人體四肢經穴筋膜基礎的醫(yī)學影像學研究.pdf

1、經絡學說是中醫(yī)學基礎理論的核心內容，也是當前中醫(yī)現(xiàn)代化的研究熱點領域。半個多世紀以來，圍繞著經絡實質問題，現(xiàn)代多學科在經絡物質基礎、經穴的生物學效應、針灸機制等領域開展了廣泛研究，揭示了大量與經絡有關的生物學效應，提出了多種學說，其中經絡實質的“結締組織學說”在近年日益成為這一領域的研究熱點，越來越多的研究證實，結締組織是經絡的解剖學基礎。 我們在承擔國家863計劃“數(shù)字化虛擬中國人的數(shù)據集構建與海量數(shù)據庫系統(tǒng)”項目的過程中，通

2、過對人體結締組織構成的筋膜支架進行標記和計算機三維重建，并結合發(fā)育生物學觀點，提出遍布全身的結締組織筋膜支架以干細胞為核心，在神經系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的參與下構成一個新的獨立功能系統(tǒng)--支持儲備及自體監(jiān)控系統(tǒng)，對該系統(tǒng)本身機制以及與其他功能系統(tǒng)關系的研究稱為筋膜學(Fausciology)。在這一理論指導下，我們曾利用虛擬人數(shù)據集成功構建出與中醫(yī)經絡經典記載有很強對應性的影像結構，為經絡與結締組織的解剖學相關提供了重要依據。 本研究嘗

3、試采用醫(yī)學影像學方法，對人體四肢經穴的解剖結構加以觀察，結合計算機三維重建技術，重點探索經絡走行與筋膜分布密切相關的規(guī)律，為揭示經絡的解剖學實質提供新的依據。 研究目的： 1、通過超聲影像學觀察，分析針刺作用于筋膜結構的生理學特征，探索四肢經穴分布與筋膜聚集區(qū)域的內在規(guī)律。 2、采用CT、MRI手段，對人體四肢的結締組織影像信息進行數(shù)字化采集，并把三維重建的結果與中醫(yī)四肢經絡的走行路線相比較，為揭示經絡的筋膜學實

4、質提供醫(yī)學影像學依據。 3、把CT、MRI與三維重建技術相結合引進經絡研究領域，為揭示經絡與穴位的解剖學實質進行方法學上的創(chuàng)新性研究。 儀器與方法： 1、醫(yī)學超聲影像學研究。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，利用超聲波具有實時顯像、導向準確、操作簡單、無X線損害、價格低廉、靈敏清晰等特點。采用兩種電子線陣高頻探頭，型號分別是：L17-5、L9-3，全自動變頻范圍17-3HMz。超聲是評

5、估針灸對組織所產生的生化效應的理想方法之一，在提供組織形態(tài)學和組織生化學影像信息方面的具有獨特優(yōu)勢。人體內在可視超聲圖像下插入針灸針可以清楚地辨別解剖細節(jié)，如針所貫穿的組織層面(皮膚、皮下組織，肌肉等)及牽動的范圍。方法：將超聲探頭置于針灸針旁，用針灸針對3例志愿者的曲尺、合谷、足三里等中醫(yī)穴位進行刺激，觀察針灸針在人體內是如何產生組織位移，并對其發(fā)揮作用的機制進行分析和總結。 2、16層螺旋CT醫(yī)學影像學研究。儀器：美國GE公

6、司制造的Lightspeed16層螺旋CT。方法：對12例人體雙下肢進行掃描，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。按實驗設計及解剖學識別，在獲取的16層螺旋CT斷面圖像上標記人體肢體結締組織的聚集處(肌間隔)作標記點。點的選擇位置是在肢體結締組織聚集處作一等腰三角形，取三角形的中心作為標記點，用紅色點標記，而后將獲得的CT圖像按順序依

7、次疊加，用紅色線條將各點相連，并通過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)書籍所記載的經穴的走行與分布進行比較。 3、3.0TMRI醫(yī)學影像學研究及三維重建。儀器：美國GE公司制造的GESignaExcite3.0T核磁共振成像系統(tǒng)(MRI)。方法：計劃先在志愿者體表標出經絡線及穴位，用注滿造影劑的塑料管固定在經絡線上，然后經過MRI掃描，觀察我們所固定

8、及標記在塑料管內造影劑之下人體的組織結構主要是由哪些構成，分析經絡的形態(tài)學基礎。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，導入AdobePhotoshopcs軟件，逐張將結締組織聚集處進行標記，而后用MIMICS11.02軟件進行三維重建，并將其結果與數(shù)字人的重建結果及中醫(yī)經典經絡線進行比較。由于存在軟組織與周圍組織密度差異的問題，先把MRI的D

9、ICOM格式用DICOM查看器轉換成BMP格式，將轉換好的圖片用personalcompuler機自帶的AdobePhotoshopcs7.0圖像處理軟件進行右上肢軟組織的分割，具體步驟是：打開AdobePhotoshopcs7.0圖像處理軟件，找到要分割的圖像并導入，采用套索工具勾畫出感興趣區(qū)(肌肉間隔處及軟組織聚集處)，通過選擇反選，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(由于手指部位勾畫困難，未能標出)

