文摘
客观的。据报道穴位电性质区分。然而,混杂因素因skin-to-electrode接触中使用传统的皮电性质的方法造成了争议这种说法。扫描开尔文探针是一种最先进的设备,测量电势不用直接接触皮肤,因此克服这些干扰的能力。在这项研究中,我们评估了电势的穴位LI-4和内关及其附近控制。我们假设穴位网站与增加潜在的变异性与相邻控制网站。方法。十二个健康的个人参与了这个研究。穴位LI-4和内关及其附近控制进行评估。2毫米探针的小费是放置在预定的皮肤网站和调整tip-to-sample距离提示振荡设置下的1.0毫米62.4赫兹的频率。一个表面电位扫描生成1.0厘米×1.0厘米的区域。结果。内关和LI-4网站,相比没有显著差异意味着潜在的观察各自的控件(Wilcoxon rank-sum测试,和0.79,分别地)。然而,LI-4网站与显著增加变化相比,其控制用标准差和范围(和0.0005,分别地)。内关网站,没有观察到变化的统计差异。结论。穴位可能与增加电势的变异性有关。
1。介绍
一个根本的问题是基本上没有解决在针灸研究:什么是穴位?这个问题的答案有实质性影响的研究,并确定适当的虚假的控制,采用各种技术的基本原理(例如,电刺激和磁铁),动物模型和最优点定位技术。的正确描述穴位针灸研究无疑是至关重要的质量保证是植物研究,然而研究人员和临床医生都没有完全到达共识穴位应该如何定义或本地化。
在针灸社区,穴位历来被视为不同的电特性(1]。这一观点可以追溯到1950年代,当沃尔(德国)在1953年(21956年,Nakatani(日本)(3,41957年,Niboyet(法国)(5独立)得出的结论是,皮肤点具有独特的电特性是可识别的,空间与传统的穴位。自那时以来,许多研究阐述了电气属性附加到这些“生物活性”与电导增加点,把这些点(6- - - - - -8],减少阻抗和电阻,电容增加[9- - - - - -14],电势升高而nonacupuncture点(8,15- - - - - -17]。
60年来,这些说法仍不稳定,在很大程度上,混杂因素固有的皮电性质的设备依靠电极与皮肤接触。混杂factors-namely、电极压力、接触介质的选择、电极极化,和皮肤moisture-collectively导致测量的可变性和药物敏感性的偏见18]。为了克服这些问题,我们使用了一个新颖的扫描开尔文探针测量表面电势不用直接接触皮肤,这项研究是第一次,据我们所知,这种技术已经应用于研究的穴位在活的有机体内人类的设置。扫描开尔文探针依靠电容耦合探针与样品之间的和被用于金属功函数测定(19- - - - - -21),掺杂剂概要描述半导体器件(22- - - - - -26[],金属腐蚀分析19,27],液态空气界面表征(28,29日千分尺规模和毫伏分辨率。应用这种技术的理论基础生物组织已经发表在其他地方(30.]。
在这12名健康受试者的研究,我们获得了1.0厘米×1.0厘米扫描表面潜力穴位LI-4和内关和各自的,相邻的控制。我们假设扫描和周围的穴位与增加地形变化比相邻的扫描控制电势。这个假设是来自理论认为穴位电生理有别于他们的皮肤,从而产生更大的空间变异性电势的地区包括穴位及其附近。
2。材料和方法
2.1。扫描开尔文探针:设置
扫描开尔文探针(SKP5050,开尔文探针技术,灯芯,英国)是一种最先进的设备,测量表面电势没有实际联系样品(31日]。它的操作可以总结如下(图1):探针尖端位置接近皮肤,创建一个电容器;探头尖端充当一个盘子,而皮肤充当侧板和两者之间的电位差()生成一个电荷探针尖;调查提示改变振荡的距离皮肤(:tip-to-sample距离,2:探针振荡幅度);自电容反向相关距离,振荡变化的电容和改变探针针尖上的电荷;这生成一个可测量的电流(大约10左右−9安培),这是用来计算提示和示例之间的电位差;与一个常数与金属功函数见过,可以确定皮肤表面势。我们的扫描开尔文探针的添加功能(1)计算tip-sample距离精度内~ 1μm和(2)扫描表面产生一个二维潜在的概要文件(32,33]。
