穴位物質(zhì)基礎(chǔ)的同步輻射X射線成像和光譜學(xué)研究.pdf

1、中醫(yī)在西方醫(yī)學(xué)沒有傳入中國之前,在維護(hù)中國人生命和身體健康上一直都是處于權(quán)威的地位,它是一套完全不同于西方醫(yī)學(xué)的醫(yī)學(xué)理論。但是在現(xiàn)代,中醫(yī)理論的科學(xué)性受到質(zhì)疑,中醫(yī)對(duì)于疾病的治療機(jī)制的描述比較抽象,對(duì)它沒有一個(gè)以現(xiàn)代科學(xué)為依據(jù)的說法。作為中醫(yī)學(xué)中的重要組成部分,經(jīng)絡(luò)學(xué)說也是備受爭議的。雖然針灸是一種安全、方便的疾病治療手段,并且對(duì)多種疾病呈現(xiàn)出良好的療效,也正在得到許多西方國家的承認(rèn),但是它依然還是被認(rèn)為是旁門左道,對(duì)于承擔(dān)它“行血?dú)?

2、營陰陽”“決生死,處百病,調(diào)虛實(shí)”調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)基礎(chǔ)還沒有確定,它如何發(fā)揮調(diào)節(jié)作用也沒有被科學(xué)地證明。為了證實(shí)經(jīng)絡(luò)和穴位是否真正存在,很多研究人員使用一些現(xiàn)代的科學(xué)方法對(duì)經(jīng)絡(luò)進(jìn)行研究。我的主要工作就是基于同步輻射提供的實(shí)驗(yàn)方法來研究穴位的形態(tài)和元素分布情況。在對(duì)穴位形態(tài)學(xué)的研究上,主要使用了兩種成像方法,一種是衍射增強(qiáng)成像的方法,另一種是暗場成像方法。對(duì)于穴位處元素分布情況則是使用了X射線譜學(xué)的方法:用X射線熒光分析的方法對(duì)穴位處進(jìn)行元

3、素分析,了解穴位處元素聚集情況;一種是X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)方法研究穴位處不同元素的在穴位處和周圍原子的配位情況。
　　 衍射增強(qiáng)成像方法(DEI)是一種對(duì)邊界有很強(qiáng)分辨能力位相襯度成像方法,它可以提取透過樣品的X射線中的折射信息,增加了圖象中的折射襯度。通過象素處理后的折射圖象具有很好的邊界襯度,可以分辨不同折射率的軟組織邊界,在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上面可以突破常規(guī)X射線成像方法只能分辨硬組織和軟組織的局限性。由于穴位處組織也是軟

4、組織,所以把位相襯度成像和針灸二者結(jié)合,對(duì)穴位形態(tài)進(jìn)行研究,為穴位的功能研究奠定基礎(chǔ)。在DEI方法中一般要記錄三張圖象,一張是在分析晶體搖擺曲線頂部記錄的衍射圖象,它有很好的襯度,可以直接用于觀察物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu);另外兩張是在搖擺曲線半高寬位置處的高角邊和低角邊記錄的圖象,對(duì)這兩張圖象經(jīng)過象素對(duì)象素的處理后可以得到表觀吸收?qǐng)D象和折射圖象。表觀吸收?qǐng)D象和常規(guī)X射線圖象是相似的,折射圖象則記錄了折射信息,所以可以分辨樣品內(nèi)部不同折射率的微結(jié)構(gòu)

5、。通過對(duì)人體六個(gè)穴位在穴位處和非穴位處的折射圖象對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)在穴位區(qū)的微管道結(jié)構(gòu)要比非穴位區(qū)豐富。這些微管道在穴位處聚集說明它們是和穴位的功能有密切的聯(lián)系,它們也有可能參與到穴位調(diào)節(jié)作用中。通過圖片還發(fā)現(xiàn)隨著穴位深度的增加,所顯示的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜,這可能是由于針刺穴位越深,效果就越明顯,所以結(jié)構(gòu)會(huì)越來越復(fù)雜。
　　 暗場成像法(DFI)是在眾多成像方法中,除了衍射增強(qiáng)成像方法利用物質(zhì)對(duì)X射線折射引起相位變化產(chǎn)生襯度的成像方法外,