10、。 結果： 1、通過實時觀察超聲波的圖像證實，針灸針在行針者實施提插、捻轉等動作條件下，志愿者出現(xiàn)酸麻脹等“得氣”現(xiàn)象時，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締組織內或結締組織較為豐富的區(qū)域，針灸針提插時可上下帶動較深部位的結締組織、肌腱等并隨之運動；捻轉針灸針時，可見針灸針周圍的結締組織以針灸針為中心做左右纏繞運動，亦能帶動或牽動較多的結締組織隨之運動。另外，我們通過超聲圖像觀察還發(fā)現(xiàn)，志愿者的“得氣”感

11、一般出現(xiàn)于針灸針尖到達肌外膜時，當針尖到達肌肉層則“得氣”感減弱，若針尖停留在肌外膜并增加刺激，“得氣”感會進一步增強。 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，對其雙下肢部位的結締組織聚集處進行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)經穴的走行與分布進行比較，結果呈現(xiàn)明顯的一致性。將該結果與數(shù)字解剖學研究相比

12、較，結果相似，說明無論在人體活體標本和尸體標本上，通過CT的橫斷面圖像進行標記和圖像疊加，均可構建出肌間隔之間的連線，其中部分與中醫(yī)記載的經絡走行有很強的相似性。據此認為全身的筋膜有可能是經絡的解剖學基礎，它作為人體的支持與儲備系統(tǒng)，發(fā)揮著與中醫(yī)傳統(tǒng)理論中經絡作用相似的自體監(jiān)控作用。 3、在3.0TMRI實驗中，先后嘗試采用多種位于體表的經絡標記方法實現(xiàn)磁共振顯像，并與體內筋膜聚集規(guī)律相對比。為此曾用多種造影劑在塑料管內灌注并固

13、定于體表，如專用的磁顯葡胺造影劑、魚肝油溶液、動物脂肪榨取液等。通過十余次實驗及各種儀器條件，結果在MRI上均不能充分顯像。后通過獲取的MRI圖像，將分割提取后的肌間隔圖像導入MIMICS11.02三維重建軟件，調節(jié)域值，重建出經絡的三維圖，并設置經絡色彩為黃色，保存STL格式備用：導入整個前臂的MRI數(shù)據，重建出前臂的整體外形三維模型，保存STL格式。然后將模型導入到FreeFormModelingSystem-自由設計模型系統(tǒng)進行平

14、滑和去除一些過多的細節(jié)和噪聲，并可將各模型在空間上組合和顯示，將前臂設置為透明狀，可顯示其內經絡線的走行，此模型可以放大、縮小和旋轉，全方位觀察各結構或細節(jié)。根據經MIMICS11.02圖像處理后的結果，我們發(fā)現(xiàn)均能在其他獲得的MRI數(shù)據上建出數(shù)條肢體結締組織支架和/或連線，且和數(shù)字人的重建結果大致相似。由于此項實驗工作量極為龐大，加上時間所限，故只完成了一條人右上臂的三維重建。 結論： 1、醫(yī)學超聲影像學研究表明，中醫(yī)

15、用針灸針取穴治療疾病時，通過提插、捻轉等動作行針，可以帶動或牽動周邊范圍的結締組織，行針所引起的軟組織位移，在提插過程中更為明顯，此種位移與肌間筋膜的方向相一致。而刺激結締組織的范圍與強度和得氣感密切相關，由此初步認為，針灸臨床作用機制在于實現(xiàn)對筋膜不同程度的刺激，傳統(tǒng)經穴則是筋膜聚集的部位，筋膜學理論和經絡學說都把針灸的部位指向筋膜聚集區(qū)，從側面證實了筋膜是經絡的解剖學基礎。 2、16層螺旋CT的醫(yī)學影像學研究結論，與中醫(yī)經穴

16、走行與分布的經典記載非常相近，在不同個體和體質狀態(tài)下均能實現(xiàn)同樣的結果，從形態(tài)學角度佐證了經絡實質和結締組織密切相關。該研究方法與基于數(shù)字人的經絡研究方法基本一致，效果也大致相當，說明通過一定的人為手段標記出人肢體筋膜聚集處，均可構建出中醫(yī)經典的經絡線。 3、3.0TMRI醫(yī)學影像學研究和圖像的MIMICS11.02三維重建，發(fā)現(xiàn)四肢經穴大多數(shù)位于肌間隔疏松結締組織聚集處，少數(shù)位于神經血管束結締組織，隨著設定閾值的不同，顯示范圍

17、和數(shù)目也會有很大差異，而活體和標本無明顯的差異。 上述研究表明，人體四肢重要穴位與結締組織密切相關：CT、MRI等醫(yī)學放射影像學手段，配合計算機軟件處理，能夠在每個人體上重建出和數(shù)字人技術類似的結締組織連線，其中四肢部分的連線與經絡經典記載的走行與分布非常相近，據此可認為穴位可能是引起結締組織中的生物感受器產生較強生物學信息(神經信息、細胞信息、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締組織存在，因此從根本上說全身