论文摘要
经络学说是中医学基础理论的核心内容,也是当前中医现代化的研究热点领域。半个多世纪以来,围绕着经络实质问题,现代多学科在经络物质基础、经穴的生物学效应、针灸机制等领域开展了广泛研究,揭示了大量与经络有关的生物学效应,提出了多种学说,其中经络实质的“结缔组织学说”在近年日益成为这一领域的研究热点,越来越多的研究证实,结缔组织是经络的解剖学基础。我们在承担国家863计划“数字化虚拟中国人的数据集构建与海量数据库系统”项目的过程中,通过对人体结缔组织构成的筋膜支架进行标记和计算机三维重建,并结合发育生物学观点,提出遍布全身的结缔组织筋膜支架以干细胞为核心,在神经系统和免疫系统的参与下构成一个新的独立功能系统——支持储备及自体监控系统,对该系统本身机制以及与其他功能系统关系的研究称为筋膜学（Fasciology）。在这一理论指导下,我们曾利用虚拟人数据集成功构建出与中医经络经典记载有很强对应性的影像结构,为经络与结缔组织的解剖学相关提供了重要依据。本研究尝试采用医学影像学方法,对人体四肢经穴的解剖结构加以观察,结合计算机三维重建技术,重点探索经络走行与筋膜分布密切相关的规律,为揭示经络的解剖学实质提供新的依据。研究目的1、通过超声影像学观察,分析针刺作用于筋膜结构的生理学特征,探索四肢经穴分布与筋膜聚集区域的内在规律。2、采用CT、MRI手段,对人体四肢的结缔组织影像信息进行数字化采集,并把三维重建的结果与中医四肢经络的走行路线相比较,为揭示经络的筋膜学实质提供医学影像学依据。3、把CT、MRI与三维重建技术相结合引进经络研究领域,为揭示经络与穴位的解剖学实质进行方法学上的创新性研究。仪器与方法1、医学超声影像学研究。仪器:荷兰飞利浦公司制造的IU22全身彩色多普勒超声波诊断仪,利用超声波具有实时显像、导向准确、操作简单、无X线损害、价格低廉、灵敏清晰等特点。采用两种电子线阵高频探头,型号分别是:L17-5、L9-3,全自动变频范围17-3HMz。超声是评估针灸对组织所产生的生化效应的理想方法之一,在提供组织形态学和组织生化学影像信息方面的具有独特优势。人体内在可视超声图像下插入针灸针可以清楚地辨别解剖细节,如针所贯穿的组织层面（皮肤、皮下组织,肌肉等）及牵动的范围。方法:将超声探头置于针灸针旁,用针灸针对3例志愿者的曲尺、合谷、足三里等中医穴位进行刺激,观察针灸针在人体内是如何产生组织位移,并对其发挥作用的机制进行分析和总结。2、16层螺旋CT医学影像学研究。仪器:美国GE公司制造的Lightspeed 16层螺旋CT。方法:对12例人体双下肢进行扫描,扫描层厚7.5～10mm,螺距1.375mm,获得轴位图像,平均每例获取20幅图像,共获得240幅双下肢螺旋CT图像,以DICOM格式保存。按实验设计及解剖学识别,在获取的16层螺旋CT断面图像上标记人体肢体结缔组织的聚集处（肌间隔）作标记点。点的选择位置是在肢体结缔组织聚集处作一等腰三角形,取三角形的中心作为标记点,用红色点标记,而后将获得的CT图像按顺序依次叠加,用红色线条将各点相连,并通过GE16层螺旋CT的ADW4.2影像工作站做三维重建和透明处理后形成一条红色连线,然后将这些连线的走行和分布与中医书籍所记载的经穴的走行与分布进行比较。3、3.0T MRI医学影像学研究及三维重建。仪器:美国GE公司制造的GESigna Excite 3.0T核磁共振成像系统（MRI）。方法:计划先在志愿者体表标出经络线及穴位,用注满造影剂的塑料管固定在经络线上,然后经过MRI扫描,观察我们所固定及标记在塑料管内造影剂之下人体的组织结构主要是由哪些构成,分析经络的形态学基础。后又收集16例临床病人和志愿者的上下肢核磁共振成像,获取的图像用DICOM格式保存。选取其中右上肢一例,获取MRI横断面图像900张,导入Adobe Photoshop cs软件,逐张将结缔组织聚集处进行标记,而后用MIMICS11.02软件进行三维重建,并将其结果与数字人的重建结果及中医经典经络线进行比较。由于存在软组织与周围组织密度差异的问题,先把MRI的DICOM格式用DICOM查看器转换成BMP格式,将转换好的图片用personal computer机自带的Adobe Photoshop cs7.0图像处理软件进行右上肢软组织的分割,具体步骤是:打开Adobe Photoshop cs7.0图像处理软件,找到要分割的图像并导入,采用套索工具勾画出感兴趣区（肌肉间隔处及软组织聚集处）,通过选择反选,剔除其他组织,保存所需兴趣区的图片等手段处理后,即得到所需要的部分（由于手指部位勾画困难,未能标出）。