调查技巧是圆形,直径2毫米,由不锈钢组成的。初步研究表明,生物潜在测量钢尖不敏感温和的转变温度(±10°F)或湿度(±5%)。提示振荡在70年62.4赫兹的频率和振幅μm。调查提示被设定为一个常数210对应的“梯度”tip-to-sample大约1.0毫米的距离。“梯度”是成反比的开尔文探针测量距离的平方,来源于一个变量支持潜力的尖端。详细描述该参数及其派生的其他地方描述(30.,31日]。数据获取的速度13500 Hz,获得5,平均10提取表面电势如前所述[31日]。
因为开尔文探针对环境电场非常敏感,一个法拉第笼组成的铜网(16-mesh TWP Inc .,伯克利,CA)是捏造的,用于封闭开尔文探针头装置和自动运动扫描装置,以及主题的手和手腕。法拉第笼内的所有导电材料停飞一个等势级别使用进行电线连接到一个中央接地装置。删除或绝缘材料,如果需要,喷洒防静电喷雾。此外,测试完成后在一个电屏蔽房间位于CRC MGH查尔斯顿校园生物医学成像的核心。完整的开尔文探针单元大休息30′′×36′′隔振工作站(KSI型号910 r-01-45,动力系统公司,波士顿,MA)噪声引起的机械干扰降到最低。
2.2。招聘
十二个健康受试者(男性5女性,7)招募参与这项研究。参与者通过帖子招募在Craigslist (http://www.craigslist.org)。“健康”被定义为缺乏一种慢性疾病,患者需要日常的药物(如高血压、糖尿病、甲状腺功能减退等)。个人自主障碍患者(出汗违规),皮肤疾病,大量燃烧/伤痕的手,震颤,肌肉神经的条件下,不宁腿综合症,运动障碍,植入心脏除颤器和起搏器被排除在外。受试者的平均年龄(±SD)年。亚洲人口表示是7非西班牙裔白人,和5。
本研究回顾和合作医疗制度审查委员会批准。每个参与者阅读并签署知情同意书。
2.3。扫描测量
项研究中,志愿者被要求坐着不动,他们的手和手腕保护接地的光学电路试验板带担任开尔文探针的基础单元。因为头发可能会干扰电压测量,每个测试站点以前nair内删除所有的头发。银/氯化银条电极(el - 506, Biopac Inc . Goleta, CA)用导电电极凝胶放置在前臂的尺骨方面大约5厘米腕关节近端。这种电极作为参比电极和地面和故意放置接近测试网站最小化的生理电活动(如肌肉或心电图)源自于其间的空间。
手臂放置在使掌心向上或伏身位置取决于网站的评价。手或手腕定位的方式将使表面尽可能平坦的开尔文探针尖端。的12个主题,两个穴位,LI-4和内关,其对应的控制点进行测试。LI-4位于背手,第一和第二掌骨之间的骨头,第二掌骨中点和接近其径向边界(34]。其控制正是LI-4尺1厘米。内关是位于前臂屈肌的方面,2村(一个单位比例测量用于针灸实践)近端手腕折痕和palmaris长肌和屈肌的肌腱之间腕桡侧的(34]。它的控制是位于1厘米径向(7主题)或1厘米尺(5科目)。采用径向控制第一个七个科目但随后转向尺控制后意识到内关的径向控制恰逢日本式的本地化。测试的顺序由一侧(左和右),测试区域(背手和前臂的手掌的方面),并分类(穴位与控制)是随机的。
一旦一个针灸医生确定了分,角落里的边缘正方形是显著的,集中在一点。小费是放在一个角落和扫描顺序执行的行。调查与2毫米的间隔创建一个感动地形表面电势的矩阵。每一点,总共50电势测量获得不断优化信噪比,对应于6 - 8 mV每点的标准误差。获得50测量一个点后,随后被转移到一个相邻扫描点收购另一组测量。这些潜在的测量获得下一个“跟踪”算法,数据只记录指定范围内的“梯度”,标记probe-to-sample距离。SKP5050是配备一个垂直电机自动纠正任何偏离所需的梯度。每扫描一个测试网站花了大约20 - 25分钟,在每一个点对应大约35秒。
