【摘要】目前，学科交叉已悄然成为科技创新的一个主要源泉，如何跨越针灸学科促进针灸发展仍然是一个瓶颈问题。文章基于物理学技术在针灸学研究中的应用综述了传统针灸与电、光、声、磁结合在理论研究中的重要意义及其在临床中的应用现状，以期为针灸的改革和发展，为针灸与其他学科更好的结合创新提供思路。
【关键词】物理学;针灸学;医工结合
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，其研究内容主要包含力学、电磁学、声学、光学、无线电物理学、热学等。随着现代医学向综合化发展，将医学和医学以外的理工科进行交叉融合、协同创新已经成为医学发展的趋势[1]，医工交叉融合倡导打破学科壁垒，取得“1+1>2”的研究效果。而作为自然科学的带头学科——物理学，通过其理论、方法、技术的研究，也将会为针灸技术带来飞速发展。因此，本文对物理学在针灸学研究中的应用进行了综述，以期为针灸与其他学科更好的结合创新提供思路。
1物理学技术在针灸学基础研究中的应用
1.1光学技术
早在20世纪，光学技术就已经被应用到经络腧穴的研究中。前苏联工程师S.V.Kirlian夫妇发现人体某些部位比其周围发出的光要强，而这些点正与中国古代经络理论中针灸穴位相吻合[2]。严智强[3-4]也以人体体表超微弱冷光信息为指标，定量研究人体显性循经感觉传导规律以及针刺对人体的调整作用。近年来，随着光学理论及光学检测技术的发展，越来越多的学者开始使用光学技术对经络腧穴的特性进行研究。彭薇等[5]采用自制的人体经络组织光传输特性检测系统，对受试者腿部进行测试的结果显示，光沿经络方向的传输特性较好。刘汉平等[6]采用线阵电荷耦合元件探测器对女性经期前后耳穴的可见光反射光谱进行检测，结果显示随着机体气血的盛衰耳穴漫反射光随之发生变化。
1.2电学技术
自20世纪60年代日本京都大学生物系教授中谷义雄博士[7]发表良导络理论之后，国内外诸多学者对穴位的电特性进行了研究。其研究重点多集中在穴位皮肤电特性探测和穴位内部生物电特性的观察上。早期穴位皮肤电阻的测定应用的是12V的低压串联式直流电。随着技术革新，更多的方法被应用进来，张人骥等[8]根据经络的物理学特性引进四电极测定体表电阻方法，通过实验揭示了正常人体低阻经络是客观存在的，证明经络的生物物理学特性是低电阻，人体穴位附近存在低电阻点。张脉桢[9]设计的双四电极法可以更为客观地反映穴位与非穴位的电阻特性差异，尽可能地减少误差。Kwok等[10]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。祝总骧等[11]将强度可调的电脉冲通过探测电极以接触扫描的方式施于皮肤，于回路中串联一只经过正流的50或200mA的电流表指示电流平均值，并以函数记录仪记录电流波动，实验结果验证经络是客观存在的。韩煜等[12]采用特殊电信号来连续性周期性地刺激体表穴位区域，探讨灵龟八法取穴的科学机制以及“开穴”“闭穴”的客观性。李自双等[13]研制了带286微型计算机的皮肤电阻测量(包括皮肤温度及脉相)系统等。随着认识和研究的深入，新的电学技术和方法的应用，必将使得经穴皮肤电特性的研究客观性不断提升。
1.3声学技术
近年来，有学者利用声学技术对经络腧穴的特异性进行研究，王德塾[14]用声学仪器对经络进行测试，测得了经络波的低频机械波的存在。有学者开始关注腧穴对复合声波接受差异性的相关研究。许继宗团队[15-23]用体感音乐低频声波对健康人群的不同经脉和五输穴的微循环进行研究，发现十二经络井穴对低频声波的吸收具有可选择性，可以诱发共振的频率，引起穴位周围微循环的改变，而同一频率对同一经络上的不同穴位影响相似，故这些十二经井穴的共振频率代表了各经的共振频率。这也从腧穴声学特性的角度为临床研究反映人体功能状态的评估指标和探讨音乐治疗机制奠定了基础。
1.4热学技术
