人體紅外熱圖熱秩序的示意圖。上排為男性正面熱次序變化圖；下排為女性背面熱次序變化圖

基于熱秩序為主的判斷外，我們還可以借助熱成像內置軟件，勾選軟件界面的點、圓、變形等抓取工具來選擇特定區(qū)域，進行客觀的數(shù)據(jù)分析，進一步量化可視化判斷。從多個角度量化紅外熱成像結果，更好地進行熱秩序的客觀解讀。具體的分析方法已經(jīng)描述在本文作者的另一篇文章[3]中，在此不做贅述。

在接下來的研究中，我們嘗試采用紅外成像技術熱秩序的解讀方法，進行熱療經(jīng)絡感應的相關研究。在試驗時間段、試驗地點內外環(huán)境、試驗參與志愿者等，我們都做了仔細地入選甄別。在用于加熱試驗的熱療產品選擇上，應選擇一款發(fā)熱功率可控，發(fā)熱面積均勻，發(fā)熱快、斷熱迅捷的熱療產品。從市場上常見的碳纖維、碳漿涂料、石墨烯材料等的重復比對中，發(fā)現(xiàn)石墨烯發(fā)熱材料比較符合試驗要求，已有成品的國家醫(yī)用標準，臨床應用的比較普遍，材料來源易得。另外，其主要獨特性還在于它的發(fā)熱特性，有研究報道，其所發(fā)出的遠紅外波長（峰值9μm左右）是最接近人體的，與人體的組織細胞最易產生共振效應，最易達到人體經(jīng)絡感應的可能性[4]。

2.資料與方法

2.1 臨床資料

選取2021年4月～8月志愿者40人，男女各半，年齡24～45歲，男性平均（32.5±2.4）歲，女性平均（28.7±3.1）歲。研究對象隨機分為兩組：石墨烯熱療組20例，以碳纖維熱療組20例作為對照組。

納入標準：①志愿者無皮膚病或其它重大疾??；②沒有相關的家族遺傳病史。

排除標準：①近1月來身體感覺不適者；②正在接受其他治療或服用藥物者；③經(jīng)期、妊娠期或哺乳期女性。試驗期間，不服用酒精、咖啡，不做劇烈運動。

2.2 儀器與材料

數(shù)字式醫(yī)用紅外熱像儀（重慶遠舟醫(yī)療科技有限公司，型號B-13）；石墨烯發(fā)熱膜、石墨烯熱墊式治療儀（護腰，烯旺新材料科技股份有限公司提供，型號HYY-118B），可發(fā)出低能量遠紅外光照射人體皮膚；碳纖維發(fā)熱膜、碳纖維發(fā)熱腰帶（某科技有限公司生產）。

2.3 紅外熱成像數(shù)據(jù)的采集

檢測室為5m×2.5m×1.8m的相對獨立空間，室溫24°C、濕度45%，應用數(shù)字式醫(yī)用紅外熱像儀采集人體紅外熱成像檢測的數(shù)據(jù)。時間點的選擇：①人體督脈傳導試驗，受試者于石墨烯熱療0、1、5、10min4個時間點；②兩組熱療材料對照研究，于熱療0、30min時間點分別采集。

2.4 紅外熱成像圖像數(shù)據(jù)的分析

（1）以熱秩序的解讀方法觀察志愿者石墨烯熱療時人體背部督脈的變化情況；（2）觀察兩組志愿者（石墨烯熱療組及對照組）熱療后鄰近部位及對側肢體的感應：①熱療左手手背，檢測左手鄰近部位（左手食指背側的中點）及對側肢體手背的感應。間隔1d后，兩組再分別觀察；②熱療后背腰部命門穴處，觀察人體雙手掌勞宮穴的感應。

2.5 統(tǒng)計學分析

3.結果

3.1 石墨烯產品命門穴位外敷熱療對人體督脈傳導的影響

石墨烯產品命門穴位外敷熱療對正常人體督脈傳導的升溫變化結果見圖2，與熱療前相比，熱療后1、5、10min3個時間點，可以觀察到人體背部督脈依次出現(xiàn)了溫度升高，這種升溫的局勢顯示為從下至上、次為背肩頸處、最后為雙手掌心的溫度升高。

圖2.石墨烯人體命門穴位外敷熱療對人體督脈傳導的影響（注：從左至右A：0min；B：1min；C：5min；D：10min）

3.2 不同材料熱療對鄰近部位及遠端人體肢體的熱感應

3.2.1 外勞宮穴位熱療對人體外勞宮鄰近的熱滲透及對側肢體熱感應

不同材料對人體左側外勞宮部位進行照射熱療30min后，對外勞宮鄰近的熱滲透及對側肢體熱感應，所引起的溫度上升結果見表1，對兩個組別，分別測試，采用上述報道的熱成像對比方法進行數(shù)據(jù)分析[3]。

表1.不同材料外勞宮穴位熱療對鄰近部位的熱滲透及對側肢體的熱感應(±s,°C)

表1.不同材料外勞宮穴位熱療對鄰近部位的熱滲透及對側肢體的熱感應(±s,°C)

