針刺手法刺激量定量化研究回顧和思考

摘要：針刺手法以及刺激量的選擇對臨床療效有至關(guān)重要的作用，目前關(guān)于針刺手法的臨床應(yīng)用研究較少，缺乏經(jīng)過嚴格設(shè)計的前瞻性隨機對照研究不同針刺手法的臨床療效，這也主要是針刺手法的刺激量實際操作很難做到真正的定量化及客觀化，操作很難做到重復(fù)性以及規(guī)范性。本文從針刺手法的量化和客觀化、針刺手法的作用機理、針刺手法刺激量和針刺效應(yīng)的關(guān)系三個方面綜述了近年來在針刺手法客觀化、量化研究方面開展的多學科交叉研究概況，認為多學科交叉的研究思路、研究手段對于針刺手法的量化以及針刺量效關(guān)系作用機理的闡明有著積極的意義，提出利用計算機及信息技術(shù)對針刺手法參數(shù)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘可以使得該領(lǐng)域研究進一步深入。

關(guān)鍵詞：針刺手法；參數(shù)量化；刺激量；量效關(guān)系

The Review about the Amount of Acupuncture Manipulation Stimulation Quantitative Research

HU Yin-e，YANG Hua-yuan，LIU Tang-yi，GAO Ming，XU Gang，TANG Wen-chao

（Laboratory of Traditional Chinese Medicine Engineering， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China）

Abstract：Acupuncture manipulation and the selection of intensities are crucial to clinical acupuncture treatment. Currently， few studies focally probed into the clinical application of acupuncture manipulation， leading to the lack of research into the clinical effects of different acupuncture manipulations with designed prospective randomized controlled study. This is mainly attributed to the difficult implementation of quantification and objectification in the practices of acupuncture manipulation intensities， which stem from the insufficiently feasible repeatability and normalization in operations. Hence， in this research， from perspectives of quantification and objectification of acupuncture manipulation， as well as the relations between its intensities and effects， the interdisciplinary research situation of the objectification and quantification of acupuncture manipulation was introduced. On the basis of the research， in order to clarify the functioning characteristics and regularities of acupuncture manipulation， we obtain waveform signals during the process of acupuncture manipulation by The ATP-II acupuncture manipulation parameter tester， we use the wavelet packet transform analysis techniques to extract more characteristic parameters of acupuncture manipulation features，and in this study，we proposed the method of calculation of the intensities of stimulation.

Key words：Acupuncture manipulation； Parameter quantization；Intensities； Intensity-effect relationship

1 研究背景

針刺手法是針灸學的一個重要組成部分，也是針灸臨床操作的基本技能，為取得臨床療效的關(guān)鍵因素之一。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對針刺手法研究越來越深入，對針刺手法的作用和針刺效應(yīng)有了進一步認識，提出了不同的觀點和看法。由于針刺手法在操作過程中涉及到幅度、角度、頻率、作用力、方向、時間及刺激量等多參數(shù)，并且在臨床上受到患者身心狀態(tài)、取穴等因素的影響， 因此，產(chǎn)生的臨床療效有著很大的差異。針刺手法是針刺治療的外在體現(xiàn)形式， 針刺刺激量是針刺治療的內(nèi)在本質(zhì)特征[1]。針刺刺激量不定量化，是掩蓋針灸療效差異的重要原因，它阻礙了針刺量效關(guān)系的研究，阻礙了針灸學科的發(fā)展。

