穴位电特性及其探测方法的研究进展及思考

李瑞霞,刘堂义,杨华元

(上海中医药大学,上海 201203)

自20世纪50年代日本的中古义雄发现了穴位表面皮肤具有低电阻的特性以来,国内外诸多学者对穴位的电特性进行了研究,并有了许多发现。经穴电阻及导电量特性常常被认为是反映经络系统客观性的生物物理指标。随着技术的不断更新及对穴位特性研究的不断深入,其检测及研究分析方法更加丰富。本文就传统研究经穴电特性的方法及检测技术进行比较深入的探讨,为经穴电特性研究提供新的思路,补充传统研究的不足,以期推动经穴电特性的研究。

1 经穴皮肤电特性研究发现的新问题

既往关于经穴电特性的研究,基本是以经穴皮肤为研究对象而展开的,然而近来的研究结果发现与传统的研究结论存在一定的差异。

1.1 经穴皮肤电特性

20世纪50年代以来,国内外的许多学者研究发现穴位和经络具有皮肤低电阻、高电位的特性。而近几年来的研究却发现经穴的低电阻特性具有相对性,即并不是所有的经穴都具有低电阻特点。如2008年Ahn等[1]对穴位电学特性研究作了系统评价,该研究中纳入了9个相对较为严谨的研究,其中有4个研究认为并不是所有的穴位都具有低电阻特性。2009年德国的Kramer 等[2]在相关的研究中发现,631个测试点中有62.8%的穴位测量点与周围皮肤的电阻无差异,163个穴位测量点显示低于周围皮肤,71个穴位测量点显示高于周围皮肤,穴位的特异性表现不明显。

有研究者[3]从人体生理和病理等不同状态下对人体穴位的电特性进行了研究,发现健康人体经络电阻抗双侧对称明显,而患者双侧经络的电阻抗则明显失衡。如原发性痛经患者三阴交穴的电阻值失衡现象较正常人明显。也有研究[4]观察到双侧经络阻抗左右失衡、表里失衡与脏腑经络病变的总体的相关性,该研究结果还提示,导电量(或电阻)异常所涉及的脏腑、经络可能与疾病的发生有特异相关性。

有研究发现经穴电特性具有方向性。Lee等[5]观测到合谷与曲池间电传导的传导率显著高于合谷与曲池外 1 cm的非穴点间的电传导率(针对 20位健康志愿者);同时,合谷到曲池间的电流方向、峰值频率、电势值,与曲池到合谷间的明显不同。

穴位的伏安特性研究发现穴位电阻具有非线性、低惯性特征。如甲亢患者左、右大陵穴和对照点的惯性面积均大于健康人,其中左大陵对照点惯性面积比较差异有统计学意义[6]。

在穴位电特性和时间的关系上有研究发现,灵龟八法针刺对八脉交会穴导电量的影响与针刺时间有关系[7]。

综上所述,我们可以发现经穴的电特性非常复杂,目前的研究结果也并不完全统一。因此,以目前的研究结果,并不能完全反映经穴的电特性,更加深入的研究和探讨,以及研究思路的更新都非常必要。

1.2 对穴位皮肤低电阻特性的解释

在许多发现经穴具有低电阻特性的研究结果中,对于这种结果产生的生物学基础,亦有研究者进行了不同程度的探索,取得一定的研究结果,可以为经穴的特异性提供参考。

如梁媛等[8]进行的多次实验中发现,经脉区皮肤组织的一氧化氮(NO)含量和神经一氧化氮合酶(nNOS)蛋白表达较高,外源性NO和nNOS抑制剂能够调节穴位皮肤中去甲肾上腺素(NE)的合成与释放,L-精氨酸衍生的NO复合物和NE可以调节皮肤低电阻穴位的皮肤电导。研究结果提示经穴的皮肤低电阻特性可能与NO和NE有关。

杨威生[9]用 4个皮肤电极的测量方法(即“四极法”),该方法可以最大程度减少传统检测经穴电特性检测方法中存在的一些影响因素,如电阻测量结果与电极的压力、皮肤的干湿等状况无关。该研究结果提示,经穴的低电阻特性可能不是来源于皮肤的状况,从而推断间液(组织液)的相对含量较高是经络低阻特性的根源,而经络的组织学本质则是疏松结缔组织里的间液的相对含量较高的带区。

类似梁媛的研究结果基本支持传统的观点,即经穴的电特性来源于穴位皮肤[10]。而杨威生的研究结果则可能从另外的角度来解释经穴低阻特性,这个结果与本课题的观点相似[11]。

1.3 穴位皮肤电特性的应用

由于早期大量的研究结果提示经穴具有低阻特性,因此,经穴的这种特性被用来作为疾病诊断的客观依据。这是目前经穴特异性研究成果中应用最为广泛的。

李晴辉等[12]设计的基于单片机的穴位探测电路,用恒流源式测量电阻,能较准确地确定穴位的位置;郑利岩等[13]应用皮肤电阻导电量测定及声测经络技术,将导电量较大、声波波幅值较高点确定为大鼠的经穴点,并通过经穴-脏腑效应实验,验证其生理功能,来确定实验大鼠常用经穴;常凤香等[14]应用电阻抗数据的采集和处理,采用多元图进行经络诊断;宫琴等[15]应用伪彩色图像的方法表征出耳穴等阻值区间的分布图,为临床的定量、直观检测提供了依据。

