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重要的作用，目前關于針刺手法的臨床應用研究較少，缺乏經過嚴格設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，操作很難做到重復性以及規范性。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的關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對針刺手法參數數據進行數據挖掘可以使得該領域研究進一步深入。

關鍵詞：針刺手法；參數量化；刺激量；量效關系

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鍵因素之一。隨著科學技術的飛速發展，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，并且在臨床上受到患者身心狀態、取穴等因素的影響， 因此，產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形式， 針刺刺激量是針刺治療的內在本質特征[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系的研究，阻礙了針灸學科的發展。

2 針刺手法刺激量的研究現狀

針刺刺激量是針灸臨床獲取療效的關鍵因素之一[1]。針刺手法是針刺治療的外在體現形式， 針刺刺激量是針刺治療的內在本質特征[2]。針刺的刺激量如同藥物劑量一樣，對療效的產生具有決定性的作用，不淪何種刺激，要引起臟腑的反應，必須在刺激強度、刺激持續時間和刺激強度對時間的變化率上達到某個閾值，而且各參數間也會相互影響，這就涉及到一個針刺手法的量化問題。關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，是應用現代科學技術和實驗手段去驗證、揭示傳統針灸學理論的現代內涵，復旦大學研制的動態監測針體受力系統，檢測到針體上的受力和手法操作的波形電信號，篩選出有規律的得氣指標與針刺手法參數[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\"已被全國各大中醫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用于人體針刺手法操作時的定量化研究，發現增加捻轉量對在提針、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[9]。香港中文大學通過虛擬人技術觀察針刺操作的過程，將計算機的虛擬仿真應用針刺的研究，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手法時，捻轉幅度個體差異顯著，但捻轉力量沒有差異，并且補瀉手法對捻轉力量也無影響[12]。最新研究從運動學和動力學兩個角度探索捻轉手法的動作特征，從而為捻轉手法操作的定量化提供依據，提出議將捻轉頻率離散度和操作時間用于捻轉手法的定量評估[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，但是針刺效應是施術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和規范。

3 針刺手法量效關系研究

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

在量化研究的基礎上，胡銀娥等[14-17]致力于應用計算機技術尋找量化參數的規律和特點，并在數據挖掘技術的基礎上，在大量針刺手法信息中，找到單式手法和部分復式手法的共性特征，并建立針刺手法的非線性數學模型，建立針刺手法手法的數學模型后，又結合計算機仿真技術，開展針刺手法仿真系統的研制工作[18]。自針刺手法仿真系統研制成功后，由于該儀器能夠在針刺過程中刺激參數可以客觀化、定量化，提高了實驗的可重復性以及規范性，因此，研究者應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]以不同刺激量參數的捻轉手法刺激自發性高血壓大鼠（SHR），比較其降壓效應及對心肌血管緊張素（Ang）Ⅱ含量的影響，結果輕刺激量捻轉手法與中刺激量捻轉手法均有顯著抑制血壓上升的作用，而重刺激量捻轉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針刺手法，觀察應用三種不同刺激參數的針刺手法針刺前后正常人穴位溫度變化的針刺效應，探討刺激量的大小和溫度變化的相互關系。在動物實驗有較好結果的基礎上，我們又開展了定量化針刺手法參數的臨床實驗，該實驗主要是驗證針刺手法仿真系統的效應，因此選用健康人作為針刺對象[23]。也有借助電磁學相關知識，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絡有何關系，需進一步探討研究。龔斌等[25]用間生態學說的均等相、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關穴，探討針刺內關穴對缺血再灌注損傷心肌的保護作用及與血漿β-內啡肽的相關性，針刺內關穴能抑制心肌缺血再灌注大鼠血漿β-EP的升高，減輕應激反應的發生，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，發現深刺激的治療效果優于淺刺激及常規針刺療法，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 結論和思考

4.1綜上所述，我們總結前期研究結果如下。

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的發展而不斷產生的，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的關系以及作用機理，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（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]，針刺效應是否等于就有了治療效應呢？這還有待更深入、更系統、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，在臨床治療中，針刺屬于雙向調節，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用將有重要的意義。

4.3針刺手法量效關系研究的幾點思考 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之間關系的研究，并且在計算刺激量，我們提出如下的構想。

4.3.1根據針刺手法的特征參數，計算捻轉手法的刺激量 通過得到針刺手法的波形圖，采用小波變換的分析技術，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]。應用小波包分析技術提取手法波形的特征參數的技術路線如圖1所示。

圖1 提取針刺手法特征參數

因而，根據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）×針刺捻轉角速度（ω）（1）

其中F = m× a ，m針體的質量，在本次研究中設定為一個常量。

因而，捻轉手法的刺激能量可表達為：

捻轉刺激量（W）= 功率（P）×刺激時間（ t ） （2）

= 手法作用力（F）×針刺捻轉角速度（ω）×刺激時間（ t ）

= 質量 （m）×加速度（a）× 針刺捻轉角速度（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律研究的基礎上，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，針刺捻轉角度ω，刺激時間t，因此可以根據公式（2）計算捻轉手法的刺激量。

4.3.2針刺手法規范化及標準化研究 歷代醫家通過長期的臨床實踐積累了大量的寶貴經驗，認為針刺手法的選擇對臨床療效有至關重要的作用。由于長期缺乏針刺手法的規范化和標準化，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，其操作過程無法進行詳細的量化，缺乏可遵循的統一客觀標準，這給后世醫家學習、繼承和發展帶來不必要的困難，特別是在現代針灸學的研究中，由于針刺手法不能統一標準，從而在一定的程度上限制了針灸領域科學研究的可重復性，使針刺手法的傳承和發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用研究雖然經通過嚴格設計、隨機對照等方法研究針刺手法的臨床效應，但是在實際操作中難以做到真正的定量化、規范化以及標準化。因此，開展針刺手法量化、規范化及標準化的研究是直接關系到針刺的臨床效應，也是針刺治療從臨床經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系的研究，必須對針刺手法進行規范化、標準化。

4.3.3開展與臨床療效相結合的針刺與效應關系研究 石學敏院士曾明確指出，大多數針灸臨床與基礎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，已形成規范化治療方案、具有可重復性的研究成果屈指可數，針灸臨床研究尚缺乏規范的具有可重復性的研究成果。所以，在開展針刺手法與效應關系的研究上，必須通過臨床采集大量的針刺手法數據，開展針刺效應的量化、規范化的試驗研究，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展針灸理論，闡明針刺的作用機理，使針刺手法在臨床應用中保留其特色和優勢，推動針灸學科發展。

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編輯/哈濤