使用OCT初步探究了艾灸对经络上不同穴位表皮微循环的影响。对每位健康志愿者先后进行3次大陵穴艾灸实验, 共得到30组实验数据。每组对4个观测点进行10次测量, 共获得1200次实验数据。基于OCT信号的成像特性与组织光学中的光学特性参数, 对穴位处深度为0.4~1.0mm的后向散射信号区间内进行拟合, 获得了穴位皮肤的光衰减系数。结果显示, 与自然状态下的皮肤光衰减系数相比艾灸后30min内穴位皮肤光衰减系数升高约40%, 艾灸点所在经络上的其他穴位后向散射信号强度明显降低。而在临近经络的非穴位对照点和其他经络上的对照点处并没有观察到这一现象。表明了, 利用OCT可以观测到艾灸对穴位皮肤微循环的影响可以通过经络这一通道进行传递至其它穴位, 这种现象具有一定的临床意义, 也进一步扩展了传统OCT的运用范围。

以艾灸前后血流灌注指数为观察对象,研究艾灸对人体微循环的作用。将10个人分别进行不同时间(10 min、15 min、20 min)的艾灸和物理加热,使用激光散斑血流仪对检测区域进行测量和成像,观察各组穴区血流灌注指数的变化。经艾灸或者物理加热后,穴位处的血流灌注指数均有明显升高并有一个峰值,艾灸峰值出现在停止加热后,物理加热峰值出现在加热时间内,停止加热后,艾灸效应持续时间比物理加热长。研究表明,艾灸能够引起穴位局部微循环血流量增加,并与其作用于机体的时间有关,艾灸对机体产生作用的最主要原因是温热效应。

结合热力学基本定律和热辐射理论, 改进了Pennes生物热传导方程, 描述艾灸生物组织内的热量传递过程。采用Green函数法推导了其解析解, 建立了定量解释艾灸不同生物组织如健康组织、肿瘤组织的温度变化行为的方法。提出温度衰减系数的概念来衡量组织内不同深度处的能量吸收情况。艾灸时皮肤表面温度的变化趋势与仿真结果的一致性验证了方法的有效性。振荡的能量流对于组织是温和的刺激, 这是生物组织实现良好功能的物理兴奋剂。结果表明, 高频能量主要被皮肤表层吸收, 而低频能量可以深入到生物组织内部。重要的是, 疾病可以通过艾灸热的深透作用来治疗。

为了获得更加准确的中医理疗功效检测结果, 根据中医经络的气血和人体皮肤微循环密切相关的理论, 提出了一种基于散斑血流成像的检测方法。对检测过程中由于被测对象身体抖动等因素产生的图像信噪比下降问题进行研究和改进, 并通过软管模拟实验对成像系统的稳定性进行验证。然后, 对10名健康志愿者的内关穴或外关穴进行艾灸实验, 以血流灌注指数为检测指标, 采用散斑血流成像系统对手部不同经络的穴位及非穴位检测点进行检测。实验结果表明: 艾灸后, 在艾灸点所在经络上的穴位检测到的血流灌注指数增加比其它穴位点高20%。激光散斑血流成像系统能够对理疗过程中皮肤血流变化予以大视角的成像, 此方法在中医理疗功效检测中具有有效性。

为了探究艾灸前后经络与非经络组织之间光学特性差异，采用自制高灵敏度光传输检测装置，在体研究了艾灸内关穴前后手厥阴心包经的光传输特性，以及艾灸内关穴附近1 cm处的非穴位点前后非经络组织的光传输特性。结果发现艾灸后手厥阴心包经与其周边非经络组织上的光传输效率都明显降低，但手厥阴心包经上的光传输效率衰减更显著(P<0.05)。实验研究表明手厥阴心包经及其周边的非经络组织在光传输特性上存在差异，并且手厥阴心包经对艾灸的刺激作用更敏感，可以为经络的特性研究及艾灸的临床应用提供有益的数据参考。

通过交叉对照实验观察艾灸足三里对人体上腹部红外热像的影响以研究经穴的特异性。受试者为健康男性学生, 共31人, 平均年龄(23.7±1.7)岁。对受试者左右两侧的足三里或对照非穴点进行直接温和艾灸15 min, 在艾灸前、艾灸后即刻以及艾灸后120 min内每隔40 min进行红外热像观察。研究发现在艾灸后即刻, 足三里组与对照非穴点组的上腹中部与右侧的温度差改变量存在组间统计学差异, 该现象与艾灸足三里对人体的保健作用之间的关系值得进一步研究。

为揭示传统中医艾灸的物理特性，本文使用光栅光谱仪直接测量两种自然状态下典型艾条的可见光波段和红外波段的热辐射光谱特性。实验发现，测量的艾条含有少量的可见光光谱，艾灸谱峰出现在大约3．5μm的远红外波段．由此可以确定艾灸的光谱靠近近红外，以远红外为主。

对传统艾灸、替代物灸和人体穴位红外辐射光谱的分析比较发现,隔附子饼灸、隔姜灸和隔蒜灸三种传统间接灸与人体穴位归一化红外辐射光谱有惊人的一致性,其辐射峰均在7.5μm附近;而几种替代物灸与相应传统艾灸和人体穴位的辐射光谱相差甚远,其温热作用也远不如传统艾灸;传统艾条薰灸与人体穴位红外辐射光谱也有很大差异. 结果提示,在传统间接灸的治疗效应中,间接灸和穴位的红外共振辐射起重要作用;从艾灸的红外物理特性看,替代物灸尚不能替代传统艾灸.