2 針刺手法刺激量的研究現(xiàn)狀

針刺刺激量是針灸臨床獲取療效的關(guān)鍵因素之一[1]。針刺手法是針刺治療的外在體現(xiàn)形式， 針刺刺激量是針刺治療的內(nèi)在本質(zhì)特征[2]。針刺的刺激量如同藥物劑量一樣，對療效的產(chǎn)生具有決定性的作用，不淪何種刺激，要引起臟腑的反應(yīng)，必須在刺激強度、刺激持續(xù)時間和刺激強度對時間的變化率上達到某個閾值，而且各參數(shù)間也會相互影響，這就涉及到一個針刺手法的量化問題。關(guān)于針刺刺激量的定量化研究是當前針刺研究的熱點和難點問題。在20世紀90年代初，石學敏院士就較早的提出了\"針刺手法量學\"理論 [3-4]。石學敏\"針刺手法量學\" 理論的提出，填補了針灸學歷史上的一個空白，但在針刺刺激量的定量化研究中，仍存在諸多問題。針刺手法的客觀化和量化，是應(yīng)用現(xiàn)代科學技術(shù)和實驗手段去驗證、揭示傳統(tǒng)針灸學理論的現(xiàn)代內(nèi)涵，復(fù)旦大學研制的動態(tài)監(jiān)測針體受力系統(tǒng)，檢測到針體上的受力和手法操作的波形電信號，篩選出有規(guī)律的得氣指標與針刺手法參數(shù)[5]。近10多年來，我們研究室一直致力于針刺手法的客觀化、定量化研究[6]，項目研究成果\"ATP-Ⅱ智能針刺手法測定析系統(tǒng)\"已被全國各大中醫(yī)院校用于針灸教學實踐以及科學實驗研究[7-8]。國外學者對此也非常感興趣，將一種超聲彈性成像技術(shù)用于人體針刺手法操作時的定量化研究，發(fā)現(xiàn)增加捻轉(zhuǎn)量對在提針、插針時的組織移位和在插針后彈回的組織移位都有顯著的線性效應(yīng)[9]。香港中文大學通過虛擬人技術(shù)觀察針刺操作的過程，將計算機的虛擬仿真應(yīng)用針刺的研究，在針刺手法客直觀化以及危險穴位操作方面的研究，邁出了較大的步伐[10]。Wang[11]分析針刺足三里獲取的電信號位研究對象，應(yīng)用非線性動力學分析了四種針刺手法針刺足三里時獲取的電信號，通過遞歸圖確定了不同針刺電信號的平穩(wěn)性。美國學者Davis等也報道了6位中國針灸專家在實施同一捻轉(zhuǎn)手法時，捻轉(zhuǎn)幅度個體差異顯著，但捻轉(zhuǎn)力量沒有差異，并且補瀉手法對捻轉(zhuǎn)力量也無影響[12]。最新研究從運動學和動力學兩個角度探索捻轉(zhuǎn)手法的動作特征，從而為捻轉(zhuǎn)手法操作的定量化提供依據(jù)，提出議將捻轉(zhuǎn)頻率離散度和操作時間用于捻轉(zhuǎn)手法的定量評估[13]，可以看出也是從不同刺激量的角度來考慮手法的定量化。以上研究，主要是從實施者角度研究針刺手法刺激，但是針刺效應(yīng)是施術(shù)者和受試者相互作用的過程，只有把兩者都能夠客觀化、定量化，臨床的針刺手法才能做到真正的重復(fù)和規(guī)范。

3 針刺手法量效關(guān)系研究

不同刺激量的針刺手法產(chǎn)生不同的臨床療效，說明不同的刺激量產(chǎn)生的臨床效應(yīng)是有相應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)的，不同的刺激量所引起的生理效應(yīng)的差別，究其原因也許正是與這種針下反應(yīng)不同直接相關(guān)。在不同針刺手法的刺激下所產(chǎn)生的中樞和器官的反應(yīng)不同，如果通過現(xiàn)代的科學方法，進一步揭示兩者之間的關(guān)系，并構(gòu)建針刺手法的量效關(guān)系，則可以為臨床手法刺激量的選擇提供指導(dǎo)和理論基礎(chǔ)，最終為提高針刺的臨床療效有重要的意義。

