关于针刺刺激量定量化研究的设想

王东岩,李姝,王斌,邢继杰



关于针刺刺激量定量化研究的设想

王东岩1,李姝2,王斌2,邢继杰1

(1.黑龙江中医药大学附属第二医院,哈尔滨 150001;2.黑龙江中医药大学,哈尔滨 150040)

研究针刺刺激量“量”的概念及其组成因素,对针刺刺激量定量化研究的可行性提出设想。通过既往对针刺刺激量概念的探讨,提出针刺刺激量的准确定义,深入分析并提出针刺刺激量的三大组成要素分别为力的做功,热能的交换和电能的传递。并对针刺刺激量的定量化研究提出展望。

针刺疗法;刺激量;定量化

针刺刺激量是影响针刺疗效的关键因素之一。关于针刺刺激量的定量化研究是当前针刺研究的热点和难点问题。20世纪70年代,石学敏“针刺手法量学”理论的提出,填补了针灸学历史上的一个空白[1]。但在针刺刺激量的定量化研究中,仍存在诸多问题,值得探讨。笔者就针刺刺激量的定量化研究进行讨论,现报告如下。

1 关于针刺刺激量“量”的概念

在古代文献中,对针刺手法的补泻论述较多,但对针刺刺激量或手法补泻中刺激量的问题较少提及[2]。直到明代杨继洲《针灸大成》中才有了“刺有大小”和“针有浅深”说。“刺有大小”指针体的受力大小;“针有浅深”指针刺的深度。这与当前针刺研究中手法参数的相关概念基本一致,但在杨继洲的时代,对“刺激量”概念的界定还非常模糊,其刺激量的计量依患者病情而定,往往根据经验,对“刺有大小”和“针有浅深”做较原始的描述,“刺激量”概念刚有其雏形。

及至现当代,针刺手法的量化研究越来越受到人们的重视。20世纪70年代,从临床治疗剂量角度出发,为研究和确定针刺最佳治疗剂量,石学敏明确提出了“针刺手法量学理论”,规定了针刺手法量学的四大要素,对针刺作用力的方向、大小、施术时间、两次针刺间隔时间等作了科学界定[1]。并指出①作用力的方向是决定补和泻的重要因素之一。②捻转补泻与作用力的大小有直接关系,小幅度、高频率,其限度是1/2转,频率为每分钟120次以上为补;捻转时,大幅度、低频率,其限度在1转以上,频率在每分钟50～60次为泻。③施行捻转补泻手法所持续时间的最佳参数是每个穴位1～3 min。④两次施术间隔时间最佳参数为3～6 h。但值得注意的是,针刺治疗剂量不同于药物治疗剂量,药物剂量可以用“克”作单位来计算,而针刺刺激,在“针刺手法量学理论”中却难以用某一单位来做计量。所以,在针刺刺激量定量化研究中,“手法量学”中“量”的概念并不彻底,当然,“手法量学理论”中,以针刺治疗剂量类比药物治疗剂量,直观上易于理解,“四大要素”的提出又使手法在临床中可重复,可操作,易于规范,仍具有重要意义。

王频等在《电针刺激量量化方案探讨》[3]中,对“针灸刺激量”和“电针刺激量”做了一番精辟的论述,其认为针灸手法的刺激要素包含了具体针刺手法、针刺的深度、运针的频率、留针时间、针刺的次数、间隔时间以及艾灸的壮数等,这就是“针灸刺激量”,概括起来就是指进行针灸时所施加的外在物理因素的综合量值,与针刺时人体穴位内在的生物因素无关。参考“针灸刺激量”来理解“电针刺激量”,其概念应指电针实施过程中所施加的与电脉冲刺激相关的综合量值,严格来讲,就是电脉冲刺激的能量量值。该文章首次用“能量”来描述“电针刺激量”,相应的,电针治疗的剂量也就以“焦耳”作为其能量单位。

受以上启发,笔者认为针刺刺激量就是指在进行针刺治疗过程中所施加的外在物理因素的综合量值。“补”或“泻”是对针刺后效果的定性的评价,而不是有关针刺的量学概念。

2 外在物理因素的综合量值

针灸针不同于注射器,使用注射器的目的在于对人体添加物质,改变人体内环境;而针刺,可以看做是一种单纯的物理刺激,但无论哪种物理刺激的实现,都要凭藉于针体与人体组织的接触。事实上,在这一接触面上可以实现的物理刺激仅有3种,即力、热、电。

