基于绝缘针探测技术的穴位内电阻检测

李瑞霞,刘堂义,杨华元,高明,徐刚,唐文超

(上海中医药大学针灸推拿学院,上海 201203)

基于绝缘针探测技术的穴位内电阻检测

李瑞霞,刘堂义,杨华元,高明,徐刚,唐文超

(上海中医药大学针灸推拿学院,上海 201203)

目的观察穴位内电阻在留针过程中的变化及不同探针检测穴位电阻的变化。方法以普通针灸针和绝缘针灸针作为探针,应用安捷伦数字万用表(Agilent 34401A型)观察针刺留针过程中穴位内电阻变化,并对穴位和非穴位的电阻变化进行比较研究。结果应用普通针进行的检测中,无论穴位或穴位旁,留针前后阻值有显著性改变(P＜0.01),而且留针后的电阻是显著增大的,即R留针后＞R留针前;应用普通针测得的穴位和穴位旁电阻差异无统计学意义(P＞0.05);应用绝缘针检测的穴位或穴位旁电阻,留针前后阻值有显著性改变(P＜0.01),而且留针后的电阻是显著减小,即R留针后＜R留针前;留针前、后的穴位和穴位旁电阻差异无统计学意义(P＞0.05);应用普通针和绝缘针两种探测方法检测的穴位(及穴位旁)内部电阻有显著不同,且R绝缘针＞R普通针。结论应用两种探针检测穴位内电阻,无论是穴位还是穴位旁,在留针前后都出现电阻显著性变化,提示针刺治疗会改变穴位内电阻;在本次试验中,我们未发现穴位与穴位旁内部电阻的差异性;穴位内电阻值与探测的方式及方法有关。【关键词】 穴位;电阻抗;穴位研究;绝缘针探测技术

自20世纪50年代日本的中谷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,也得出了类似的结论[1]。但是穴位皮肤电阻的探测所伴随的诸多影响因素(如环境的温度和湿度、皮肤的干燥状况、电极对皮肤的压力等),使试验的可重复性相对较差。杨威生[2]用4个皮肤电极的测量方法,使电阻测量数值不仅与电极压力的大小无关,也与皮肤的干湿等状况无关。他分析穴位的低电阻特性不可能来源于皮肤状况,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是疏松结缔组织里间液相对含量较高的带区。他提出穴位皮肤并不是穴位电特性的决定因素,推测穴位的电特性取决于穴位内部的细胞间液。

但穴位内部的电特性很少有人关注和研究。程绍鲁等[3]应用自制的探测仪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差异。当把不锈钢毫针作为电极刺入皮肤后,形成“湿”式直流阻抗测定法时,则电阻抗振荡波动现象消失。他发现了穴位皮肤与穴位内部的电特性有不同的表现,这是迄今为止在研究穴位电特性时注意到穴位皮肤与穴位内电特性不同的极少数报道之一。樊祥民[4]测量30例胃病患者在治疗前后两足三里穴位之间的电阻抗,以针灸针作为电极,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。该研究表明,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,存在着显著差异。治疗前的平均阻抗明显高于治疗后,这显示随着疾病的治愈或好转,穴位间电阻抗下降,经络的通畅性得以恢复。

为观察人体穴位内部的电特性,我们以绝缘针和普通针灸针作为探针,以健康志愿者作为研究对象,开展本项目的研究。

1 材料与方法

1.1 试验对象

30例志愿者来自于上海中医药大学健康在校大学生,年龄于17～29岁之间。

1.2 探测部位的选择

右侧足三里和上巨虚穴。

参照相关文献定位[5],足三里在犊鼻穴下3寸,胫骨前脊外一横指处;上巨虚穴在犊鼻穴下6寸,胫骨前脊外一横指处。

1.3 试验器材

安捷伦数字万用表(Agi lent 34401A型)(Agi lent Technologies,Inc.Malaysia)检测电流为直流电,电流值为0.5 µA。

普通毫针(0.25 mm×40 mm,批号11050,吴江市神力医疗卫生材料有限公司);绝缘针(0.20 mm×39 mm,吴江市神力医疗卫生材料有限公司),如图1所示。

