中国蒙医诺哈拉呼摆动类手法力学信息分析

姬宇程，翁羽洁，宁鹏飞，斯楞格，薄素玲，梁莹，李忠贤

1.内蒙古医科大学计算机信息学院，内蒙古呼和浩特 010110；2.内蒙古医科大学蒙医药学院，内蒙古呼和浩特 010110

前言

中国蒙医诺哈拉呼疗法又称中国蒙医推拿疗法，是术者利用各种手法，在人体体表之特定部位通过滚法、揉法、摩法等手法给予适当刺激，以达到治疗疾病目的的一种疗法。但是目前由于种种原因，蒙医学的数字化进程在与现代自动化技术结合方面存在脱节情况，使得专门用于蒙医诊疗的设备同中医存在较大差距。虽有相关原理的理论研究和疗效观察［1-5］，但是目前蒙医推拿设备的研究相对中医设备来说，产品科技含量低、升级换代缓慢，缺乏核心的控制技术，制约了蒙医的应用。古老的蒙医诺哈拉呼手法如果能利用嵌入式技术实现其治疗方式的简洁化、客观化、科学化、智能化，将会为蒙医的现代化发展提供现实意义。因此，如何实现推拿技术的现代化［6］、智能化［7］和便携性［8］便成了医学、计算机等学科之间的一个重要的跨学科课题。根据当前情况，有必要结合目前已知的治疗技术［9-10］，立足模拟真实环境中的视觉情况，以采集到的推拿力学信息作为基础，结合可视化模型与传感器电路反馈有关信息，可以确保带给用户接近于实际操作的临场感［9］。传统医师训练中使用的活体模型，由于医学伦理、活体模型个体的生理结构差异，在满足现代医疗设备的量化、即时、精确等要求上存在差异。依据乌仁其木格等［5］的结论，建立面向蒙医推拿疗法的人体模型不存在理论上的否定因素。在力学模型的构建步骤当中，为了使设计出来的系统能够兼顾一定的仿真程度以及较低的响应延迟，可利用类似Li 等［11］的想法，即使用目前已经高度成熟的一些力学模型软件库，保证在兼顾硬件资源的基础上，尽可能地与手法实际操作时的有关组织真实形态变化匹配。此外，因为蒙医诺哈拉呼手法的作用点和作用手法与中医推拿手法存在较大差异，已经取得显著成果且基本成熟的中医手法测定系统并不能直接使用在蒙医诺哈拉呼手法的应用场合［12］，治疗师接受推拿疗术训练时需要大量重复练习。推拿手法中需要配合患者体位，在正确掌握推拿方向和力度的基础上，通过患者的反应和治疗师的触觉，获得关于推拿手法角度、方向和深度的信息，以便增强推拿效果、促进相关生理活动、防止异常现象发生。掌握推拿方向和力度需要大量训练，是训练医疗师的主要内容［6］。传统蒙医诺哈拉呼手法的训练方式是在导师的指导下于病人身上实际操作，病人的生理和心理特点存在个体化差异，为保证疗效，不仅对受训学员在病人身上操作的时间有严格要求，同时也容易使得受训学员在训练过程当中产生一定的抵触心理，从而对学习的效果产生消极影响。因此，将蒙医诺哈拉呼手法的培训和当前的虚拟技术相互结合很有必要［13］。按照推拿手法训练系统在中医方向的发展过程，基于计算机的信息采集技术可以明显延长受训人员接受培训的时间，也避免了对一线病人的治疗效果产生影响［14］。本文利用专用设备对蒙医诺哈拉呼疗术滚法进行基本力学信息采集，尝试对建立蒙医诺哈拉呼摆动类手法的力学信息进行分析研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料

设计基于TekScan 多通道握力测试系统的蒙医诺哈拉呼手法力学信息采集实验。实验于2020年3月在内蒙古医科大学计算机信息学院生物医学工程实验室完成数据采集。对象为内蒙古医科大学蒙医药学院的1 名在职研究人员。实验仪器为内蒙古医科大学计算机信息学院生物医学工程实验室提供的TekScan多通道握力测试系统。

1.2 方法

1.2.1 数据获取由研究人员使用蒙医诺哈拉呼手法的滚法在人物模型前臂处进行演示实验，使用江苏长显公司的TekScan 多通道握力测试系统（感测点数320 sensels，空间分辨率7.1 sensels/cm2，感测面积15 mm×15 mm）的力学传感器附着在测试人员手部各个掌指关节，通过附带的记录软件记录自开始推拿60 s内的各个传感器数据。扫描条件：电压5 V，采集时间1 min，电流200 mA，其余各项参数选择多通道握力测试系统的默认值。

1.2.2 传感器信息与时间关系的绘制将多通道握力测试系统采集到的蒙医诺哈拉呼手法的滚法传感器信息导入Excel 软件中，确定重点研究的传感器区域，将重点研究的传感器区域的采样信息根据采集时间绘制特定传感器的受力大小-时间关系图。根据石学敏院士提出的推拿手法量化概念的4大要素，判断蒙医诺哈拉呼手法滚法的4个指标：①滚法作用力的方向；②滚法作用力的大小；③滚法手法持续操作的时间；④2 次施行滚法的间隔时间。得到关于蒙医诺哈拉呼手法的受力模型。

