人體四肢經(jīng)穴筋膜基礎(chǔ)的醫(yī)學影像學研究.pdf

1、經(jīng)絡(luò)學說是中醫(yī)學基礎(chǔ)理論的核心內(nèi)容，也是當前中醫(yī)現(xiàn)代化的研究熱點領(lǐng)域。半個多世紀以來，圍繞著經(jīng)絡(luò)實質(zhì)問題，現(xiàn)代多學科在經(jīng)絡(luò)物質(zhì)基礎(chǔ)、經(jīng)穴的生物學效應(yīng)、針灸機制等領(lǐng)域開展了廣泛研究，揭示了大量與經(jīng)絡(luò)有關(guān)的生物學效應(yīng)，提出了多種學說，其中經(jīng)絡(luò)實質(zhì)的“結(jié)締組織學說”在近年日益成為這一領(lǐng)域的研究熱點，越來越多的研究證實，結(jié)締組織是經(jīng)絡(luò)的解剖學基礎(chǔ)。 我們在承擔國家863計劃“數(shù)字化虛擬中國人的數(shù)據(jù)集構(gòu)建與海量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”項目的過程中，通

2、過對人體結(jié)締組織構(gòu)成的筋膜支架進行標記和計算機三維重建，并結(jié)合發(fā)育生物學觀點，提出遍布全身的結(jié)締組織筋膜支架以干細胞為核心，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(guān)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(jù)集成功構(gòu)建出與中醫(yī)經(jīng)絡(luò)經(jīng)典記載有很強對應(yīng)性的影像結(jié)構(gòu)，為經(jīng)絡(luò)與結(jié)締組織的解剖學相關(guān)提供了重要依據(jù)。 本研究嘗

3、試采用醫(yī)學影像學方法，對人體四肢經(jīng)穴的解剖結(jié)構(gòu)加以觀察，結(jié)合計算機三維重建技術(shù)，重點探索經(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)的解剖學實質(zhì)提供新的依據(jù)。 研究目的： 1、通過超聲影像學觀察，分析針刺作用于筋膜結(jié)構(gòu)的生理學特征，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，對人體四肢的結(jié)締組織影像信息進行數(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)的筋膜學實

4、質(zhì)提供醫(yī)學影像學依據(jù)。 3、把CT、MRI與三維重建技術(shù)相結(jié)合引進經(jīng)絡(luò)研究領(lǐng)域，為揭示經(jīng)絡(luò)與穴位的解剖學實質(zhì)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(chǎn)生的生化效應(yīng)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(nèi)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(nèi)是如何產(chǎn)生組織位移，并對其發(fā)揮作用的機制進行分析和總結(jié)。 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(shè)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(jié)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(jié)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(jīng)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(jīng)絡(luò)線及穴位，用注滿造影劑的塑料管固定在經(jīng)絡(luò)線上，然后經(jīng)過MRI掃描，觀察我們所固定

8、及標記在塑料管內(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，導入AdobePhotoshopcs軟件，逐張將結(jié)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(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(zhuǎn)換成BMP格式，將轉(zhuǎn)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(jié)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(zhuǎn)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(jié)締組織內(nèi)或結(jié)締組織較為豐富的區(qū)域，針灸針提插時可上下帶動較深部位的結(jié)締組織、肌腱等并隨之運動；捻轉(zhuǎn)針灸針時，可見針灸針周圍的結(jié)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(jié)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(jié)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(jīng)穴的走行與分布進行比較，結(jié)果呈現(xiàn)明顯的一致性。將該結(jié)果與數(shù)字解剖學研究相比

12、較，結(jié)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(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)走行有很強的相似性。據(jù)此認為全身的筋膜有可能是經(jīng)絡(luò)的解剖學基礎(chǔ)，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(jīng)絡(luò)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(jīng)絡(luò)標記方法實現(xiàn)磁共振顯像，并與體內(nèi)筋膜聚集規(guī)律相對比。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(jié)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(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：導入整個前臂的MRI數(shù)據(jù)，重建出前臂的整體外形三維模型，保存STL格式。然后將模型導入到FreeFormModelingSystem-自由設(shè)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(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(jié)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(zhuǎn)等動作行針，可以帶動或牽動周邊范圍的結(jié)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(jié)締組織的范圍與強度和得氣感密切相關(guān)，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(jīng)穴則是筋膜聚集的部位，筋膜學理論和經(jīng)絡(luò)學說都把針灸的部位指向筋膜聚集區(qū)，從側(cè)面證實了筋膜是經(jīng)絡(luò)的解剖學基礎(chǔ)。 2、16層螺旋CT的醫(yī)學影像學研究結(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，在不同個體和體質(zhì)狀態(tài)下均能實現(xiàn)同樣的結(jié)果，從形態(tài)學角度佐證了經(jīng)絡(luò)實質(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，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(gòu)建出中醫(yī)經(jīng)典的經(jīng)絡(luò)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(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(jié)締組織密切相關(guān)：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(shù)類似的結(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)生較強生物學信息(神經(jīng)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(jié)締組織存在，因此從根本上說全身