红外热成像在代谢性疾病中的应用_姜碧瑶.pdf

海南医学院学报 2023，29（3）Journal of Hainan Medical University红外热成像在代谢性疾病中的应用姜碧瑶1，张文征2，罗文轩1，陈宗俊1，李艳丽2，叶晨1，杨睿博1，肖永华3（1.北京中医药大学第一临床医学院，北京中医药大学东直门医院，北京 100029；2.北京中医药大学东直门医院国际部健康管理中心，北京 100007；3.北京中医药大学东直门医院肾病内分泌科，北京 100700）摘要 代谢性疾病的患病率逐年升高，严重影响着人们的身体健康与生命安全，及早发现并干预是面对它们的共同策略。红外热成像作为一种特殊的医学影像技术，可以尽早发现机体代谢功能的改变，是适应代谢性疾病防治策略的影像技术手段。本文综述了红外热成像在单一代谢异常如肥胖、高血糖、血压异常，多组分代谢异常以及代谢性疾病最终阶段等情况下的应用情况，分析代谢性疾病在红外热成像下的特征表达及疾病发展过程中热图变化的规律，讨论当前研究存在的不足。为今后红外热成像在代谢性疾病的临床应用探索提供参考。关键词 红外热成像；代谢性疾病；代谢综合征；肥胖；糖尿病中图分类号 R589 文献标识码 A 文章编号 1007-1237（2023）03-0235-06Infrared thermography in metabolic diseasesJIANG Bi-yao1，ZHANG Wen-zheng2，LUO Wen-xuan1，CHEN Zong-jun1，LI Yan-li2，YE Chen1，YANG Rui-bo1，XIAO Yong-hua3（1.First School of Clinical Medicine，Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China；2.Health Management Centre of International department，Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100007，China；3.Section of Endocrinology&Nephropathy Department，Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100700，China）Foundation Project：This study was supported by the Special Fund for Basic Scientific Research of Central Universities（2020-JYB-ZDGG-117）Author：JIANG Bi-yao，E-mail：.Correspondence to：XIAO Yong-hua，M.D.，Chief Physician，Professer，Master Supervisor，E-mail：water_.Received：2021-04-21 Revised：2021-06-04 JHMU，2023；29（3）：235-240View from specialist:It is creative,and of certain scientific and educational value.ABSTRACT The prevalence of metabolic diseases，some diseases that are seriously harmful for human health and affect the quality of life，is increasing year by year.Early detection and intervention is the common strategy to deal with them.Infrared ther-mography（IRT）is a special medical imaging technology which can capture the changes of skin temperature associated with meta-bolic disorders.It might be a new method for early detection of metabolic diseases.The purpose of this review is to summarize ad-vances of the use of IRT in evaluating single metabolic disorder such as obesity，hyperglycemia and hypertension，complex meta-bolic disorders such as metabolic syndrome and target organ damage such as coronary artery atherosclerosis and diabetic foot.The characteristic of thermograms of metabolic disease patients，the changes of thermal maps during the development of the disease，and the lacks in current studies are also discussed in the article.KEYWORDS Infrared thermography；Metabolic diseases；Metabolic syndrome；Obesity；Diabetes mellitus代谢性疾病是指机体内糖、脂肪、蛋白质等物质代谢紊乱引发的一类疾病，主要包括糖尿病、肥胖、血脂异常和高血压等1。