红外法针刺家猫合谷穴与脑皮层血晕变化关系研究

摘要

目前国际上对于脑的应激研究，主要是根据刺激来找出脑的激活部位。其惯用方法一般是利用核磁共振功能成像探测大脑的血晕充盈程度来判断大脑被激活部位，正电子放射层析成像、近红外透射成像以及脑电图和脑磁图等，均为间接测量脑应激方法。在诸多的神经图像方法中，还没有一种有效显示脑温度变化的方法。 本课题以动物为研究对象，探索了针刺穴位的大脑皮层应激反应，是国际脑认知领域的前沿性研究，主要探讨了以下几方面的内容。 (1)提出了一种利用中远红外成像测温直接探测动物大脑皮层激活部位的新方法。动物大脑表面的温度存在着一定的差异，根据局部温度形成的机理，皮层的这种温度差异与皮层神经元兴奋、该部位组织的代谢量和局部血循环有关。本研究应用红外热成像技术直接探测裸视大脑皮层血晕温度变化，以此来判断被激活部位，得到的脑应激效果要优于其他间接测量方法。 (2)验证了中医针灸中的醒脑开窍针刺法医学理论。醒脑开窍针刺法能够促进脑组织的代谢修复，改善大脑生理功能，提高康复率，是目前指导临床治疗脑卒中最为普遍的理论。然而，穴位和脑部功能区的对应关系至今仍没有定论。本研究将家猫进行全脑开颅，对其在针刺合谷穴后的大脑皮层温度变化进行热像显示和温度测量，判断变化最明显的区域位于大脑皮层相应的功能区位置，找出针刺穴位和大脑皮层血晕变化功能区之间的对应关系。建立了刺激穴位与大脑血晕变化部位的对应关系及其变化规律模型。通过动物实验所得到的图像和数据研究，验证了醒脑开窍针刺法理论的正确性。 (3)研制了一套三坐标红外探测动物实验系统。为了实现对大脑皮层的开颅裸视测量，开发了一套具有独立知识产权的专业红外成像测温系统。研制了专用红外显微镜头以提高精度和分辨率，编写了红外图像采集及温度测量应用软件，设计了逐次逼近式优势放大法这一新的图像处理算法。 通过对动物大脑皮层的开颅观察，可知针灸动物某固定穴位，确实能引起大脑皮层功能区部位发生对应的变化。据比较针灸研究学说，针刺人体某一特定的穴位，同样能在相关大脑皮层功能区产生相应的影响，而且脑部功能区和针灸穴位是存在对应关系的。 本课题的研究成果为中医针灸在脑科学领域的研究提供了具体图像与温度数值上的支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本课题研究目的与意义

1.1.1研究目的

1.1.2研究意义

1.2目前国内外研究状况

1.2.1国外相关研究

1.2.2国内相关研究

1.3本课题研究内容与特点

1.3.1研究主要内容

1.3.2本课题研究特点

1.3.3设计方案与技术路线

第二章本课题中的红外探测器性能分析

2.1红外脑成像技术的优点

2.2红外热成像探测器

2.2.1红外焦平面阵列探测器

2.2.2红外探测器性能的基本参数

2.2.3红外探测系统设计的相关理论分析

2.3本课题相关前续性研究

2.3.1红外辐射的传输与吸收

2.3.2红外人体信息检测应用实例

2.4本课题采用的红外探测器

2.4.1探测器选型

2.4.2探测器性能校准

2.5小结

第三章三坐标平移实验台的硬件系统组成

3.1整机系统组成

3.2三坐标电动平移装置

3.3红外成像装置

3.3.1红外显微镜头

3.3.2成像检测电路

3.4实验台配件

3.5小结

第四章红外成像软件系统设计

4.1数据获取与校正模块设计

4.1.1软件接口

4.1.2原始图像数据的校正

4.1.3原始图像数据获取与校正流程

4.2图像实时处理与显示模块设计

4.3逐次逼近式优势放大算法

4.4伪彩处理模块设计

4.5应用软件界面设计

4.6小结

第五章脑研究中的针刺实验设计

5.1脑区激活与相互作用

5.2针刺在脑研究中的应用

5.2.1经络与穴位简介

5.2.2针灸效果的红外成像检测

5.3针刺穴位的治疗作用

5.3.1针灸治疗的作用规律

5.3.2脑研究中的重要针灸穴位——合谷

5.4比较针灸学简介

5.5动物实验设计

5.5.1动物实验的必要性

5.5.2本课题实验动物的选择

5.6 小结

第六章实验步骤

6.1家猫的针灸穴位

6.2裸视大脑皮层针灸应激反应研究

6.2.1家猫全脑开颅手术

6.2.2脑反应与针刺穴位的同步监测

6.3小结

第七章实验结果分析

7.1针刺前后脑区图像变化

7.1.1针刺合谷穴

7.1.2针刺其他部位

7.2针刺前后脑区温度数据变化

7.3实验结果分析

7.4小结

第八章总结与展望

8.1本课题研究成果的意义

8.2本课题的创新性工作

8.3系统需要完善和改进之处

8.4成果应用的前景与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录：应用软件主要功能部分源代码

致谢