笔记本电脑、自制导电夹等。

图1 绝缘针灸针

1.4 试验地点和环境

上海中医药大学中医工程实验室;上海中医药大学附属龙华医院中医示范病房治疗室。温度(18±3)℃,湿度(60±10)%。

1.5 试验操作步骤

志愿者平躺于治疗床上,平静休息5 min。

连接数字万用表和电脑,开启数字万用表并调至电阻检测功能,打开电脑及电脑上仪器所配的数据采集、分析软件,设置软件的测试时间为5 min,测试间隔时间为5 s,准备记录数据。

使志愿者暴露右侧小腿皮肤至膝盖,足三里、上巨虚两穴常规消毒后,以普通毫针针刺进针1.5寸,得气后不行针。用两夹子分别一极接数字万用表的探头,一极接穴位针柄处(连接夹子和万用表探头的动作一般在5 s内完成)。然后点击电脑上的确定按钮,开始检测并记录数据。5 min后测试结束,保存数据至相应文件夹。常规方法起针。

以足三里外旁开1寸、上巨虚外旁开1寸作为非穴对照,消毒皮肤并针刺进针1.5寸,检测方法和过程同上。

志愿者休息1 d后,使用绝缘针灸针按上述方法检测足三里-上巨虚穴位内电阻和足三里旁-上巨虚旁内部电阻,方法同上。

1.6 统计学方法

试验数据统计采用SPSS17.0统计软件包,检验方法用配对t检验和秩和检验,以α=0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 穴位(及穴位旁)电阻留针前后的比较及穴位与穴位旁电阻的比较

采用普通针作为探测电极,对22例健康志愿者进行穴位(及非穴处)内电阻检测,试验结果如表1所示。试验结果表明,应用普通针进行的检测中,无论穴位或穴位旁,留针前后阻值有显著性改变(P＜0.01),而且留针后的电阻是显著增大的,即R留针后＞R留针前;应用普通针测得的穴位和穴位旁电阻差异无统计学意义(P＞0.05)。

表1 22名健康志愿者穴位与穴位旁留针前后的电阻(普通针) (±s,ΜΩ)

表1 22名健康志愿者穴位与穴位旁留针前后的电阻(普通针) (±s,ΜΩ)

注：与留针前比较1)P＜0.01

部位 n 留针前 留针后穴位 22 1.239±0.145 2.200±0.1991)穴位旁 22 1.184±0.167 2.101±0.1621)

采用绝缘针作为探测电极,对30例健康志愿者进行穴位(及非穴处)内电阻检测,试验结果如表2所示。试验结果表明,应用绝缘针检测的穴位或穴位旁电阻,留针前后阻值有显著性改变(P＜0.01),而且留针后的电阻是显著减小,即R留针后＜R留针前;留针前、后的穴位和穴位旁电阻差异无统计学意义(P＞0.05)。

表2 30名健康志愿者穴位与穴位旁留针前后的电阻(绝缘针) (±s,ΜΩ)

表2 30名健康志愿者穴位与穴位旁留针前后的电阻(绝缘针) (±s,ΜΩ)

注：与留针前比较1)P＜0.01

部位 n 留针前 留针后穴位 30 3.337±0.774 2.545±1.1021)穴位旁 30 3.252±0.839 2.291±0.8331)

2.2 不同探针方式探测结果的比较

对20例健康志愿者,分别采用普通针和绝缘针,同时进行穴位和穴位旁的内部电阻进行检测,试验结果如表3所示。试验结果表明,应用普通针和绝缘针两种探测方法检测的穴位(及穴位旁)内部电阻有显著不同,且R绝缘针＞R普通针。

表3 两种探针检测志愿者穴位与穴位旁内部电阻比较(±s,ΜΩ)

表3 两种探针检测志愿者穴位与穴位旁内部电阻比较(±s,ΜΩ)

注：与普通针比较1)P＜0.01

探针 n 穴位 穴位旁普通针 20 1.237±0.155 1.207±0.239绝缘针 20 3.244±0.794 2.980±0.8161)1)