在量化研究的基礎(chǔ)上，胡銀娥等[14-17]致力于應(yīng)用計算機技術(shù)尋找量化參數(shù)的規(guī)律和特點，并在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)上，在大量針刺手法信息中，找到單式手法和部分復(fù)式手法的共性特征，并建立針刺手法的非線性數(shù)學模型，建立針刺手法手法的數(shù)學模型后，又結(jié)合計算機仿真技術(shù)，開展針刺手法仿真系統(tǒng)的研制工作[18]。自針刺手法仿真系統(tǒng)研制成功后，由于該儀器能夠在針刺過程中刺激參數(shù)可以客觀化、定量化，提高了實驗的可重復(fù)性以及規(guī)范性，因此，研究者應(yīng)用該儀器開展動物實驗研究，從而該儀器的研制對針刺效應(yīng)的研究有了很大的推動作用。楊華元等[19-21]以不同刺激量參數(shù)的捻轉(zhuǎn)手法刺激自發(fā)性高血壓大鼠（SHR），比較其降壓效應(yīng)及對心肌血管緊張素（Ang）Ⅱ含量的影響，結(jié)果輕刺激量捻轉(zhuǎn)手法與中刺激量捻轉(zhuǎn)手法均有顯著抑制血壓上升的作用，而重刺激量捻轉(zhuǎn)手法抑制血壓上升的效果不明顯。王彩虹等[22]通過三種不同刺激量的捻轉(zhuǎn)針刺手法，觀察應(yīng)用三種不同刺激參數(shù)的針刺手法針刺前后正常人穴位溫度變化的針刺效應(yīng)，探討刺激量的大小和溫度變化的相互關(guān)系。在動物實驗有較好結(jié)果的基礎(chǔ)上，我們又開展了定量化針刺手法參數(shù)的臨床實驗，該實驗主要是驗證針刺手法仿真系統(tǒng)的效應(yīng)，因此選用健康人作為針刺對象[23]。也有借助電磁學相關(guān)知識，開展針刺手法刺激量的研究，楊國平[24]從電磁學觀點探討針刺手法，人為行針手法會產(chǎn)生兩個方而的電磁場，但是這兩種電磁場作用于患者對療效有何影響、其作用機理如何及其與經(jīng)絡(luò)有何關(guān)系，需進一步探討研究。龔斌等[25]用間生態(tài)學說的均等相、反常相、抑制相解釋針刺有效刺激量的大小與針刺療效補瀉、針刺療程的關(guān)系。提出針刺有效刺激量的概念，認為針刺手法、患者敏感度、刺激時間是構(gòu)成有效刺激量的三個因素，有效刺激量大為瀉法、有效刺激量小為補法，但是如何具體計算刺激量大小，該研究者未涉及。也有研究者，從針刺手法機理方面開展研究，周國祥等[26]以不同針刺手法針刺大鼠內(nèi)關(guān)穴，探討針刺內(nèi)關(guān)穴對缺血再灌注損傷心肌的保護作用及與血漿β-內(nèi)啡肽的相關(guān)性，針刺內(nèi)關(guān)穴能抑制心肌缺血再灌注大鼠血漿β-EP的升高，減輕應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，從而起到保護心肌的作用，而重手法針刺組的針刺效果優(yōu)于輕手法針刺組。Itoh K等[27]用不同針刺方式治療老年人慢性腰痛，發(fā)現(xiàn)深刺激的治療效果優(yōu)于淺刺激及常規(guī)針刺療法，但是深、淺刺激量是多少呢？只有強、弱之分，未計算出定量化的值。

綜上所述，針刺的有較好的臨床療效，但是在實驗過程中，從操作者自身角度定義刺激量，明顯的主觀性，客觀化不足，影響了實驗的可信度和精確度，各研究之間差異太大。

4 結(jié)論和思考

4.1綜上所述，我們總結(jié)前期研究結(jié)果如下。

4.1.1在針刺手法的量化的研究，多學科交叉的研究思路是隨著科學技術(shù)的發(fā)展而不斷產(chǎn)生的，而新的研究思路和研究手段的引入，又為針刺手法的客觀化研究提供了不斷創(chuàng)新的可能性。

4.1.2在針刺手法量化的研究工作中，尚有可進一步深入和完善之處，雖然結(jié)合了一些其他學科的思路、手段進行了多學科交叉的研究，但是沒有借助分子生物實驗對針刺手法刺激量和作用效應(yīng)的關(guān)系以及作用機理，進行更深入的分析，也沒有引入刺激量的計算方法。