随着紊乱程度的加重，还会导致多种并发症的出现，引发动脉粥样硬化等DOI：10.13210/ki.jhmu.20210609.002网络出版地址：https：/ 中央高校基本科研业务费专项资金资助（2020-JYB-ZDGG-117）作者简介 姜碧瑶，E-mail：。通讯作者 肖永华，博士，主任医师，教授，硕士生导师，E-mail：water_。收稿日期 2021-04-21 修回日期 2021-06-04 网络出版时间：2021-06-09 15：19：08235海南医学院学报 Vol.29 No.3 Feb.2023各种心脑血管疾病2。近年来，各种代谢性疾病的患病率不断攀升，严重影响着人们的身体健康与生命安全。尽早发现并及时进行干预治疗，可以大幅度延缓其进程，对于降低心脑血管疾病及相关并发症的发病率及死亡率具有重要意义3-5。红外热成像（Infrared thermography，IRT）是一种非入侵的功能影像新技术，它可以测量并记录人体体表的温度分布，通过分析体表的温度分布特征获取组织体的新陈代谢及生理功能状态等信息6。当人体功能出现异常，对应区域的热代谢会发生变化，在红外热图上会有相应的呈现，因此，我们可以借助 IRT 尽早发现机体在代谢性疾病前期出现的功能改变，在疾病尚未发展严重的阶段进行干预，减轻患者损失。目前 IRT 的应用研究多集中在血管疾病、乳腺癌筛查等方面，本文综述了 IRT 在代谢性疾病相关的应用情况，分析代谢性疾病在 IRT下的特征表达及疾病发展过程中热图变化的规律，为今后 IRT 在代谢性疾病的临床应用探索提供参考。1 体表温度与代谢简述 机体深部（心、肺、脑和腹腔内脏等处）的温度称为深部温度或体核温度，人体的外周组织包括皮肤、皮下组织和肌肉等的温度称为表层温度，人体表层最外层的温度，则称为体表温度7。相较于相对恒定的体核温度，体表温度会受到局部血液循环、组织代谢水平和深部组织器官功能状态的影响8。研究表明，正常人的体表温度分布具有一定的规律，以头项脊柱为轴两侧基本保持左右对称，并同时存在着明显的温度梯度，人体四肢远端的皮肤温度最低，越靠近躯干，皮肤温度则越高，这与躯干内部脏器以及近心部位的丰富血流供给有着密切的联系9。当机体出现代谢功能紊乱时，可伴有局部的微小病变，导致该处循环散热的血流出现异常，对应部位对于体温调节机制的响应也可能会受到影响，出现体表温度异乎寻常的改变，破坏正常体表温度分布的对称性和有序性，因此针对体表温度的观察对于评估机体代谢功能具有重大意义10，11。2 代谢性疾病不同阶段与红外热成像 临床中代谢性疾病常呈进行性发展，最初可能仅出现单一组分的代谢异常，而不同组分的代谢异常之间存在着紧密的联系12，随着病情发展，异常组分的数目逐渐增加，长期的糖、脂、血压水平异常还会对器官造成损害，导致其功能逐渐减退，同时提高各种并发症发生的风险13。根据以上规律，在此将讨论分为三个部分，分别围绕单一组分代谢异常阶段、多组分代谢异常阶段，以及代谢性疾病造成器官病变及损伤的最终阶段展开。2.1单一组分代谢异常与红外热成像2.1.1肥胖肥胖症是一种由多因素引起的慢性代谢性疾病，指体内脂肪堆积过多和（或）分布异常，通常伴有体重增加，国内以 BMI24 和28 分别作为中国成人超重和肥胖的界限14。而在 BMI之外，国外的许多相关指南中还包含了一些其他指标，如腰围、腰臀比、腰围身高比等等，主要用于定义脂肪在腹腔内肠系膜、内脏器官以及主动脉周围囤积的腹型肥胖15，16。Savastan等17对 23例肥胖患者与 13 例正常人利用 IRT 与热敏设备进行温度测定，发现在肥胖患者与正常人的体核温度无显著差异的同时，他们的指甲床温度明显高于正常人，而腹部温度则显著低于正常人。Chudecka 等18研究发现，肥胖患者大部分体表的皮肤温度都较低，且平均体表温度随腹部体脂百分比的增加而降低，手掌温度则呈现一个相反的规律。上述研究都表明肥胖患者腹部的脂肪层可能减弱了腹部的传热，而在其与健康人体核温度无明显差异的情况下，手部热量散失的升高则抵消了这类部位热量散失的降低，因此出现了肥胖患者与正常人不同的热图表现。Jalil等 19对肥胖女性和健康女性同时进行 IRT监测和糖耐量试验，除了验证以上温度分布规律外，还发现在糖耐量试验后肥胖患者观察区域的温度变化模式与健康女性也明显不同，健康女性的手部与腹部温度在时长 3 h的监测过程中保持持续上升，而肥胖患者该区域的温度则主要在糖耐量试验后的两个小时内升高。肥胖患者的热量传导和机体代谢情况都与健康人存在差异，而借助 IRT 可以敏感地察觉这个差异。2.1.2血糖异常糖尿病（Diabetes mellitus，DM）是以高血糖为特征的慢性代谢性疾病，目前关于血糖调节异常的 IRT 研究并不多，对于早期 DM 患者红外热图的特征也并没有比较一致的看法。Siva-nandam 等11发现 DM 患者的糖化血红蛋白（glycat-ed hemoglobin，HbA1c）与颈动脉区域皮肤温度呈负相关，患者的腘窝、下肢胫骨区域、手掌和额部的温度较健康人亦有所降低，他们认为这可能与血糖升高引起的周围血流灌注和代谢率改变相关。在Zeng等20的研究中，对 DM 患者和正常人进行手指降温试验（fingercooling test，FCT），可以发现 DM患者在接受冷刺激后由即刻温度恢复到基线温度的复温时间较正常人明显延长，该复温时间同时还236姜碧瑶等.红外热成像在代谢性疾病中的应用与 DM 病程（r=0.513，P=0.001）和 HbA1c 水平呈正相关（r=0.446，P=0.003），这可能与 DM 患者的微循环障碍相关。Sivanandam 的研究中发现 DM 患者手掌温度较健康人降低，而厚磊等21经过对 DM 患者热图的分析总结，则认为