体温一直以来是一个人体健康与否的指征[24]，人体体表的温度的改变与局部组织代谢、气血流通及神经支配等情况息息相关，经络是人体气血运行的通道，腧穴则是脏腑经络气血输注于躯体外部的特殊部位，通过使用恰当的方式测量经络人体体表温度的变化，可反映经络腧穴的生理、病理状态。目前比较常用的测量手段主要有红外成像技术和液晶温度成像技术。胡翔龙等[25-26]和Schlebusch等[27]应用红外热成像技术观察了人体的经络循行情况，发现14条经络的循行在人体上会形成明亮的经络线，这些经络线与传统经络相吻合，并且研究结果能够稳定地被重复出来。这为证实经典经络理论提供了强有力的直观依据，也为人们对人体能量转移动力学的理解开辟了新的认识途径。美国鲁克医疗中心Sadove等[28]首先报道用液晶热象图摄影法对经络、穴位的研究。通过该方法观察到的疼痛部位的变化与针刺疗效相同，从而证明了经络通路的特异性。焦琳等[29]将红外热成像技术引入腧穴敏化研究中，将腧穴定义为个体化的、动态的、敏化态的体表反应部位，不仅可以反映疾病病理信息，还可用于疾病的治疗。
2物理学技术在针灸应用技术研究中的应用
2.1光学技术
随着1966年第一台激光针灸仪由德国学者研制成功后，激光针灸开始在全世界广泛应用，该技术将激光与我国传统的经络理论和针灸结合起来，以低强度激光束直接或聚焦或扩束照射穴位的穴区表面或深部，除了具有针刺作用，同时还有温热效应，具有无痛、无菌、安全、易控、可调等特点，因此更易于被患者接受[30]。奥地利格拉茨医科大学的GerhardLetcher课题组[31]应用现代高科技技术对激光针灸作用下大脑神经、血流量和电位等可能与激光生物相互作用机制相关的参量进行了测量，为最终揭示针灸作用机制奠定了基础。
目前，CO2激光、半导体激光、Ar+离子激光、He-Cd激光、N2激光和Nd3+:YAG激光已在临床广泛应用，并取得很好疗效[32]。在提高机体免疫力以治疗炎性反应方面，马仁海等[33]对激光针灸治疗慢性细菌性前列腺炎进行研究，结果表明，激光针灸光束可直接破坏细菌细胞膜，使患者血清免疫球蛋白IgG的水平降低，IgA、IgM、C4水平显著升高，改善腺体及周围组织的血液循环、改善水肿、增强腺体被膜的通透性，从而抑制细菌的繁殖和生长，起到消炎作用。在镇痛作用方面，张伟丽等[34]用He-Ne激光穴位照射治疗偏头痛57例，发现氦氖激光穴位照射能明显改善偏头痛的程度，调节神经递质和血管活性物质的异常变化，减轻偏头痛对血管的损害，抑制脑血管痉挛的发生;董刚等[35-36]应用内灸式He-Ne激光针灸针进行治疗，结果显示该方法1次治疗的即时止痛效果良好。Hu等[37]应用激光针治疗干眼症，采用随机多中心对照实验，结果显示激光针灸治疗干眼症有效，比传统针灸需要的时间更少，该方法整合了针灸和低强度激光治疗的积极作用。杨国晶等[38]采用半导体激光治疗机治疗股外侧皮神经炎的总有效率为100%，结果显示，激光具有加强巨噬细胞的吞噬作用，可减少局部组织中的5-HT，释放吗啡样物质的作用。同时，激光的穿透作用及温热效应能直达病位，扩张血管，加速血流，营养兴奋股外侧皮神经，因而可有效的促进神经功能的恢复。
2.2磁学技术磁学技术
在针灸应用技术的研究中，主要是利用磁石的物理性质和生物磁学特性，将磁场与经络腧穴结合起来防治疾病[39]。针和磁场中的磁力线对穴位的物理刺激产生了相应的生理效应，辅之电学技术，通过电磁信号的输入，起到“通其经脉，调其血气”效果，在止痛、镇静、抗菌、抗癌等多方面都有显著疗效。
在镇痛方面，一些疼痛性疾病在磁场的作用下，症状可以有不同程度的减轻。何宏珠等[40]应用磁片贴压耳穴治疗神经性头痛，有效率为93%。以2700G的稳恒磁场[41]作用于骨盆治疗痛经、以稳恒磁场治疗风湿引起的纤维肌痛，均疗效明显。在治疗精神性疾病方面，董献珍等[42]采用了磁发带和磁埋藏的方法，使癫痫患者在减少服用原来抗癫痫药物的情况下，症状有了明显改善;范军铭[43]采用恒磁场作用于头穴进行治疗也取得了显著效果。在抗癌方面，磁疗与化疗联合治疗肿瘤的疗效比单独使用磁疗或化疗好，磁疗联合化疗具有明显协同抑制肿瘤生长的作用[44]。
磁学技术亦可与拔罐器具相结合，真空磁疗拔罐器用磁极代替火使皮肤温度升高，从而使磁疗拔罐器既有传统火罐的功效，又有磁疗所带来的疗效。
2.3电学技术