4.2基于以上總結(jié)的問題，我們提出如下問題。

4.2.1采取針刺手法仿真儀進行實驗研究，該仿真儀器能夠做到刺激參數(shù)（頻率、角度、時間）的客觀化和定量化，并通過與電針針刺效果進行比較，證明該儀器有較好的針刺效果，但是目前更多的是動物實驗[28-31]，在臨床實驗開展較少，并且在臨床實驗中未選擇某一疾病為研究對象，而是選擇健康人作為研究對象[32]，針刺效應(yīng)是否等于就有了治療效應(yīng)呢？這還有待更深入、更系統(tǒng)、更全面的研究開展。

4.2.2針刺手法及其刺激量的大小決定了針刺的效應(yīng)，在臨床治療中，針刺屬于雙向調(diào)節(jié)，并非刺激量越大越好，但是刺激量太小就沒有作用，在臨床針對某一疾病，如何做到客觀的、定量的把握針刺手法的刺激量以及治療結(jié)束后如何客觀的評價臨床療效？這個問題一直是臨床針刺的難題，如果在臨床進行針刺的時候，刺激量能夠做到像藥物的劑量一樣，有選擇刺激量的標準，這對提高針刺臨床療效以及推廣針刺的應(yīng)用將有重要的意義。

4.3針刺手法量效關(guān)系研究的幾點思考 因此，迫切需要開展研究針刺手法刺激量與治療臨床某一具體疾病效應(yīng)之間關(guān)系的研究，并且在計算刺激量，我們提出如下的構(gòu)想。

4.3.1根據(jù)針刺手法的特征參數(shù)，計算捻轉(zhuǎn)手法的刺激量 通過得到針刺手法的波形圖，采用小波變換的分析技術(shù)，對波形電信號求一次微分（位移除以時間，即速度）以及二次微分（速度除以時間，即加速度），從而得到針刺手的操作時的加速度a，進而計算刺激量。從而根據(jù)不同的時間段，即上升期T1、下降期T2，計算出上升期總功率，上升期平均功率，下降期總功率和下降期平均功率，這樣上升期和下降期的功率可以決定上升期和下降期的刺激量[33-34]。應(yīng)用小波包分析技術(shù)提取手法波形的特征參數(shù)的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 提取針刺手法特征參數(shù)

因而，根據(jù)物理學中做功的原理，功率的計算可以表示為：

功率（P） = 手法作用力（F）×針刺捻轉(zhuǎn)角速度（ω）（1）

其中F = m× a ，m針體的質(zhì)量，在本次研究中設(shè)定為一個常量。

因而，捻轉(zhuǎn)手法的刺激能量可表達為：

捻轉(zhuǎn)刺激量（W）= 功率（P）×刺激時間（ t ） （2）

= 手法作用力（F）×針刺捻轉(zhuǎn)角速度（ω）×刺激時間（ t ）

= 質(zhì)量 （m）×加速度（a）× 針刺捻轉(zhuǎn)角速度（ω）× 刺激時間（ t ）

在前期針刺手法定量化研究以及針刺手法特征提取及作用規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，可以得到針刺手法的波形圖，可以求出針刺操作的加速度a，針刺捻轉(zhuǎn)角度ω，刺激時間t，因此可以根據(jù)公式（2）計算捻轉(zhuǎn)手法的刺激量。

4.3.2針刺手法規(guī)范化及標準化研究 歷代醫(yī)家通過長期的臨床實踐積累了大量的寶貴經(jīng)驗，認為針刺手法的選擇對臨床療效有至關(guān)重要的作用。由于長期缺乏針刺手法的規(guī)范化和標準化，對于針刺手法的研究只能停留在理論上的闡述和操作方法上的文字描述，針刺手法是一種操作性很強的技術(shù)，其操作過程無法進行詳細的量化，缺乏可遵循的統(tǒng)一客觀標準，這給后世醫(yī)家學習、繼承和發(fā)展帶來不必要的困難，特別是在現(xiàn)代針灸學的研究中，由于針刺手法不能統(tǒng)一標準，從而在一定的程度上限制了針灸領(lǐng)域科學研究的可重復(fù)性，使針刺手法的傳承和發(fā)展以及針刺動物實驗方面研究遇到了瓶頸。目前針刺手法的臨床應(yīng)用研究雖然經(jīng)通過嚴格設(shè)計、隨機對照等方法研究針刺手法的臨床效應(yīng)，但是在實際操作中難以做到真正的定量化、規(guī)范化以及標準化。因此，開展針刺手法量化、規(guī)范化及標準化的研究是直接關(guān)系到針刺的臨床效應(yīng)，也是針刺治療從臨床經(jīng)驗跨越到針刺手法量學研究的重要一步。因此，開展針刺手法量效關(guān)系的研究，必須對針刺手法進行規(guī)范化、標準化。