6、另外一種專門以提取折射信息的成像方法。暗場成像方法是和亮場成像相對(duì)應(yīng)的一種成像方式,它制約了圖象中的吸收襯度,只關(guān)注折射襯度。由于很多研究人員已經(jīng)在兔子身體上發(fā)現(xiàn)了經(jīng)絡(luò)和穴位現(xiàn)象,在DFI實(shí)驗(yàn)中我們以兔子作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型,所用的樣品就是從兔子穴位上取得。在兔子穴位樣品的DFI圖象中可以觀察到在兔子穴位處聚集著微管道是非常明顯的一個(gè)現(xiàn)象。對(duì)比了同一張照片上在穴位和遠(yuǎn)離穴位的兩個(gè)區(qū)域,可以看出它們的對(duì)比是比較明顯的,在穴位的區(qū)域上可以看到管

7、道結(jié)構(gòu),而在非穴位的區(qū)域就比較簡單,平整。這些微管道和穴位之間存在的怎樣聯(lián)系,是否也參與了經(jīng)絡(luò)活動(dòng)例如傳遞信息,運(yùn)輸能量,都需要在進(jìn)一步的研究。
　　 熒光分析是一種非?？焖贉?zhǔn)確的元素分析方法。在生命科學(xué)研究中,熒光分析就被用來探測生物體中不同組織中微量元素含量,探測生物組織在不同發(fā)展階段中元素含量的變化,從而使人們更好的了解生命的過程。PIXE和SXRF兩種熒光分析方法使用在經(jīng)絡(luò)研究中,熒光分析方法發(fā)現(xiàn)在穴位的地方有Ca、Zn

8、、Fe等元素的聚集而在非穴位的區(qū)域這些元素就含量很少。所以也可以用熒光分析方法作為穴位定位的一個(gè)指標(biāo)。
　　 用熒光分析方法發(fā)現(xiàn)在人體和兔子穴位處均有Ca和Zn、Fe等微量元素富集,這些元素都是生物體中必須的,在生命機(jī)能上擔(dān)任著重要的作用。它們?cè)谘ㄎ惶幍母患?可以證明穴位是一些特殊的點(diǎn),在它的特殊功能實(shí)現(xiàn)過程中這些元素是參與其中的。它們可能承擔(dān)針刺過程中產(chǎn)生的信號(hào)傳遞,或者還有其他的功能如能量傳遞,清楚了解它們的作用將是一個(gè)更有

9、意義的課題。
　　 為了了解穴位處富集元素是怎樣參與穴位調(diào)節(jié)作用就必須首先了解這些元素如何和周圍的原子結(jié)合,所以選擇了X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(X rayabsorption fine structure,XAFS)方法來研究它們的結(jié)構(gòu),XAFS是一種同步輻射特有的結(jié)構(gòu)分析方法,它可以提供小范圍內(nèi)的原子簇信息。所以在穴位研究過程中,使用XAFS來研究穴位中富集元素和周圍環(huán)境的結(jié)合情況是一種可行的方法。通過對(duì)Zn元素的K吸收邊XAFS分

10、析,發(fā)現(xiàn)Zn元素在穴位處和在穴位外和周圍配位基的結(jié)合情況是非常不相同的,在所研究的五個(gè)穴位樣品中,所有穴位內(nèi)Zn元素第一殼層氧原子數(shù)要多于非穴位區(qū)。Zn元素在人體中也有信號(hào)傳遞的作用,在穴位的富集和還有不同于非穴位區(qū)結(jié)構(gòu)說明Zn在穴位處可能承擔(dān)著信號(hào)傳遞的特殊功能。對(duì)于Fe元素K吸收邊XAFS譜的分析中,沒有發(fā)現(xiàn)在穴位中和非穴位中Fe的配位結(jié)構(gòu)有特別的規(guī)律,還需要進(jìn)一步的分析。
　　 通過穴位的形態(tài)研究和譜學(xué)研究,可以發(fā)現(xiàn)穴位處