电学技术目前被广泛应用于针灸学实用技术的研究过程中，比较常用的主要有电针、电鍉针、电鍉丛针、经络导平仪、电动拔罐、电灸等疗法。其中，结合应用最为广泛的是电针仪，电针仪是在毫针刺入腧穴得气后，在针上接通适宜范围的微量脉冲电流，以针和电的刺激代替手捻针刺激，提高针刺效果，达到防治疾病的效果[45]。在各科疾病的治疗中都有较好疗效。在镇痛方面，电针可以通过促进下丘脑部镇痛物质脑啡肽和β-内啡肽的产生[46]，上调炎性反应周围阿片受体[47]，抑制内源性致痛物质的产生[48]，从而达到提高痛阈，缓解疼痛症状的效果，被广泛应用于各类痛症的治疗和针刺麻醉。在治疗泌尿系统疾病方面，刘志顺等[49]在我国进行了12家多中心、中央随机的关于电针与假电针治疗压力性尿失禁的临床试验，治疗6周后电针组尿失禁的发生率降低了67.5%，进而证实电针治疗压力性尿失禁的有效性。在治疗心脑血管疾病方面，近年研究[50]显示，电针可以通过抑制炎性反应、脑水肿形成，减轻氧化应激损伤、细胞凋亡，促进神经与血管再生等多种途径治疗缺血性中风;何敏等[51]研究也显示，电针可以有效降低进展性缺血性中风患者的NIHSS评分、血清SAA水平，改善神经功能缺损。经络导平仪就是依据腧穴内部的生物电特性开发研制的一种仪器，该仪器输出的是超低频高电压的单向矩形脉冲电流、以近2000V的高压电能作用于人体经穴上，通过调节平衡各腧穴之间的电流从而达到治疗作用，现主要被应用于小儿脑瘫、中风康复的疾病的治疗。
除此以外，电灸也被广泛应用于临床实践中。伍寅龙等[52]应用电灸联合艾灸疗法治疗颞下颌关节紊乱综合征，治疗效果显著，能改善患者的疼痛及张口受限症状。肖宇等[53]应用电灸结合子午流注理论治疗寒湿腰痹，显示酉时温热电灸能显著改善腰痹患者腰部僵痛症状。而电动拔罐治疗仪则主要是利用电动抽气装置，排除罐内空气，使罐口吸附于施术部位。沈璐团队[54]将电动拔罐仪加上了数控设备，使得针灸用具进一步实现了数字化、自动化。
2.4声学技术
超声针灸是传统针灸理论与现代针灸技术相结合的产物，其原理为利用超声波所产生的声能、热能等为刺激手段，作用于穴位，通过神经反射作用、神经体液调节作用、神经-内分泌-免疫作用等，最终达到治疗疾病和调节机体功能的目的[55]。作为物理针灸的一种，超声针灸具有创伤少、痛苦小、不良反应轻微、疗效明显等诸多优点，对于痛症、炎性反应的治疗效果较好，但在临床应用中并不广泛。娄梅等[56]观察超声针灸治疗腰间盘突出症的有效率明显高于普通针刺组，其治疗后的各项评分较治疗前及对照组有明显改善。朱丹等[57]应用超声针灸治疗早期急性乳腺炎，取得良好效果。
2.5热学技术
热学技术的应用多体现在仿灸仪、TDP治疗仪、能量治疗仪以及频谱治疗仪的应用上，一般多与电学技术合用。除此之外，李超群等[58]通过观察穴表温度变化，证实拔罐后可以使穴位局部温度升高，说明拔罐可以使局部组织处于高供氧、低消耗状态，有利于新陈代谢的改善;另外，天津中医药大学研究团队还对罐具进行了一系列的技术改进，包括罐体结构的改变和罐具电辅热装置的改进等。
3小结
将现代的物理学知识和技术手段与中国古老的针灸学相结合，使得针灸学在研究过程中有了很大的进展，传统的针刺技术也焕发了青春，增加了许多现代化的内容。声、光、电、磁的物理学技术，在阐释经络实质、分析腧穴特异性等方面为针灸学基础理论的研究奠定了客观化的基础，而相应的物理学技术对针灸治疗方式的革新也是显而易见的，从单纯的毫针刺激到各式各样的结合疗法，每一种物理学技术的应用都发挥了重要的作用。当然在实际的研究过程当中，传统的针刺常常会复合两种甚或两种以上的物理学治疗技术。随着科技水平的逐渐提升，更加先进的技术手段如计算机软件、人工智能、单片机、机械制造等已经被更多的针灸学者所采用，如孙忠人团队的自动电动艾灸治疗装置，赵国友团队[59]的艾灸机械臂，上海中医药大学设计的以PIC16F873A单片机为核心的利用蓝牙通信技术的智能拔罐器等[60]。由此可见，学科之间特别是医工、医理之间，表现出既高度细化又高度综合的大趋势，可以说，学科的交叉与渗透是当今医学发展的重要方向。而物理学作为自然科学的领军学科，其与针灸学的交叉融合也必然对针灸学的发展起到重要的推进作用。但是目前，我国的学科交叉研究基础依然薄弱，而针灸临床治疗方法多样性和灵活性，更增加了医工结合的难点。针灸如何与物理学交叉结合的切入点和评价标准如何，具有多学科背景的专业人才如何培养，都是需要继续研究的问题。展望未来，机遇与挑战并存，我们将不断努力，传承精华，守正创新，为针灸学的蓬勃发展贡献力量。——论文作者：许涛1，董伟杉2，武淑娟1
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