1.2.3 中国蒙医诺哈拉呼手法及操作过程基于阿古拉［13］的记载，蒙医诺哈拉呼对推拿力道的感觉有“持久，有力，均匀，柔和”4个要领。同时，若治疗师感到患者的体质和病情不适宜使用过重的力度，则需要根据患者的年龄、疾病本质和施术特点进行调节。如果推拿刺激过量、不足或者不适当则会影响疾病的治疗效果。相对于《圣济总录》［14］中记载的中医手法，因为蒙医诺哈拉呼手法不仅适用于骨关节疾病（关节脱位等）和内科疾病（偏瘫、面瘫等），同时也适宜于妇科病（痛经、闭经等）和五官科病（泪管闭塞等），与主要面对骨关节疾病和肌肉痉挛症状的中医推拿手法应用领域存在一定差异，故蒙医诺哈拉呼手法的实现要求相对中医推拿手法来说并不一致，中医推拿手法的相关指标不能简单地套用在蒙医诺哈拉呼手法上。

1.3 主要观察指标

通过TekScan 多通道握力测试系统实际测定施力位置的受力情况（图1）。

图1 基于TekScan多通道握力测试系统的推拿手法采集界面Figure 1 Massage manipulation acquisition interface based on TekScan multi-channel grip strength test system

2 结果

依照阿古拉［13］发现，可以认为在古今文献记载里，中国蒙医诺哈拉呼手法相对中医常用推拿手法来说，应用领域更为复杂多变，主要以滚、揉两种手法为主。根据卢群等［15］对推拿手法的分析，推拿手法应该具有最大施力、平均施力、预加载力、施力间隔等参数。最大施力指单次施力手法中施力的最大值；平均施力指在十里泉过程中施力组织所受到的力；预加载力表示单次施力手法中预先在施力组织上添加的力；施力间隔表示第1 次施力与第2 次施力之间间隔的时间。另外，还有特定的能够反映推拿手法波形是否稳定的统计学参数，如方差、标准差等。以上每一种参数都能直接影响到诺哈拉呼手法波形的形状、特征。以滚法特征参数为例，其特点在于由腕关节的屈伸活动与前臂的旋转活动相结合，滚动的支撑点在于第5指（小指）的背侧上，实际受力参考如图2所示；通过参数测定仪实际测定的滚法6次，取平均值作为最终呈现的数据；手法模拟受力参数如图3所示。通过图3可见在实行滚法时，推拿师手部接触到组织表面后手部食指掌指关节几乎不受力，无名指和小指的掌指关节所受到的力会迅速上升，随后周期性发生变化，形成局部区域的非简谐振动，具体受力统计数据如表1所示。实验结果与卢群等［15］曾经完成的中医滚法生物力学实验结果（腕关节作用力峰值约为15 N，肘关节作用力峰值约12 N，腕关节对于滚法是主要施力部位）存在显著差异。

表1 掌指关节受力数据Table 1 Forces on metacarpophalangeal joint

图2 基于TekScan多通道握力测试系统的推拿手法波形的特征参数表示（滚法）Figure 2 Characteristic parameter representation of massage manipulation waveform based on TekScan multi-channel grip strength test system(rolling method)

图3 通过TekScan多通道握力测试系统测定的滚法掌指关节受力情况图Figure 3 Forces on metacarpophalangeal joint measured by TekScan multi-channel grip strength test system

3 讨论

根据赛音朝克图等［16-17］的假设，目前采集到的蒙医诺哈拉呼手法力学信息可以通过“以力对力”的方式对应到相应力学模型中。在力学模型的建立上，如果需要保证系统具有实时性和类似真实情况的力反馈程度，汤文成等［18］在建立推拿训练模型时的思想可以被采用，即使用特定的、开源的数据库进行模型建立，从而尽可能地贴近病人真实的力反馈效果。但是目前来看，在数字化领域方面，蒙医诺哈拉呼手法相较中医推拿手法存在着相当大的差距，下一步将根据人体特定肢体的力学信息定义，在结合蒙医诺哈拉呼手法相关参数的基础上，使用专用的图形函数库对边界条件确定的模型实施视觉渲染。

图3是摆动类手法操作过程中4 个掌指关节受力随时间的变化曲线，在中间阶段和终末节段无名指掌指关节和小指掌指关节为主要施力关节，说明在滚法推拿操作过程中蒙医诺哈拉呼手法相对中医推拿手法，同样以小鱼际和手背尺侧作为施力部位的动作要领。由此可以判断，蒙医诺哈拉呼手法模型在立足蒙医诺哈拉呼疗术7 类按摩推拿手法基础之上，可以借鉴中医推拿手法的有关经验，但不能原样照搬。如果要将力学信息引入，可以参考任奎羽等［19］的方法，即先建立人体特定部位模型，将力学信息传感器和无线通讯模块植入进去，结合目前已有的开源软件库，建立能够给出对实验人员操作及时回应的综合实验系统，依据标准的蒙医诺哈拉呼手法力学参数，力学信息传感器采集到的培训人员数据会在系统内部与标准数据进行对比，从而实现对诺哈拉呼疗术施力手法的评价［13］，同时数据的采集也可以方便系统或者教学人员在判断手法存在偏差的时候，提醒受训人员进行订正。

本研究通过蒙医诺哈拉呼手法滚法的力学信息采集和分析，论证了蒙医诺哈拉呼手法治疗过程与中医推拿过程的差异，实验结果同样适用Okamura生物力学的有关结论［20］。在接下来的工作中，将针对蒙医诺哈拉呼手法的施力情况设计机械手臂，复现推拿手法展开进一步的研究和讨论。