2.1 针刺中有关力的综合量值

“有关力的综合量值”就是指在针刺过程中相关力的做功,其单位为焦耳能量。在手法针刺的研究中,不论哪种针刺手法的实现,都要涉及针体与人体组织的相对运动,若以皮肤表面做参照,针体在人体组织中相对运动的形式大致都可在水平面、矢状面和冠状面上实现分解。若把针灸针的针尖设为一个理想尖端的话,针体与人体组织相对运动中所涉及到的力就仅有动摩擦力和静摩擦力,它们也可以在上述3个平面上实现分解,针体与人体组织的相对位移矢量同样可以在这3个平面上分解。根据“力的做功=力×力的方向上的位移”,理论上就可以计算针刺过程中相关力的做功。这就肯定会涉及针刺手法参数的问题,就目前研究显示[4-8],针刺手法参数已经可涉及运针操作时力和速度的变化、手法力的大小及方向变化、角位移、线位移、幅度、频率、时间、针体受力波形及针体受力变化等。就计算“力的做功”而言,这些参数是足够的。

当然,上述仅是理想状态下的简单模型,实际分析并计算毕竟会复杂得多。为了精确分析计算,在模型建立及算法上肯定是需要更先进的技术。但相信,力的做功并非是一个不可计算量。

2.2 针刺中有关热的综合量值

针灸针是热的良导体,针体与人体组织间存在温差,就会有热的交换。热交换的能量量值,就是针刺中有关热的综合量值,其单位,也是焦耳能量。值得说明的是,这里的热交换作为一个外在的物理因素,与针刺时人体穴位内在的生物因素无关。例如烧山火、透天凉等复杂针刺手法所致的局部组织温度的改变,因与针刺时人体穴位内在生物因素有关,故而不能看做是单纯热交换,也与针刺中有关刺激量的量学概念无关,而只能作为针刺后效应或效果来理解。但手法操作后由于人体组织局部温度改变,以致针体与人体间发生热交换的能量,则应在针刺刺激量的计算范围。

若要直接对针刺中热交换的能量量值进行准确计算,技术上的核心难点在于应用高敏感的温差感受器测量针体与人体组织发生热交换前后的温差变化。应用经典的热交换公式Q=CP×m×ΔT(Q为热交换的能量量值,CP为发生热交换的物质的比热容,m为发生热交换的物质的质量,ΔT为热交换前后物质的温差),即可对热交换的能量量值Q进行求解(人体或针灸针的比热容CP相对固定,质量m也可近似确定,ΔT须通过高敏感的温差感受器进行测量)。当然,若应用的是电能加热,也可通过所消耗的电能对热交换的能量进行间接的近似计算。

在手法针刺的研究中,由于针体或人体组织的温差变化不大,或人体组织的温差虽有变化,但针体的质量相对人体的质量太小。所以,手法针刺中热交换的能量可能会很小,甚至可以忽略,其意义大小还较难说,而且限于技术手段,恐怕也较难监测。笔者认为其目前仅是一个思路,相关模型的建立并热交换的能量量值计算还并不成形。

理论上,对针刺中热交换的能量进行定量化研究的较理想模型是温针灸、火针或电热针。因为在这3种针灸方式中,“热能的交换”相对于“力的做功”和“电能的传递”而言,其所占比重要大得多,以致“力”和“电”可以被忽略。只是在实际的测量和计算中,温针灸和火针更依赖于高敏感的温差感受器,所以在温差测量技术的要求上可能会更难。同时,由于电热针可以通过所消耗的电能间接近似计算热交换的能量,从而避开了温差测量技术的难题,所以在当前阶段,相较其他两种模型显得更为理想。