注：*表示p＜0.05

組別熱療后溫度升高值照射左手手背升溫 左手背鄰近部位升溫 對側手背升溫對照組 5.21±0.68 1.59±0.16 1.23±0.23石墨烯熱療 4.88±0.45 1.74±0.13* 1.35±0.11*

熱療30min后，兩組體驗者均感覺到左手手背局部溫度的升高，依次蔓延到鄰近部位，對側手背溫度升高。石墨烯熱療組左手背鄰近部位升溫、對側手背升溫均好于對照組，差異有顯著性（P＜0.05）。

3.2.2 后背腰部命門穴處熱療對雙側勞宮穴的熱感應

后背腰部命門穴處進行不同材料產品外敷熱療30min后，對雙側手掌勞宮穴的熱感應，結果見表2。對兩個組別，分別測試，采用上述報道的熱成像對比方法進行數(shù)據(jù)分析[3]。

表2.不同材料產品分別外敷熱療后背腰部命門穴處，觀察左右雙手掌勞宮穴的熱感應(±s,°C)

表2.不同材料產品分別外敷熱療后背腰部命門穴處，觀察左右雙手掌勞宮穴的熱感應(±s,°C)

注：**表示p＜0.01

組別熱療后溫度升高值外敷命門穴升溫 左勞宮升溫 右勞宮升溫對照組 4.32±1.30 1.44±0.25 1.39±0.25石墨烯熱療 2.81±1.12** 1.61±0.18* 1.75±0.17**

熱療30min后，腰部、雙側勞宮穴依次出現(xiàn)溫度升高。體驗者感覺腰部溫度升高，雙手掌心溫度升高。石墨烯熱療組左手勞宮穴的升溫好于對照組，差異有顯著性（P＜0.05）；右手勞宮穴的升溫好于對照組，差異有極其顯著性（P＜0.01）。

上述兩個人體熱療試驗顯示，石墨烯材料照射左手手背，能明顯提高鄰近部位及對側手部的溫度，效果好于對照組材料。石墨烯產品外敷腰部命門穴，局部溫升明顯低于對照組的情況下（差異有極其顯著性，P＜0.01），出現(xiàn)雙側手掌勞宮穴的溫升效應，效果好于對照組產品。

4.討論

研究不同的發(fā)熱材料對于人體的熱滲透、熱傳導、熱感應具有重要意義。良好的溫升效應，才能得到良好的中醫(yī)溫灸效果，起到溫中散寒、祛風勝濕、行氣活血、消腫散結等功效，祛除風寒濕病邪，提升人體健康。

紅外熱成像技術作為一種先進影像技術，可以獲得連續(xù)的、動態(tài)的人體溫度信息，已廣泛用于中醫(yī)、疼痛、體檢、乳腺?？频阮I域[5,6]。在本文中，我們建立了一種主要基于紅外熱像技術熱秩序的解讀方法，用于不同的熱療產品對人體熱滲透、熱傳導、熱感應進行觀察，得到一些有意思的結果。如對于人體的督脈，熱圖上可以看到明顯溫升效應，與體驗者所述的上半身微汗出，頭部溫熱感等癥狀相呼應，直觀地說明了石墨烯熱療促進督脈溫升，提升人體陽氣的作用。

在接下來的熱成像客觀數(shù)據(jù)對照中，我們選用市場上目前較普遍應用的碳纖維發(fā)熱材料，與石墨烯發(fā)熱材料進行了對照觀察研究。發(fā)現(xiàn)石墨烯材料在局部溫度明顯低于對照材料的情形下，其對局部鄰近部位的溫升及對側肢體經(jīng)絡穴位的溫升效應好于對照材料，提示具有較好的局部熱滲透、經(jīng)絡熱傳導、穴位熱感應等特性。同時也提示，我們在使用這類的發(fā)熱材料產品時，沒必要一定獲得較高的局部發(fā)熱溫度，照樣起到很好的熱療及經(jīng)絡/穴位感應效果，達到保健及治療作用。從而避免了對患者產生局部低溫燙傷、高溫燙傷等目前常見的一些熱療風險，減少患者投訴。

從機理上來說，上述不同材料產品所表現(xiàn)出來的熱滲透、熱傳導、熱感應效應不一，可能與石墨烯發(fā)熱產品所釋放的遠紅外線對人體皮膚、皮下組織具有一定的穿透力和非熱生物效應有關。當石墨烯放射的遠紅外線照射人體時，遠紅外線可對機體組織細胞產生共振作用。激活細胞，引起細胞內外水分子的振動，使水分子及蛋白質活化；擴張微血管，加速血流，改善微循環(huán)障礙，提高組織細胞的供血、供氧量；加快炎性滲出物的吸收和消散，加強新陳代謝使人體處于較佳的健康狀態(tài)[7-9]。

當然，本研究尚屬小樣本對照試驗，相關影響因素考慮較有限。本文旨在拋磚引玉，促進相關的熱療材料對于人體經(jīng)絡溫升感應傳導的觀察研究，同時擬為進一步的新型醫(yī)療器械研究開發(fā)提供試驗佐證。