2.4。计算和统计分析
地形图的电势通过平均50电势测量与每个矩阵点有关。地图显示为3 d表面地图使用Matlab(版本2011 b、Mathworks纳蒂克,MA)来识别任何整体电势模式。在某些情况下,一个一致的高程或减少(大于50 - 100 mV)电势被确定在一个矩阵点和关联与轻触的主观感觉和小绒毛残留Nair的存在。从分析这些数据点被移除。
均值、标准差和范围(最高减去最小的潜在价值)的电势测量每平方扫描计算,和Wilcoxon排名sum-tests (Matlab 2011 b)进行评估这些变量穴位之间的差异和各自的控制。
3所示。结果
代表地形的电势扫描LI-4及其对应的相邻控制显示在图2。图3扫描显示代表内关和各自的控制。虽然一个单一的、连贯的峰值在潜在的在几个LI-4地形扫描,没有这样明确的模式被认为在其他网站,包括内关。
见表1,的意思是势在合谷和PC6网站并没有统计上的不同各自的控件(Wilcoxon rank-sum,和0.79,分别地)。电气的潜力明显的变化标准偏差和范围是显著增加LI-4网站相比,其控制(和0.0005,分别地)。除了一个主题,每一个个人有更大的考验标准偏差在潜在LI-4网站相比,其控制,而所有人都被发现有更大范围在电势LI-4网站。内关和内关控制站点,另一方面,没有观察到变化的统计差异(标准偏差和范围)。内关的位置控制(径向和尺骨)没有影响的研究结果没有看到潜在的变化差异的比较。
一般来说,扫描开尔文探针显示不是微不足道的空间变异性电势在每个1厘米2区域。平均最高和最低之间的区别可能在每个站点是50到80 mV和被发现在一些网站大150 mV。
4所示。讨论
这是第一个研究中,据我们所知,穴位的电气性能进行评估使用非接触的方法。我们的方法不同于以前的研究在两个基本方面:首先,电子测量得到没有一个活跃的皮肤电极的要求,其次,开尔文探针电措施潜在的相比之下更常见的电器阻抗获得在其他皮电性质的研究。这些区别与几个显著的优点和缺点。
得到电势没有接触样品,扫描开尔文探针绕过了electrode-skin混杂因素困扰着大多数,如果不是全部,现有的皮电活动的设备。开尔文探针不限于变量离子积累电极,电极表面的微观违规,接触介质的影响,机械压力的变化,或电措施角质层水分的影响。此外,通过将鼠标悬停在皮肤表面,扫描区域的探针针尖能够使用机动光栅单元,同时保持一个稳定tip-to-sample距离μm分辨率基于验证Baikie方法(31日,33]。
然而,由于其非接触方法,开尔文探针也容易受到周围磁场的影响,运动构件。我们的装置涉及一种电屏蔽室,当地的一个法拉第笼,电气接地的导电材料,直接绑手和手腕的基板,和一个大隔振工作站减弱任何机械扰动。即使这样的控制条件下,信噪比是如此众多潜在测量每个矩阵点被要求获得一个足够精确的测量,本研究的目的。因此,每个地形扫描需要至少20分钟的录音完成。临时,手腕和手可能会不知不觉地移动,在一些科目,取代多达6毫米在纵向或横向方向(虽然大多数人能够保持位置在2毫米的范围内)。
wrist-PC-6网站及其控制的手掌的方面——特别是,容易以来这些运动工件完全仰转位置比俯身更难保持位置和该地区经常被遍历浅静脉,导致慢收购数据(有趣的是,呼吸和心脏机械脉动可以观察到静脉开尔文探针)。这些因素可能占内关网站为什么不展示统计差异相比周边控制。时间变化在皮肤电位20分钟间隔也占据了我们的研究结果,虽然持续的研究和更大5毫米提示了表面势在40分钟内无重大变化。
