淺議中醫穴位電刺激儀的研制

曾 琳 馬建萍* 馬秀蘭 張 穎 艾合買提 李靜茹

1.新疆維吾爾自治區中醫醫院，新疆 烏魯木齊 830000;2.新疆·國家中醫臨床研究基地，新疆 烏魯木齊 830000

艾滋病是由人類免疫缺陷病毒 (HIV)感染引起的慢性傳染病。由于艾滋病的疫情逐年上升，傳播途徑明顯改變，感染人群向一般人群擴大，并且由其帶來的社會問題日益凸顯，已經嚴重影響公共衛生和社會經濟。中醫藥對機體的調節作用，可能涉及多層次、多環節、多靶點。中醫藥有良好的外治法經驗，其治療效果首推針灸，此外尚有推拿、刮痧、貼敷等多種有效的方法。然而針灸作為一種入體式的治療方式，在對艾滋病患者進行治療時其可能帶來的醫護人員感染風險將大大增加，同時還有患者依從性差、治療過程過于依賴醫生的技術和經驗等問題。本研究擬開發的體表刺激儀，就是在經絡腧穴理論指導下，由儀器來完成對患者穴位的體表刺激，起到治療作用的同時，可以避免醫護人員受到感染。

1 針灸治療艾滋病現況

1.1 提高機體免疫能力 免疫功能的損傷是艾滋病各種癥狀表現的基礎。針刺之所以能夠延長患者的生命，控制并發癥，縮短病程，是因為針刺對機體免疫反應的影響，主要是對白細胞吞噬作用及抗體形成的影響［1］。有關針灸提高免疫功能的研究，上海中醫藥大學的動物實驗，選用13只兔子，針刺其一側足三里穴，針刺后，2～3h白細胞總數增加達60%，中性白細胞增加、淋巴細胞減少達36%，24h后恢復至接近正常。白細胞總數升高，與每個細胞的吞噬能力成正比，因此可以認為它具有免疫生物學意義。針灸對于網狀內皮系統的吞噬功能也能起到增強作用。針刺足三里等穴，能興奮其吞噬功能。另據報道，針刺人體足三里等穴，發現針后備解素增加了17.85單位，補體效價也普遍升高，由針前40.5%上升到50.3%。許多臨床和實驗研究都表明，針灸無論對增強非特異性免疫功能，或特異性細胞和體液免疫功能均有重要作用，并隨機體所處功能狀態和不同的刺激量而有所差異。針灸治療艾滋病的實踐同樣證明，針灸能夠增強機體的抗病能力和免疫功能［2］。

1.2 改善微循環 修瑞娟［3］報道艾滋病患者具有獨特而嚴重的微循環障礙，即自主交替性毛細血管血流灌注功能嚴重失調，以及毛細血管管壁內皮細胞嚴重損傷。微循環功能的障礙不僅可產生一系列臨床癥狀，更是導致機體一些器官功能損害的重要因素。因此，改善艾滋病患者微循環狀態至關重要。針灸通調氣血，改善氣滯血瘀證候的臨床及實驗觀察都證實，針灸通過對神經體液的調節，使微循環的障礙減輕。

1.3 保護腎功能 腎為先天之本，藏精，主生長發育和生殖;主水，與水液代謝及廢毒物的排泄有關。若水液和廢毒物停留而不能及時排除，必將毒害全身。艾滋病常合并腎功能改變。腎病也可為艾滋病的最初表現。這種腎病的特點是蛋白尿、腎功能不全，灶性或節段性腎小球硬化，病程進展迅速，很快進入晚期。在美國，艾滋病與腎病之間的關系已被數百例以上的患者研究所證實。因此，防治艾滋病的一個重要治則就是保護腎功能。應用針灸治療對腎功能有很好的保護作用。相關報道認為灸治流行性出血熱 (EHF)能促進尿蛋白轉降，并能降低血中尿素氮含量［4］，因此，針灸有保護腎臟的作用。