关于这方面的应用报道较多,但迄今为止,经穴低阻特性的临床应用尚属起步阶段,无论技术、方法还是理论指导,都缺乏系统的指导性。

2 穴位皮肤电特性的探测方法

1956年,中谷义雄测量穴位皮肤电阻时应用的是12伏的低压串联式直流电。为尽量减少穴位探测时客观因素对实验结果的影响,人们对穴位电特性探测的方法不断进行改进。如用双电极法直接比较两点间的电学特性或用四电极法可测定皮下某一小区域内的电阻,可不受皮肤状况、电极湿润度和压强大小及测量时间长短的影响,且对皮肤无刺激,重复性也好。

“经穴电参量自动巡回检测系统”[16]可在皮肤多点快速检测,大大增强了测试数据的时间同一性和可比性,为体表经穴的大面积高密度探测提供了条件和可能;张脉桢[17]设计的双四电极法用两组完全相同的电极做在同一小块电极板上,这两组电极分别由两组完全相同的供电系统和电压测量系统支持,其中一组测量穴位电阻,另一组测量穴位旁电阻,由于测量条件能够做到基本一致,因此可以更为客观地反映穴位与非穴位的电阻特性差异,尽可能地减少探测误差。澳大利亚Kwok等[18]认为传统的穴位电阻检测方法因为受穴位皮肤厚度、表面分泌物、探测电极的压力的影响以及每次只能检测单一穴位,对研究结果会造成较大的影响,因此研制了一种多道检测电极的穴位皮肤电阻探测仪,并通过检测绘制出人体表面皮肤低电阻图。韩煜等[19]所设计的中医诊断系统采用特殊电信号来连续性周期性地刺激体表穴位区域,由测量设备实时地连续测量这个区域由上述激励所产生的“响应”,通过对“响应”的数学解析,可用于探讨灵龟八法取穴的科学机理以及“开穴”、“闭穴”的客观性。

还有一些仪器如CL-1024A型腧穴电阻探测仪(天津中医学院实验针灸学研究中心),李自双[20]等研制的带286微机的皮肤电阻测量(包括皮肤温度及脉相)系统等都是用于测定穴位表面皮肤电阻的。

综上,穴位皮肤电特性的探测方法多样,随着认识和研究的深入,新的技术和方法不断被采用,从而使得经穴皮肤电特性的研究结果更加稳定,可重复性不断提高,经穴电特性检测客观性也不断得到提升。

3 经穴内电特性的研究与思考

经穴电特性研究有史以来,人们一直把研究的对象局限在穴位皮肤。有学者[10]从解剖学、生理学、物理学的角度进行分析,认为在人体各种组织器官中,皮肤电阻最大。其他组织器官因浸浴于体液中,其电阻很小,和皮肤电阻比较可忽略不计,……,国内外一些学者将“穴位电阻”表述成‘穴位皮肤电阻'是合理的。有文献记载,人体内部电阻的平均值大约是500 Ω。一般情况下,人体电阻可按1000～2000 Ω考虑[21]。

这种观点基本上受到目前大多数研究者的认可。尽管如此,还是有人进行了不同的探讨和研究。如程绍鲁等[22]应用自制的探测仪(定检测电压、定探测压力、定采样时间)在穴位探测的研究中发现应用传统的“干”式方法进行皮肤直流电阻抗测定,人体皮肤的电阻抗振荡波动现象的振荡频率是较为固定的,经穴与非经穴部位皮肤的振荡幅度有明显的差异(二者相差1倍以上)。当把不锈钢毫针作为电极刺入皮肤后,形成“湿”式直流阻抗测定法,电阻抗振荡波动现象消失。发现穴位皮肤与穴位内的电特性有不同表现,可未就此现象作进一步的研究。这是迄今为止在研究穴位电特性时注意到穴位内电特性与皮肤电特性不同的极少数报道之一。

另外也有研究将探针深入到穴位内部进行了相关的研究。如樊祥民[23]以针灸针作为电极,检测30例胃病患者在治疗前后两足三里穴位之间的电阻抗,当针刺入穴位内部后再输入电流,以避免电极与皮肤之间压力的变化影响电阻抗的测量。结果发现,治疗后电阻抗与治疗前电阻抗的比值大于0.7的16位患者中有6位患者的病情出现了反复,占37.5%;治疗后电阻抗与治疗前电阻抗的比值小于0.7的14位患者中只有2位患者的病情出现了反复,占14.3%。研究表明,胃病患者在治疗前两足三里穴位之间的电阻抗与治疗后比较,存在显著差异,治疗前的平均阻抗明显高于治疗后,显示经络的通畅性降低;随着疾病的治愈或者好转,穴位间电阻抗下降,显示经络的通畅性得以恢复。但这项研究没有分析该研究结果与传统的研究方法之间的差异。

