在健康領(lǐng)域，中醫(yī)針刺療法源遠流長，數(shù)千年來一直用于治療肌肉骨骼疾病、緩解疼痛癥狀，還能作為多種疾病的輔助治療手段。然而，傳統(tǒng)中醫(yī)理論對針刺療法治療機制的闡釋，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)體系下缺乏有力證據(jù)支撐。目前，針刺療法的療效評估大多依賴問卷調(diào)查等方式，缺少從影像或生物參數(shù)指標(biāo)等進行的量化分析，難以確保其治療效果和安全性。因此，運用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)對針刺療法進行客觀評價，成為推動其發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

研究背景與技術(shù)挑戰(zhàn)
當(dāng)下，研究針刺療法常用的醫(yī)學(xué)影像手段包含功能性核磁共振成像（fMRI）、超聲成像、正電子發(fā)射斷層成像（PET）以及光學(xué)成像等，這些技術(shù)各有弊端，fMRI分辨率和對比度高，有助于研究針刺時腦區(qū)的激活情況，卻極易受金屬物質(zhì)和電子產(chǎn)品干擾，對佩戴心臟起搏器的患者存在風(fēng)險；PET能夠觀察針刺過程中能量與物質(zhì)的代謝、受體表達以及腦部血容量變化，不過具有放射性危害，不適合長期多次監(jiān)測。這些限制使得探尋更適宜的技術(shù)，成為針刺療法研究亟待解決的重要問題。

技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用
激光多普勒灌注成像與激光散斑血流成像
激光多普勒技術(shù)是醫(yī)學(xué)測量領(lǐng)域的重要工具，自1975年首次用于監(jiān)測皮膚微循環(huán)血流量后，應(yīng)用愈發(fā)廣泛。激光多普勒灌注成像基于激光的多普勒效應(yīng)，能在無創(chuàng)條件下實時監(jiān)測生物體的血流動力學(xué)參數(shù)，穿透力較強，可測量動物皮下組織、骨骼、四肢乃至內(nèi)臟的血流參數(shù)，且操作簡便，探頭可直接接觸皮膚。

在針刺療法研究中，激光多普勒灌注成像和激光散斑血流成像應(yīng)用廣泛。在血流灌注變化研究方面，已有研究證實針刺能調(diào)控局部血流灌注。Kim等利用激光多普勒灌注成像對比多孔針與常規(guī)針針刺時的血流灌注變化，發(fā)現(xiàn)多孔針能顯著加快局部血流，且未增加額外不適感。在穴位特異性驗證上，Litscher等運用激光多普勒灌注成像評估進針后指尖皮膚血流灌注變化，發(fā)現(xiàn)內(nèi)關(guān)穴針刺時局部皮膚血流灌注變化幅度更大，血管舒張持續(xù)時間更長。Zhang等利用激光多普勒灌注成像監(jiān)測經(jīng)絡(luò)非穴位和離經(jīng)非穴位針刺前后小腿膀胱經(jīng)絡(luò)區(qū)域的血流灌注，驗證了“缺穴不漏經(jīng)”的中醫(yī)理論。此外，在針刺治療機制研究中，針對紅斑痤瘡、青光眼、口干癥等疾病，激光多普勒灌注成像都能監(jiān)測針刺治療前后相關(guān)部位的血流灌注變化，進而揭示針刺的治療機制。

近紅外光譜成像
近紅外光譜成像（NIRS）是一種無創(chuàng)且成本較低的光學(xué)技術(shù)，可用于測量人體組織的血流動力學(xué)參數(shù)。其光譜波長介于700-1100nm之間，穿透能力較強�；�于NIRS技術(shù)設(shè)計的傳感器尺寸小巧，能靈活放置在人體表面，便于在針刺療法研究中使用。

在針刺研究領(lǐng)域，NIRS主要有兩方面的應(yīng)用。一方面是監(jiān)測針刺時的局部血流動力學(xué)變化，Kimura等使用NIRS研究發(fā)現(xiàn)，以20Hz的電針刺激志愿者15min后，肌肉的氧合指數(shù)上升。Litscher等應(yīng)用NIRS監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，針刺治療期間及結(jié)束后，右側(cè)大腦動脈的血氧飽和度高于針刺前。另一方面用于針刺治療機制的研究，Ghafoor等運用功能性近紅外光譜儀（fNIRS）研究發(fā)現(xiàn)，針刺能使MCI患者前額葉皮質(zhì)的血流動力學(xué)響應(yīng)更明顯，功能連接大幅提升。

光聲成像
光聲成像（PAI）融合了聲學(xué)成像與光學(xué)成像的優(yōu)勢，具備高分辨率、高對比度和一定的穿透力，能夠突破傳統(tǒng)光學(xué)成像1mm的深度限制。多數(shù)情況下，PAI無需借助造影劑，利用氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白在532nm波長處的高摩爾消光系數(shù)，即可對生物組織的微血管結(jié)構(gòu)成像。PAI還能獲取血管中血紅蛋白濃度、血氧飽和度以及血管密度等信息，適用于高頻次、長時間檢測。