1.4 調整神經、內分泌、免疫功能紊亂 在艾滋病后期，由于其自身免疫系統功能已趨衰竭，神經、內分泌、免疫功能紊亂，內環境失調，機體正氣嚴重受損，此期病人表現為極度乏力、低熱纏綿、厭食腹瀉、異常消瘦等脾腎虧虛癥狀。治療要從扶正固本為主，調理脾胃，改善機體的衰竭狀態，以達到緩解癥狀，延長生命的目的。所謂“大病應灸”、“保命之法，灼艾第一。”灸治對艾滋病中晚期病人可發揮其獨特的作用，常用于慢性腹瀉 (取下腹部穴位與三陰交)，過度疲勞 (取督脈穴，背俞穴)等。陽氣為人身之根本，人之所以有疾病，主要原因是陽氣虛衰，而艾灸關元、氣海等穴，就是培補陽氣，益其真陰，所以能起到防病治病的作用。

2 經皮穴位電刺激原理

經皮的神經電刺激療法 (Transcuataneous electrical nerve stimulation，TENS)是通過皮膚將特定的低頻脈沖電流輸入人體以刺激神經的電療方法。這是70年代興起的一種電療法，在止痛方面收到較好的效果，已被證實對20余種神經功能失調疾病具有確切的療效，逐步被國內外普遍使用，尤其在歐美和日本等國家已被列入醫療保險體系。TENS則是刺激感覺纖維而設計的。將電極放于特殊點如穴位，由于這些特殊點的皮膚電阻低，對中樞神經系統有高密度輸入，這就是經皮穴位電刺激。

目前國內外醫界達成共識的是:①1965年Melzack和Wall［5］提出的閘門控制假說:經皮神經電刺激是一種興奮粗纖維的刺激，粗纖維的興奮，關閉了疼痛傳入的閘門，從而緩解了疼痛癥狀。②北京大學神經生物學系韓濟生教授［6］提出的內源性嗎啡樣物質釋放假說:一定的低頻脈沖電流刺激，可能激活了腦內的內源性嗎啡多肽能神經元，引起內源性嗎啡樣多肽釋放而產生鎮痛效果。③促進局部血循環:神經電刺激療法對局部血液循環，也有促進作用，療后局部皮溫上升1～2.5℃。

3 研發中醫穴位電刺激儀意義

據聯合國網站報道，聯合國艾滋病規劃署和世界衛生組織聯合發布的艾滋病形勢更新報告顯示，全世界艾滋病毒感染者人數呈現增長態勢。新疆是國內艾滋病的高發地區，據衛生部和自治區聯合評估結果表明，估計我區現有艾滋病感染者近6萬名。本研究擬開發的體表刺激儀，就是在經絡腧穴理論指導下，由儀器來完成對患者穴位的體表刺激，起到治療的作用。通過該研究，不僅有助于新療法的研究，亦有助于深入闡明HIV的傳染性及其對細胞的影響，并為以體表刺激的方法來提高患者的免疫功能提供依據。同時，體表刺激儀的研發，不僅可以為HIV/AIDS患者的治療帶來新的方法，也將通過儀器的推廣應用獲得一定的市場效益。

4 技術特點

通過經皮電刺激技術對人體進行疾病康復或功能代償的研究，在國內外已經很多。電刺激治療使用的儀器，一般具有以下幾個特點:①按照輸出電流的特點可分為恒壓輸出和恒流輸出，恒壓輸出由于人體等效電路的特點，皮膚電阻降低通過人體的電流升高，引起刺痛，無法保證持續治療的效果，但是結構簡單成本低，目前仍在大量采用，而恒流輸出保證流經人體電荷不因皮膚電阻改變而改變，舒適安全，治療效果更好;②兩路或多路輸出，輸出同樣參數的電流，可選擇固定的幾組參數或在小范圍內調節;③采用撥位開關和旋鈕進行系統的設置和參數調節，精確度低，不利于治療的定量化和統計研究，也不方便患者和醫師的使用。另外，中醫講求個體化治療，對于一種病癥根據患者情況往往要同時刺激多組穴位，并且每組穴位給予不同的刺激量和刺激方式，目前市場的產品無法滿足這一要求。

針對上述技術的不足，本儀器以單片計算機為核心，通過編程準確控制輸出的刺激參數，使用按鍵進行設置，液晶屏顯示，恒流輸出具有特定時間間隔的疏密脈沖波，多路輸出獨立可調，可以定量調節波幅、波頻、波寬，能夠結合中醫腧穴理論對患者進行康復。

