基于紅外熱像儀的大鼠寒熱證候信息分析

基于紅外熱像儀的大鼠寒熱證候信息分析

目前，中醫(yī)實(shí)驗(yàn)缺乏客觀、定量的動(dòng)物模型、寒熱綜合征的客觀、定量分析。動(dòng)物模型寒熱證候與體表溫度有密切的關(guān)聯(lián),紅外熱像儀能比較靈敏和客觀地反映體表溫度(紅外熱輻射能)細(xì)微的變化,結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)進(jìn)行定位、定量分析,可以客觀地獲取部分寒熱證候信息。1材料表面1.1動(dòng)物雄性SD大鼠,180～200g,24只。由上海中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。1.2知母、麻黃的制備知母、黃柏、附子及干姜均100g。實(shí)驗(yàn)所需中藥飲片均購(gòu)買于上海浦東新區(qū)張江鎮(zhèn)養(yǎng)和堂。知母和黃柏同煎。加8～10倍水浸泡1h,共煎兩次,每次1h,過濾,合并兩次煎液,濃縮至400mL備用。附子和干姜加8～10倍水浸泡1h,共煎2次,每次1h,過濾,合并兩次煎液,濃縮至400mL備用。1.3儀器和溫度ThermaCAMP30型紅外熱像儀(美國(guó)FLIRSYSTEMS公司),MP200B型電子天平(上海第二天平儀器廠),數(shù)字WMY-01型溫度計(jì)(上海醫(yī)用儀表廠)。2方法2.1動(dòng)物組將大鼠隨機(jī)分為3組,每組8只,分別為空白組、寒藥組及熱藥組。2.2灌胃、熱藥組各實(shí)驗(yàn)組大鼠,均于每天上午8～10時(shí)5mL灌胃給藥,連續(xù)10天?？瞻捉M用生理鹽水灌胃,寒藥組用知母和黃柏煎劑灌胃,熱藥組用附子及干姜煎劑灌胃。按成人給藥量折算,取成人(60kg)劑量的10倍。2.3一般觀察活動(dòng)度,形態(tài)、體毛、精神狀態(tài)。2.4腋溫測(cè)量測(cè)腋溫時(shí),先用1只正常大鼠預(yù)熱后,把數(shù)字WMY-01型溫度計(jì)探頭點(diǎn)在左腋下約1min。2.5紅外照片的拍攝參數(shù)設(shè)定:FOV視場(chǎng)23(單位為角秒),調(diào)色板以紅色為主,發(fā)射率e為0.96,鏡頭為200μm近焦鏡頭,手動(dòng)聚焦。環(huán)境設(shè)定:實(shí)驗(yàn)室為封閉環(huán)境,室內(nèi)溫度設(shè)定為20℃,相對(duì)濕度在65%,拍攝背景統(tǒng)一為白色,動(dòng)物距背景50cm,光線統(tǒng)一為日光燈照。體表紅外照片采集正面照,側(cè)面照,俯臥照。首先固定三角架,安裝紅外熱像儀,使紅外熱像儀的鏡頭中點(diǎn)與動(dòng)物在同一水平面,與鏡頭中點(diǎn)相距50cm,等待動(dòng)物靜止?fàn)顟B(tài),再拍攝正位和側(cè)位。拍攝俯臥位時(shí),鏡頭中點(diǎn)在動(dòng)物正上方50cm處。以上均反復(fù)拍攝多張,取比較清晰并且符合位置要求的照片。以上實(shí)驗(yàn)觀察內(nèi)容及指標(biāo)測(cè)定在用藥第1、4、7、14日進(jìn)行。2.6圖像評(píng)估分析用自帶ThermaCAMReporter軟件,對(duì)紅外檢測(cè)圖像進(jìn)行評(píng)估分析。溫度分別取鼻部中心、眼部中心、耳部中心和尾根部(在原圖長(zhǎng)寬為640像素×480像素中,選取離肛門60像素距離處),計(jì)算域?yàn)殚L(zhǎng)寬15像素的平均值。2.7統(tǒng)計(jì)處理測(cè)定值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示(ˉx±s),用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件作方差分析,P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3結(jié)果3.1行為異?？瞻捉M大鼠活潑矯健等。寒藥組大鼠第7天出現(xiàn)不同程度的乏力、糞便偏稀、手觸冰涼等;第14天十分虛弱、毛發(fā)蓬松欠光澤等。熱藥組大鼠在第4天有輕微的躁動(dòng),糞便偏硬;第14天躁動(dòng)不安,糞便較硬,手觸較熱等。3.2分析表1的結(jié)果3.2.1兩組尾頂部和耳部溫度比較鼻部尾根部和耳部的溫度比較(1)第4天溫度比較:在第4天,空白組、寒藥組和熱藥組之間眼部、鼻部、尾根部和耳部的溫度均無顯著差異(P>0.05)(見表1)。(2)第7天溫度比較:在第7天,寒藥組尾根部溫度低于空白組(P<0.05)。熱藥組尾根部溫度大于空白組(P<0.05)。寒藥組尾根部和耳部的溫度均小于熱藥組(P<0.05)(見表2)。(3)第14天溫度比較:在第14天,寒藥組與空白組相比,尾根部和耳部的溫度均低下(P<0.05)。