4.3.3開展與臨床療效相結(jié)合的針刺與效應(yīng)關(guān)系研究 石學敏院士曾明確指出，大多數(shù)針灸臨床與基礎(chǔ)研究成果只停留在論文與證書上，難以反饋到臨床。那些具有科學量化標準，已形成規(guī)范化治療方案、具有可重復(fù)性的研究成果屈指可數(shù)，針灸臨床研究尚缺乏規(guī)范的具有可重復(fù)性的研究成果。所以，在開展針刺手法與效應(yīng)關(guān)系的研究上，必須通過臨床采集大量的針刺手法數(shù)據(jù)，開展針刺效應(yīng)的量化、規(guī)范化的試驗研究，其目的是為了能夠更好的提高臨床療效，并且能進一步豐富和發(fā)展針灸理論，闡明針刺的作用機理，使針刺手法在臨床應(yīng)用中保留其特色和優(yōu)勢，推動針灸學科發(fā)展。

參考文獻：

[1]Backer M，Hammes MG，Vale M，et al. Different modes of manual acupuncture stimulation differentially modulate cerebral blood flow velocity，arterial blood pressure and heart rate in human subjects[J].Neurosci Lett，2002，333（3） ： 203-206.

[2]李凌鑫，孟智宏，指導(dǎo)：石學敏.關(guān)于針刺研究中幾個基本問題的再思考[J].中醫(yī)雜志，2012，53（14）：1182-1183 .

[3]石學敏，張春紅.新世紀針灸學科面臨的挑戰(zhàn)和對策[J].天津中醫(yī)藥大學學報，2008，27（3）：121-126.

[4]卞金玲，張春紅.石學敏院士針刺手法量學的概念及核心[J].中國針灸，2003，23（5）：287-289.

[5]丁光宏，沈雪勇，戴建華，等.中醫(yī)針刺過程中針體受力的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制[J].生物醫(yī)學工程學雜志，2003，20（1）：121.

[6]楊華元，夏錦杉，顧訓杰.針刺手法參數(shù)分析儀研制及其受力分析[J].針灸臨床雜志，1995，11（6）：51-52.

[7]陳美仁，郭翔，李強，等.針刺手法參數(shù)測試儀評判針刺提插法的研究[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報，2009，15（7）：53-54.

[8]劉堂義，楊華元，蒯樂，等.\"針刺手法信息分析系統(tǒng)\"在針刺手法教學中的應(yīng)用[J].中國針灸，2009，29（11）：927-930.

[9]Langevin HM ，Konofagou EE，BadgerGJ，et a1.Tissue displacements during acupuncture using ultrasound elastography techniques[J].Ultrasound Med Biol，2004，30（9）：1 173.

[10]Leung KM ，Heng PA，Sun H ，et a1.A haptic needle manipulation simulator for Chinese acupuncture[J].Stud Health Technol Inform ，2003，94：187.

[11]Wang J ，Sun L，F(xiàn)ei X Y，et al.Chaos analysis of the electrical signal time series evoked by acupuncture[J].Chaos，Solitons Fractals，2007，33（3）：901-907.

[12]Davis R T，Churchill D L ，Badger G J ，et al. A new method for quatifying the needling component of acupuncture treatments[J].Acupunct Med ，2012， 30（2）：113-119.

[13]李靖，Lawrence，Grierson，等. 捻轉(zhuǎn)針刺手法的運動學及動力學特征研究[J].針刺研究，2013，38（5）：415-419.

[14]胡銀娥，楊華元，劉堂義.針刺手法參數(shù)聚類分析平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].生物醫(yī)學工程學雜志，2010，27（5）：991-994.