收购的表面电势开尔文探针有许多优点。不依赖置入染料、强电场,电离横梁、或穿透针头,开尔文探针非常适合在活的有机体内使用。而非微扰系统,大量的电流,在大多数电阻抗方法一样,表面电位技术,如扫描开尔文探针,介绍当前很少甚至没有,因此理论能力获取本机和不羁内生身体的功能。由于这些原因,也就不足为奇了之前尝试了测量电势和周围穴位。总共四个研究英国文学中的报道,电势的穴位,平均5 - 100 mV更积极比相邻的皮肤区域(8,16,17,35]。非英语文学也同意这个相对方向在潜在的(17,36]。相比之下,我们的研究发现没有这样的一致关系,没有发现统计学差异意味着潜力穴位和相邻控制网站。重要的是,这些先前的研究在很大程度上轶事性质和没有控制站点,不进行统计分析,还不占皮肤电极的电离,氧化还原电位仍然可以让潜在的测量。
电势的增加变化的功能意义LI-4地点尚不清楚。与电阻抗不同,生理因素潜在的皮肤电位测量没有充分阐述和提出一个重要限制我们的能力来解释数据。伤口愈合研究的最新进展,然而,提供了一些重要的见解,揭示transepithelial电位梯度存在于哺乳动物和两栖动物的皮肤(37]。钠和钾离子选择性地经由离子泵内细胞外层(即。,dermal side of the epidermis), while chloride ions are passively transported to the external surface of the skin [38,39]。这个电荷分离产生transepithelial电势所维护的顶端外表皮细胞之间的紧密连接。在哺乳动物的皮肤,这transepithelial潜力是大约70 mV级外表皮内表皮(相比电负性更强40]。有趣的是,这是在同一大小的潜在变化在1厘米2的皮肤,可想而知,表皮内的离子泵活性的变化可以占的空间变异性增加潜在LI-4地点。当然,局部应用泵和通道抑制剂(例如,阿米洛利和河豚毒素)可以用于未来的研究来测试这一假说(41]。
本研究有很多的局限性。首先,如前所述,开尔文探针周围敏感领域和身体运动工件,和潜在的测量受到表面结构的影响,如头发和皮下静脉。第二,每个站点的延长扫描时间可能使地形图许多意想不到的效果,包括手/手腕的侧向位移,改变局部循环,和疲劳。第三,我们决定利用2毫米的技巧和扫描1.0厘米×1.0厘米的区域可能是太小或太大,评估的目的一个穴位。未来的研究应该考虑评估大扫描区域与我们现在的提示或扫描区域的小技巧。最后,尽管使用可以识别穴位解剖标志,我们可能错误地识别穴位的位置。虽然扫描区域提供了某种程度的灵活性,值得注意的是,内关和LI-4穴位的具体位置,自己,在某种程度上仍然是有争议的。我们的一些内关控制网站,例如,可以是位于Japanese-acupuncture-defined内关。
尽管有这些限制,本研究发现了一个几乎普遍的变异性增加潜在LI-4网站相比,其控制和提供,第一次数据的空间分布在活的有机体内电势完整的人类皮肤上使用非接触的方法。未来开尔文探针的研究可以考虑评价颞可变性的电势和电场强度对穴位和相应的控制。
5。结论
扫描开尔文探针显示穴位之间没有差异平均电势和相邻控制网站,但有显著提高可变性LI-4地区相比,其相邻的控制。没有见过这种差异内关。扫描开尔文探针是一种很有前途的,新颖的技术评估在活的有机体内皮肤的潜力。虽然这个应用程序扫描开尔文探针处于初期阶段,但未来的发展可能有助于提供重要的见解关于穴位的本质。
确认
这项研究受到了格兰特。一下R21——AT005249和P30AT005895的国家补充替代医学中心(它)。描述的项目受到了临床转化科学奖项UL1RR025758哈佛大学和麻省总医院国家研究资源中心。完全的责任作者和内容并不一定代表官方观点的国家补充替代医学中心或国家研究资源中心的美国国立卫生研究院。投资者没有参与研究设计、数据收集和分析,决定发表或论文的准备。教授拿身份证Baikie KP技术的创始人和CEO, SKP5050的生产商用于这项研究。其他的合作者没有利益冲突的报告。