熱藥組尾根部和耳部的溫度大于空白組(P<0.05)。寒藥組與熱藥組相比,鼻部、尾根部和耳部的溫度顯著低下(P<0.05)(見表3)。3.2.2兩組溫度的變化鼻部尾根部和耳部的溫度比較(1)空白組溫度變化:空白組的眼部、鼻部、尾根部和耳部的溫度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的均無顯著變化(P>0.05)。(見表4和圖1)(2)寒藥組溫度變化:寒藥組的眼部、鼻部、尾根部和耳部的溫度均有下降的趨勢(shì)。尾根部溫度下降的最明顯,在第7天與第14天尾根部的溫度變化有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)(見表5和圖2)。(3)熱藥組溫度變化:熱藥組的眼部、鼻部、尾根部和耳部的溫度均有上升的趨勢(shì)。與第1天相比,在第7、14天,尾根部的溫度變化均有顯著差異(P<0.05)。在第14天,耳部的溫度變化有顯著差異(P<0.05)(見表6和圖3)。3.33組大鼠的腋溫變化3組大鼠組間和組內(nèi)腋溫差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(見表7)。4討論4.1不同側(cè)位的紅外熱圖紅外熱圖像是機(jī)體表面的紅外輻射直接被紅外攝像機(jī)中紅外探測(cè)器所接收而形成的,而自然狀態(tài)下,動(dòng)物的皮毛成為熱成像的障礙,所以右后肢、右前肢、側(cè)位最高部和側(cè)位最低部這四個(gè)部位的紅外熱圖信息,很難代表大鼠體表的真實(shí)溫度。而鼻部、眼部、耳部和尾根部是大鼠的血液循環(huán)的末端,而且皮毛的覆蓋比較少,它們的溫度變化相似于中醫(yī)的理論有關(guān)陽虛證候中肢體溫度變化的特征,臨床上中醫(yī)認(rèn)為陽氣虛,溫煦功能減弱,不能溫養(yǎng)四肢肌膚,容易出現(xiàn)四肢厥冷的癥狀,提示四肢末端的溫度高低是生物體內(nèi)陽氣盛衰的表現(xiàn)。所以應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中選取鼻部、眼部、耳部和尾根部的紅外熱圖進(jìn)行研究。4.2熱藥組與寒藥組實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較隨著時(shí)間延長(zhǎng),寒藥組和熱藥組尾根部溫度與第1天相比,第7、14天分別有了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的降低和升高。結(jié)合寒藥組的望診(疊擠嗜臥、糞便偏稀等)和切診(手觸冰涼),而熱藥組的望診(躁動(dòng)不安,糞便偏硬)和切診(手觸發(fā)燙)分析,推測(cè)隨著寒藥和熱藥對(duì)大鼠逐漸發(fā)生作用,兩組大鼠分別表現(xiàn)出寒證和熱證的證候特征,而紅外熱圖也比較客觀和靈敏地反映了寒證熱證模型的部分寒熱證候信息。紅外熱圖分析部位方面,第7、14天尾根部溫度呈現(xiàn)為:熱藥組>空白組>寒藥組(P<0.05),第14天耳部溫度呈現(xiàn)為:熱藥組>空白組>寒藥組(P<0.05),但是眼部和鼻部溫度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中卻無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示尾根部溫度變化是反映大鼠體內(nèi)陽氣變化較敏感的指標(biāo),耳部次之。4.3數(shù)字wmi-1型測(cè)溫的特點(diǎn)三組大鼠之間腋溫變化無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示寒藥和熱藥對(duì)大鼠的腋溫影響較小。臨床上一般用腋溫表示軀干溫度的變化。陸明等研究腎陽虛患者體表溫度的分布趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)四肢部的溫度是腎陽虛肢冷組<腎陽虛無肢冷組<對(duì)照組,而軀干部與口腔的溫度為腎陽虛肢冷組>腎陽虛無肢冷組>對(duì)照組,證實(shí)腎陽虛患者四肢溫度與軀干溫度同對(duì)照組溫度呈反向分布,說明腋溫的變化并不能準(zhǔn)確反映體內(nèi)陰陽之氣變化。并且,數(shù)字WMY-01型溫度計(jì)存在著測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng),測(cè)溫步驟繁瑣及人為接觸式測(cè)量等不足,而紅外熱成像測(cè)溫是在幾秒內(nèi)成像,測(cè)溫時(shí)不接觸測(cè)量部位,并且一幅熱圖像可以包括幾乎全身的溫度分布?？梢?以上說明使用紅外熱像儀采集動(dòng)物的體表熱圖比腋溫更靈敏,更客觀。5非創(chuàng)傷性四診臨床上辨別寒證與熱證,要綜合觀察、分析四肢的涼溫、二便、舌象以及脈象等方面。而這些信息要完全在動(dòng)物身