2.3 穴位内电阻的变化规律

通过对试验结果的统计分析,我们发现以下规律。第一,应用普通针进行穴位内电阻检测,电阻在5 min之内呈现不断上升的趋势,可以从1.2 ΜΩ左右上升到2.2 ΜΩ左右。第二,绝缘针测得电阻的变化情况有两种,约5%的试验对象其阻值在5 min内维持于4 ΜΩ左右不变;或在初期上升至4 ΜΩ左右后维持不变。95%的试验对象其电阻总体呈下降趋势,从4 ΜΩ左右下降至2.5 ΜΩ左右;或在初期呈现上升趋势,从3 ΜΩ左右上升到4 ΜΩ左右以后再下降至2.5 ΜΩ左右。数据变化特征如图2所示。第三,应用绝缘针检测的穴位(或穴位旁)内电阻,要显著高于应用普通针的检测结果,但在留针后,两种检测方法的结果,其差异没有统计学意义。

图2 普通针和绝缘针探测穴位内电阻的规律

3 分析与讨论

3.1 关于留针过程中穴位内电阻的变化

从以上结果来看,两种探针探测结果中规律性、重复性较好的数据,可能提示穴位在留针的过程中,穴位内电阻各层次的变化是不同的。由试验结果我们可以看到,穴位深层两点间的电阻变化是呈下降趋势的,这与既往的研究结果[4]相似,可能是因为针刺后穴位的经络通畅性升高,组织的导电性升高,电阻变小;而用普通针灸针检测穴位电阻的结果则与此相反,对于这种现象的产生,我们可以作如下解释,即穴位在针刺后,其内部不同层次的组织在生理上发生了不同的变化,欲解释这种现象,必须进一步进行一系列相关的研究,如扩大样本量,在穴位内不同层次应用绝缘针进行检测等,这可能会为本试验的结果提供较为可信的解释。留针5 min后,两种探测方法检测的穴位内电阻趋于一致,这也许是穴位内电阻的真实情况,之前的不同趋势有可能是两种探测方式所造成的不同结果,或者说是穴位的复杂性所造成的。

穴位电阻的这种特性,在古代文献中,有关穴位特异性的描述亦可找到相关依据。如《素问·刺要论》：“病有浮沉,刺有浅深,各至其理,无过其道……深浅不得,反为大害。”针对这种情况,传统的刺法有相应的刺法如浅刺法(扬刺、半刺等)、深刺法(如输刺、短刺等)。又如《灵枢·卫气失常》：“夫病变化,浮沉深浅,不可胜穷,各在其处,病间(轻)者浅(刺)之,甚(重)者深(刺)之,间者小之,甚者众之,随变而调气。”由此可知,穴位的特异性在纵深的角度上有独特的表现。

3.2 关于不同探针方式的探测结果

由两部分试验结果发现,两种不同探针检测的穴位内电阻有显著差异,绝缘针所检测的穴位内电阻显著高于普通针,即R绝缘针＞R普通针。以下根据并联电阻理论,进行初步的解释(如图3所示)。由于两种探测方式中穴位与探针的接触面积不同,普通针测电阻可以看作是无数个两点间电阻(包括两穴位处皮肤间电阻)的并联,即R普通针=R总,根据物理学知识,1/R普通针=1/R总＋1/R1＋1/R2＋1/R3＋……1/Rn,由于并联电阻小于其中任意一个分电阻的阻值,故R总＜R最小。从理论上分析,穴位深层次的电解质可认为最丰富,导电量最大,电阻最小,故认为R绝缘针≈R最小(R皮肤≈R最大),所以R普通针＜R绝缘针。由此则极易理解本次试验的结果。从检测电极的接触面积上看,由于进针的深度是一致的,普通毫针(0.25 mm×40 mm)电极的接触面积大于绝缘针(0.20 mm×39 mm)电极的接触面积,根据电阻的计算公式R=ρ(l/s)(ρ为电阻材料的电阻率,l为电阻材料的长度,s为电阻材料的截面面积),材料的电阻值与电极的面积(直径)成反比,其试验的结果亦与此相符,即R绝缘针＞R普通针。而R绝缘针的初始值(4 ΜΩ)是R普通针的初始值(1.2 ΜΩ)3倍多,所以,出现本次试验的结果可能是由于以上两种原因共同作用的结果。当然,为了证实以上结论,有必要进一步进行试验,以相同直径的两种电极进行比较试验。