在針刺研究中，PAI也發(fā)揮著重要作用。在穴位敏化的光聲成像方面，Ding等采用光聲顯微成像（PAM）研究膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎小鼠模型中穴位敏化與微循環(huán)結(jié)構(gòu)改變的關(guān)聯(lián)，為穴位敏化的高分辨率成像奠定了基礎(chǔ)。在針刺的腦效應(yīng)研究中，Li等基于光聲斷層成像（PACT）觀察到針刺小鼠涌泉穴能增強腦血容量。Chen等發(fā)現(xiàn)針刺陽陵泉穴可使大腦動脈中的總血紅蛋白濃度顯著增加，還能促進大腦皮層新血管生成。

成像實驗與結(jié)果分析
LDPI與LSCI成像實驗
在探究針刺療法對血流灌注影響的實驗中，Kong等應(yīng)用激光散斑血流成像監(jiān)測進針前后手指的血流灌注，發(fā)現(xiàn)針刺時受試者手指的血流灌注指數(shù)相比自然狀態(tài)提高了60%以上。Kim等利用激光多普勒灌注成像對比多孔針與常規(guī)針對志愿者小腿足三里穴針刺時的血流灌注，結(jié)果顯示多孔針能顯著加快局部血流，且對應(yīng)部位血流灌注圖像的信號強度高于常規(guī)針。

在驗證穴位特異性的實驗中，Litscher等將51名健康志愿者分為經(jīng)穴針刺組與安慰劑穴位組，運用激光多普勒灌注成像評估進針后指尖皮膚血流灌注變化，發(fā)現(xiàn)內(nèi)關(guān)穴針刺時局部皮膚血流灌注變化幅度更大，血管舒張持續(xù)時間更長。Tian等應(yīng)用激光散斑血流成像觀察針刺合谷穴對面部局部血流量的影響，發(fā)現(xiàn)針刺開始后，面部除嘴區(qū)外大多數(shù)區(qū)域血流量顯著增加，結(jié)束針刺后血流量逐漸下降，有力表明穴位具有特異性。

NIRS成像實驗
Kimura等使用NIRS研究電針刺激對人體肌肉氧氣供應(yīng)量的影響，對志愿者使用頻率為20Hz的電針刺激15min后，發(fā)現(xiàn)肌肉的氧合指數(shù)上升，這一結(jié)果充分說明電針刺激可促進局部肌肉氧氣供應(yīng)增加。

Litscher等應(yīng)用NIRS對12名受試者在針刺前、針刺過程中與針刺結(jié)束后的腦血氧飽和度進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)針刺治療期間以及針刺結(jié)束后右側(cè)大腦動脈的血氧飽和度高于針刺前，清晰表明針刺可以調(diào)控大腦的氧代謝水平。

PAI成像實驗
Ding等采用PAM研究膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎小鼠模型中穴位敏化與微循環(huán)結(jié)構(gòu)改變的關(guān)聯(lián)，采集、對比不同時段足三里穴、陽陵泉穴與非穴位處微血管的結(jié)構(gòu)圖，發(fā)現(xiàn)它們在微血管密度、血管直徑分布和曲折度方面沒有顯著差異，為穴位敏化的高分辨率成像提供了科學(xué)依據(jù)。

Li等基于PACT觀察針刺小鼠涌泉穴時小鼠腦部結(jié)構(gòu)圖與腦部血流動力學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)針刺涌泉穴能夠增強腦血容量。Chen等采用PACT研究針刺對大腦血流灌注不足的影響，發(fā)現(xiàn)針刺左側(cè)或右側(cè)陽陵泉穴時，大腦動脈中的總血紅蛋白濃度顯著增加，且增加幅度比腦血流量更明顯，還能促進大腦皮層新血管生成。

總結(jié)與展望
光學(xué)成像技術(shù)為針刺療法研究帶來了新視角，能從血流動力學(xué)、腦功能等多方面揭示針刺作用機制，讓中醫(yī)針刺理論有了現(xiàn)代科學(xué)依據(jù)，有力推動了中醫(yī)針刺研究從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代，使其更具科學(xué)性和說服力。在臨床應(yīng)用上，激光多普勒灌注成像和激光散斑血流成像可實時監(jiān)測治療部位血流灌注，輔助醫(yī)生及時調(diào)整治療方案。NIRS能床邊監(jiān)測患者血流動力學(xué)參數(shù)，評估針刺療效，尤其適用于重癥監(jiān)護場景。PAI可觀察針刺對局部組織微環(huán)境影響，助力實現(xiàn)更精準(zhǔn)的針刺治療。未來，需提升激光多普勒灌注成像和激光散斑血流成像的分辨率、突破穿透深度限制，優(yōu)化NIRS的濾波算法，解決信號干擾和延時問題，發(fā)展PAI的非接觸式成像技術(shù)，克服依賴耦合劑的局限，從而更好地服務(wù)于中醫(yī)針刺研究和臨床治療。

論文信息
聲明：本文僅用作學(xué)術(shù)目的。

許越, 聶立銘. 光學(xué)成像技術(shù)在中醫(yī)針刺研究中的應(yīng)用進展[J]. 中國激光, 2023, 50(3): 0307105.

DOI:10.3788/CJL221142.