传统针灸学对腧穴的定义为,腧穴是人体脏腑经络之气输注于体表的特殊部位,穴,即孔穴的意思,言经气所居之处[24]。因此穴位应该是一个纵深的立体结构,穴位电阻应该考虑到内部及深层结构。在概念上穴位电阻也不能等同于穴位皮肤电阻。

本研究小组[11,25]曾就此进行了深入的理论探讨,并在总结既往穴位电特性研究方法和技术的基础上,首次提出了“经穴内电特性”的概念,设想以“绝缘针灸针”和“双极针灸针”为探针,可以对经穴内的电特性进行研究。并且从理论上分析了这种探测方法的一些特点。①由于探针本身可以作为针灸针应用,所以可以在治疗的过程中动态检测穴位下电特性的变化,这对用于动态观察针刺手法中的呼吸补泻法、迎随补泻的作用机理有着极大的意义;②应用该探针及其方法,可以探索穴位的相互作用在电特性方面的表现,如电针两极下的穴位在电针过程中的电特性变化等。后文将对此进一步进行说明。

由上可知,穴位电特性研究,不能完全囿于传统的经穴皮肤电特性研究范畴,经穴内部结构及特征是经穴特异性的有机组织部分之一,在进行经穴的电特性研究时不可忽视,否则研究结果可能就存在一定的局限性。

4 穴位内电特性的初步观察

为了初步观察经穴内电特性的特点,我们应用普通毫针、绝缘针灸针和“双极针灸针”,以家兔为研究对象,观察其穴位内部电阻情况,实验中尝试了以下各种电路接法(后三里与丰隆。穴位的定位和针刺深度参照实验针灸学[26]),均观察半小时左右,发现①两普通毫针分别刺入两穴位内部,电极接在两毫针的针柄上,其间的电阻值呈现不断上升的趋势,早期(前10 min左右)上升非常快,后期上升缓慢,渐趋于稳定,而且多次测量的重复性较好,可能是因为针刺改变了家兔穴位内部的组织特性,从而对家兔穴位间的电阻产生了影响,使得电阻升高,并且此过程具有时间性,推测对此的研究将有可能为临床上针刺治疗的留针时间找到依据;②一个电极接刺入足三里内部的普通毫针针柄(另一种接法是用绝缘针灸针替代普通毫针),另一极接丰隆穴的皮肤表面,两极之间的电阻在1.5～2.5 MΩ,随着时间的推移,阻值变化不大,比较稳定;③两穴位皮肤间的电阻值随时间变化较稳定,推测穴位电阻可能由穴位内部组织决定,而非穴位处皮肤,皮肤性质不是穴位电阻的决定因素,但因为影响因素多,如空气湿度,皮肤表面的光洁度,电极与皮肤的接触压力等,所以重复此实验方法电阻值结果不一;④两电极分别接刺入穴位内部绝缘针灸针针柄时,阻值随时间的变化而不稳定。可能是因为针刺对穴位内部的电特性产生了影响,随着时间的推移穴位内部的电特性发生了复杂的变化;⑤两电极分别接在刺入一个穴位的“双极针灸针”的皮肤探测点引出线和深层探测点引出线,即测量一个穴位表面皮肤和内部深层立体纵向上的电阻时,阻值不稳定。可能由于因为皮肤处的影响因素使测量的重复性较差;⑥两电极分别接在刺入一个穴位的“双极针灸针”的浅层探测点引出线和深层探测点引出线,即测穴位内部立体纵向上的电阻时,阻值不太稳定,推测是针刺对家兔的穴位内部组织产生了影响,使其穴位内部的电特性有所改变。

以上对穴位内电阻特性的初步观察提示,穴位电特性是一个变化的因素,尤其是在治疗的过程中。因此,基于“双极针灸针”的穴位内电特性动态、实时检测是研究穴位电特性现象一种非常有意义的手段和方法,值得进一步深入研究。

5 结语和思考

综上所述,我们基本上可以肯定经穴具有一定的电学特性,它是经穴特异性的一个方面。经穴电特性不仅仅是穴位表面皮肤的电特性,更应该包括穴位内部深层的电特性。对穴位内部的电特性研究,克服检测方法中的缺点,确保其客观、可重复性,对全面揭示经穴的电特性具有十分重要的意义。在此提出一些对将来研究的想法,①为何穴位皮肤的低电阻特性并不能在所有的实验中得到证实?②对于穴位表面皮肤的低电阻点可以进一步检测该穴位内部是否也具有低电阻特性;③基于“双极针灸针”的检测方法可以检测穴位深部点与点之间的电阻,这与用两普通毫针刺入穴位深部,测量其两针柄间的电阻有何不同;④根据传统的针灸学认为不同的穴位、不同的人体,针刺的深度均以同身寸为标准,那么检测经穴电特性应以多深为宜,是否需要得气,等等,这些问题均值得思考和研究;⑤针刺作用对人体经穴的电特性是否产生影响以及随针刺的时间、补泻手法的变化会产生怎样的影响,如果有影响又当如何进一步深入分析。对这些问题进行探讨、思索和研究,有利于揭示经穴电特性现象,推动经穴诊断和疗效评价的发展。

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