图3 穴位电阻的构成

3.3 关于穴位与穴位旁内部电阻的差异

由表1和表2的试验结果可发现,两种探针探测健康志愿者穴位与穴位旁电阻间均无统计学差异,这种试验结果与以往穴位皮肤电阻(阻抗)的研究结论[6-9]不一致,即穴位的低阻特性在本试验中未观察到。本次试验的结果只提示了穴位内电阻在针刺治疗过程中的变化情况,不同的探针方式检测的结果会有差异。而对于本次试验的这个结果,我们尚无确定的相关科学解释,尚有待进一步研究。

观察留针过程中穴位内电阻的动态变化及根据其提示的意义,也许能在将来指导针刺的临床治疗,使针刺达到最好的治疗效果,使其作用途径清晰明了,便于掌握。

本次试验首次尝试了用绝缘针作为探测手段观察穴位内电阻的特性,得到了值得探讨的有关数据,我们将进一步研究,开展探测单穴皮肤至穴位深部的电特性;基于绝缘针探测两穴位内不同层次间的电阻;开展以疾病为研究对象的穴位电特性研究等。通过这些研究,将有利于全面地探讨和认识穴位或机体内部的电特性。

[1]李瑞霞,刘堂义,杨华元.穴位电特性及其探测方法的研究进展及思考[J].上海针灸杂志,2012,31(9)：686-689.

[2]杨威生.低阻经络研究Ⅲ：对经络组织学本质的推断[J].北京大学学报(自然科学版),2008,44(2)：277-280.

[3]程绍鲁,郑毓新,余迺登,等.443例人体经穴皮肤电阻抗振荡波动现象观察[J].针刺研究,2000,25(2)：109-111.

[4]樊祥民.生物电阻抗技术在人体经络研究中的应用[J].数理医药学杂志,2008,21(4)：472-474.

[5]石学敏.针灸学[M].第2版,北京：中国中医药出版社,2007：45.

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[7]张人骥,杨威生.低阻经络研究Ⅱ：健康人常态低阻经络的分布[J].北京大学学报(自然科学版),1978,14(1)：135-142.

[8]王学民,常晓剑,曹玉珍.基于生物电放大器的经络阻抗研究[J].北京生物医学工程,2007,26(4)：365-368.

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Detection of Electric Resistance of Acupoint with Insulated Probe Technique

LI Rui-xia, LIU Tang-yi, YANG Hua-yuan, GAO Ming, XU Gang, TANG Wen-chao. College of Acupuncture-moxibustion and Tuina, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China

ObjectiveTo observe the change of the electric resistance of acupoint during needle-retaining and the difference in acupoint resistance detected by using difference probes.MethodThe Agilent digital multimeter (Agilent 34401A) was used to detect the change of acupoint resistance during needle-retaining by ordinary acupuncture needle and insulated needle, and the resistances of acupoint and non-acupoint were also compared.ResultRegarding the detection by ordinary acupuncture needle, the resistances increased significantly after needle-retaining in both acupoint and non-acupoint (P＜0.01); the difference in resistance between acupoint and non-acupoint was statistically insignificant (P＞0.05). For the detection by insulated needle, the resistances decreased significantly after needle-retaining in both acupoint and non-acupoint (P＜0.01); the difference in resistance between acupoint and non-acupoint was statistically insignificant (P＞0.05). According to the detections, the resistances of both acupoint and non-acupoint by insulated needle were significantly higher than those by ordinary needle.ConclusionThe resistances of acupoint and non-acupoint changed significantly after needle-retaining by both ordinary needle and insulated needle, indicating that acupuncture treatment can change the acupoint resistance; in the current study, we didn’t find the difference between acupoint and non-acupoint in resistance; the acupoint resistance value is related to the measurement tools and methods.

Acupoint; Electric impedance; Research on acupoints; Insulated probe technique

R224.2

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2014.02.0177

1005-0957(2014)02-0177-04

2013-06-30

教育部科学技术研究重点项目(210076);上海市教委创新项目(重点,10ZZ76);国家中医药管理局重点学科(中医药工程学科)

李瑞霞(1984 - ),女,2009级硕士生

刘堂义(1969 - ),男,副教授,E-mail：l tyabc@sina.com