2.3 针刺中有关电的综合量值

针灸针也是电的良导体,“有关电的综合量值”便是针体与人体组织的电能的传递,其单位仍然是焦耳能量。在手法针刺的研究中,由于手法操作者与被针刺者之间所承载的电荷不同,存在电位差,所以必然会存在电能量的传递。尤其长年习练传统内家拳法的针灸师,以意气运针,在针灸针的针尖处更会存在明显的“尖端放电”效应。尽管这部分能量真实存在,但或者由于其量小、微弱,或者由于其确实难于测量,在手法针刺的研究中往往都被从“刺激量”的概念中忽略掉了。与手法针刺不同,电针针刺则是研究针刺中有关电的综合量值的理想模型。在电针针刺的简单模型中(由于电脉冲能量较高,“力”和“热”可以被忽略),电针刺激量即可认为是电脉冲刺激的能量量值,电针刺激强度即相当电脉冲刺激的输出功率。若设电脉冲输出电压为Um,电针仪输出方波的波宽为tw,人体穴位两点间电阻为R,电脉冲刺激频率为F,刺激时间为t,则电针刺激量Q甚至可以用公式Q=2×(U2m/R)×tw×F×t进行计算[3]。这种直接使用电针仪输出参数并应用公式的计算在刺激量的定量化研究中是非凡的。更由于其刺激方式(电针仪输出电脉冲的波形、频率、周期等之间的组合)、刺激强度、刺激时间等参数均可人为设定,使得电针针刺在现阶段针刺刺激量定量化研究的诸多模型中更为理想,更具可行性、实用性。

3 讨论

综上可以给出针刺刺激量的定义如下,针刺刺激量即是在针刺过程中,针体与人体组织间力的做功、热能的交换和电能的传递三者能量的和值。针刺刺激强度即针刺刺激量与针刺时间的比值(是一个“能量/时间”的概念)。

在针刺刺激量的定量化研究中,手法针刺是研究针刺中有关力的综合量值的理想模型;温针灸、火针、电热针是研究针刺中有关热的综合量值的理想模型,其中电热针可通过消耗的电能间接计算热交换的能量,避开了温差测量技术的难题,较其他两种模型更理想;电针针刺是研究针刺中有关电的综合量值的理想模型,较之其他诸模型由于电针参数可人为设定,在刺激量的定量化研究中更具可行性、实用性。

尽管本文就针刺刺激量、针刺刺激强度等概念给出了准确定义,并试图将定量化研究的设想予以清晰描述,但限于一些高级算法和相应技术的缺憾,本文所提供的仅是一个思路或设想,量化研究的方案并不完全成形。也正限于一些高级算法和相应技术的缺憾,笔者受王频、杨华元等的启发,才有了电针针刺模型的应用倾向,并正在着力于电针刺激量定量化研究的可能。笔者相信,在刺激量可量化研究后的相当长一段时间内,针刺刺激量-效应关系、刺激强度-效应关系必会是研究的热点和难点。更会有“刺激量给予方式(力、热、电)不同,效果能否相同?”“刺激强度不同,效果是否相同?”“相同刺激强度,刺激方式不同,效果能否相同?”“各种刺激方式可否相互替代?”等诸多问题值得我们思考并深入研究。

[1] 卞金玲,张春红.石学敏院士针刺手法量学的概念及核心[J].中国针灸,2003,23(5):287-289.

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[5] 樊小农,王舒,李雅洁,等.“水沟”穴最佳刺激参数的筛选研究[J].中国针灸,2008,28(12):913-917.

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[7] 李庆华,李付国,艾炳蔚.中医针刺手法用传感针的研制[J].传感技术学报,2006,19(2):285-288.

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Design of Quantitative Study on Acupuncture Stimulation

-1,2,2,-1.

1.,150001,; 2.,150040,

To study the concept and components of acupuncture stimulation quantity, and to raise the research design of quantifying acupuncture stimulation. By discussing the concepts of acupuncture stimulation quantity in the past, it defined the acupuncture stimulation quantity and brought up the hypothesis through profound analyses that the three major components of acupuncture stimulation quantity should be the work of force, exchange of thermal energy, and transmission of electric energy. It also put forward the prospect of the quantitative research on acupuncture stimulation.

Acupuncture; Stimulation quantity; Quantification

1005-0957(2013)05-0410-03

2012-12-21

黑龙江省自然科学基金面上项目(D200942)

王东岩(1971 - ),女,教授,博士生导师

王斌(1986 - ),男,2005级7年制学生,E-mail:wbcy0226@ 126.com

A

R245.3

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.05.410