结果1、通过实时观察超声波的图像证实,针灸针在行针者实施提插、捻转等动作条件下,志愿者出现酸麻胀等“得气”现象时,发现针灸针刺激的曲池、合谷、足三里等穴位一般均在结缔组织内或结缔组织较为丰富的区域,针灸针提插时可上下带动较深部位的结缔组织、肌腱等并随之运动;捻转针灸针时,可见针灸针周围的结缔组织以针灸针为中心做左右缠绕运动,亦能带动或牵动较多的结缔组织随之运动。另外,我们通过超声图像观察还发现,志愿者的“得气”感一般出现于针灸针尖到达肌外膜时,当针尖到达肌肉层则“得气”感减弱,若针尖停留在肌外膜并增加刺激,“得气”感会进一步增强。2、利用GE16层螺旋CT的ADW4.2影像工作站,从收集12例CT的图像资料中选择其中一例,对其双下肢部位的结缔组织聚集处进行3D容积重建（3DVolune Rendering）,三维重建和透明处理后形成一条红色连线,将这些连线与中医经穴的走行与分布进行比较,结果呈现明显的一致性。将该结果与数字解剖学研究相比较,结果相似,说明无论在人体活体标本和尸体标本上,通过CT的横断面图像进行标记和图像叠加,均可构建出肌间隔之间的连线,其中部分与中医记载的经络走行有很强的相似性。据此认为全身的筋膜有可能是经络的解剖学基础,它作为人体的支持与储备系统,发挥着与中医传统理论中经络作用相似的自体监控作用。3、在3.0T MRI实验中,先后尝试采用多种位于体表的经络标记方法实现磁共振显像,并与体内筋膜聚集规律相对比。为此曾用多种造影剂在塑料管内灌注并固定于体表,如专用的磁显葡胺造影剂、鱼肝油溶液、动物脂肪榨取液等。通过十余次实验及各种仪器条件,结果在MRI上均不能充分显像。后通过获取的MRI图像,将分割提取后的肌间隔图像导入MIMICS11.02三维重建软件,调节域值,重建出经络的三维图,并设置经络色彩为黄色,保存STL格式备用;导入整个前臂的MRI数据,重建出前臂的整体外形三维模型,保存STL格式。然后将模型导入到FreeForm Modeling System-自由设计模型系统进行平滑和去除一些过多的细节和噪声,并可将各模型在空间上组合和显示,将前臂设置为透明状,可显示其内经络线的走行,此模型可以放大、缩小和旋转,全方位观察各结构或细节。根据经MIMICS11.02图像处理后的结果,我们发现均能在其他获得的MRI数据上建出数条肢体结缔组织支架和/或连线,且和数字人的重建结果大致相似。由于此项实验工作量极为庞大,加上时间所限,故只完成了一条人右上臂的三维重建。结论1、医学超声影像学研究表明,中医用针灸针取穴治疗疾病时,通过提插、捻转等动作行针,可以带动或牵动周边范围的结缔组织,行针所引起的软组织位移,在提插过程中更为明显,此种位移与肌间筋膜的方向相一致。而刺激结缔组织的范围与强度和得气感密切相关,由此初步认为,针灸临床作用机制在于实现对筋膜不同程度的刺激,传统经穴则是筋膜聚集的部位,筋膜学理论和经络学说都把针灸的部位指向筋膜聚集区,从侧面证实了筋膜是经络的解剖学基础。2、16层螺旋CT的医学影像学研究结论,与中医经穴走行与分布的经典记载非常相近,在不同个体和体质状态下均能实现同样的结果,从形态学角度佐证了经络实质和结缔组织密切相关。该研究方法与基于数字人的经络研究方法基本一致,效果也大致相当,说明通过一定的人为手段标记出人肢体筋膜聚集处,均可构建出中医经典的经络线。3、3.0T MRI医学影像学研究和图像的MIMICS11.02三维重建,发现四肢经穴大多数位于肌间隔疏松结缔组织聚集处,少数位于神经血管束结缔组织,随着设定阈值的不同,显示范围和数目也会有很大差异,而活体和标本无明显的差异。上述研究表明,人体四肢重要穴位与结缔组织密切相关;CT、MRI等医学放射影像学手段,配合计算机软件处理,能够在每个人体上重建出和数字人技术类似的结缔组织连线,其中四肢部分的连线与经络经典记载的走行与分布非常相近,据此可认为穴位可能是引起结缔组织中的生物感受器产生较强生物学信息（神经信息、细胞信息、生化信息）的部位。由于几乎所有人体组织器官的间隙均有结缔组织存在,因此从根本上说全身各个部位均是穴位,或者说全身广泛分布的结缔组织中穴位与非穴位只有“量”的不同而没有“质”的区别,而全身的结缔组织支架是经络的解剖学物质基础。这一结论初步解决了传统经络的解剖学定位问题,为揭示针灸疗法的生物学机制提供了重要依据,有力地推动着针灸经络研究从经验医学模式向生物医学模式过渡。