5 實現方式

本儀器主要包括單片機及存儲在單片機內的控制程序、電源系統、液晶顯示模塊、按鍵輸入模塊、刺激信號輸出模塊、脈沖變壓器。其中電源系統包括電源、自動關機電路、電源模塊;信號輸出模塊包括D/A轉換電路、運放電路、功放電路、保護電路、輸出電路。其中液晶模塊、D/A轉換器、電源模塊分別與單片機電相連，各按鍵與單片機的I/O接口電相連。

圖1為本儀器的程序流程圖，如圖所示，開機后系統初始化，判斷是否進入設置模式，如是進入設置模式，依次對每個通道輸出脈沖波的波幅、波頻、波寬進行設定，如否則判斷是否進入輸出模式，本儀器的一個特點是可在輸出狀態下對電信號參數實時調節，具體方法是將輸出參數作為全局變量，寫入一個中斷函數，在輸出狀態下不斷掃描相應設置按鍵的狀態，如果相應鍵按下則運行中斷，改變參數，繼續輸出;本儀器的另一個特點是通過程序實現疏密波交替，即同一通道內兩段波頻、波幅、波寬分別設置的電信號交替輸出，從而解決患者長時間受同一波形刺激產生疲勞耐受的問題。

6 硬件設施

6.1 單片機 選用的單片機型號為PIC24FJ256GB110，16位閃存單片機，自帶最多16路通道的A/D轉換器，控制程序可以寫入可擦寫的閃存程序存儲器，更新程序十分方便。

6.2 電源 使用220v標準交流電供電，儀器內置+-12v，+-2.3A上海衡孚電源，將標準交流電轉化為電路所需要的供電。

6.3 液晶屏 液晶屏為信號參數設置與信號輸出顯示區，屏幕尺寸3.5(8.89CM)，像素數目320(H) ×3(R、G、B)×240(V)，顏色數目256色 (單字節)或65535色(雙字節)。

6.4 按鍵 儀器面板左側按鍵區為主要控制區，上面六個鍵為一狀態的調節鍵，下面四個為控制鍵，其中“設置”“輸出”鍵為兩狀態，“確定”“開關”鍵為一狀態。右側按鍵區為8個兩狀態的通道選擇按鍵，當按鍵按下時LED燈被點亮，表示該通道開始工作。共計10個兩狀態按鍵，8個一狀態按鍵。

6.5 插頭 儀器側面的八路信號輸出通道使用8mm孔徑的航空插頭與輸出導線連接。

6.6 信號輸出導線及電極片 導線一端為與儀器相連的航空插頭，另一端為兩層式3.5mm圓柱插頭，接4mm×4mm的自粘硅膠電極片。

7 特色與創新

本發明是采用醫學工程領域的經皮電刺激技術與中醫腧穴理論相結合研制的醫療儀器，以單片機為核心，通過編程控制電路輸出多路可調電刺激信號，是一種可以在中醫腧穴理論的指導下對穴位進行電刺激從而使患者康復的醫療儀器。通過體表刺激儀的應用，為HIV/AIDS患者提供一種切實可行的外治方法。該治療儀的研發，可以將傳統針灸理論與現代電刺激等理論相結合，并且可以在應用的過程中，對其他的物理刺激法，如磁療、溫度變化等因素進行探索研究，值得進一步研究和推廣應用。

［1］楊甲三，曹一鳴.腧穴學［M］.上海:上海科學技術出版社，1984:189-190.

［2］劉品義.中醫藥治療艾滋病科研成果［N］.健康報，1991-2-26(1).

［3］修瑞娟，程軍.晚期艾滋病患者的微循環障礙［J］.中華醫學雜志，1991，71(1):18.

［4］唐照亮，宋小鴿，劉冰懷，等.艾灸對感染EHF病毒大鼠的實驗治療研究［J］.針刺研究，1990，15(4):302.

［5］張敏.不同類型刺激電極的經皮電刺激和電針對不同組織的鎮痛效果比較［J］.中國疼痛醫學雜志，1996，2(1):59.

［6］楊光華，饒淑華，鮑蔚敏.韓濟生與針刺鎮痛原理的發現［J］.中醫研究，1997，l0(6):46-50.