[15]Hu-yine，Yang-huyuan，Liutangyi.Study on Cluster Analysis of Acupuncture Manipulation Parameters[J].World science and technology modernization of traditional chinese medicine and materia medica，2011，13（1）：59-63.

[16]胡銀娥，楊華元，洪菲. 針刺手法特征參數(shù)提取和識別的實驗研究[J]. 世界科學技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2012，14（2）：1413-1417.

[17]洪菲，胡銀娥，楊華元. 單式針刺補瀉手法的參數(shù)分析[J].上海針灸雜志，2011，30（9）：634-637.

[18]胡銀娥，劉堂義，唐文超，等. 針刺手法仿真的研究及思考[J]. 生物醫(yī)學工程學雜志，2011，28（4）：830-832.

[19]楊華元，鐘小紅，劉堂義，等.針刺仿真手法對高血壓大鼠血壓及心肌血管緊張素Ⅱ的影響[J].針刺研究，2008，33（3）：186-190.

[20]YANG HY，LIU TY，WANG YH，et al.Acupoint elecrtogymnastics therapy in stroke hemiplegia[J].Neural Regen Res，2008；3（10）：145-51.

[21] Huayuan Yang， Tingting Guo， Youjiang Min， Tangyi Liu， Ming Gao. Pretreatment of emulational manual acupuncture versus electroacupuncture against visceral traction pain in rats[J]. Neural Regeneration Research，2010，5（10）：741-746.

[22]王彩虹，王銀平，許建敏，等.不同刺激量的捻轉(zhuǎn)手法對健康人皮膚溫度的影響[J].上海針灸雜志，2007，26（7）：33-35.

[23]胡銀娥，楊華元，李立國. 定量化針刺手法對穴位皮膚溫度影響的試驗研究[J].中國針灸，2012，32（5）：423-426.

[24]王凌，陶明德，丁光宏.中醫(yī)針刺兩種不同手法對機體應(yīng)力作用及其能量傳播[J].醫(yī)用生物力學，2003，18（4）：195-201.

[25]龔斌，李長清，楊里.間生態(tài)學說與針刺有效刺激量、補瀉、時間和療程[J].中國針灸，2005，25（3）：184-186.

[26]周國祥，林亞平，王曉順. 不同手法針刺大鼠內(nèi)關(guān)穴對心肌缺血再灌注損傷和B -內(nèi)啡肽的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學學報，2009，29（4）：70-74.

[27]Itoh K Katsumi Y，Kitakoji H.Trigger point acupuncture treatmentof chronic low back pain in elderly patients-a blinded RCT[J].Acupunct Med，2004，22（4）：170-177.

[28]閔友江，嚴振國，楊華元.基于氫化可的松動物模型的針刺效應(yīng)影響因素的定性定量化初步研究. 2011中國針灸學會年會論文集[C].

[29]楊華元，郭婷婷，閔友江，等. 仿真針刺預(yù)處理對內(nèi)臟牽拉痛大鼠行為學的影響及機制研究[J]. 上海針灸雜志，2009， 28（12）：732-737.

[30]具紫勇，楊華元，何金森. 仿真針刺對不同強度運動訓練大鼠心臟內(nèi)分泌功能的影響[J]. 河南中醫(yī)學院學報. 2009， 24（2）： 20-22.

[31]朱丹紅，許建敏，章婷婷，等. 不同刺激量捻轉(zhuǎn)手法針刺后三里穴對高血壓家兔血壓的影響[J]. 上海針灸雜志，2011， 12（ 5） ：864-868.

[32]胡銀娥，楊華元，李立國. 定量化針刺手法對穴位皮膚溫度影響的試驗研究[J].中國針灸，2012，32（5）：423-426.

[33]胡銀娥，楊華元，洪菲. 針刺手法特征參數(shù)提取和識別的實驗研究[J]. 世界科學技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2012，14（2）：1413-1417.

[34]洪菲，胡銀娥，楊華元. 單式針刺補瀉手法的參數(shù)分析[J].上海針灸雜志，2011，30（9）：634-637.

編輯/哈濤