談數(shù)字化虛擬人力反饋角度的針刺手法研究思路

1、談數(shù)字化虛擬人力反饋角度的針刺手法研究思路    摘要：  數(shù)字化虛擬人體研究是以先進的信息技術和生物技術相結合的方式進行真實人體信息數(shù)字化的研究。針刺手法是針灸的精華和針刺療效的關鍵,雖然采用一般方法對針刺手法進行了有益的探索,但都不令人滿意。在穴位融合三維數(shù)字人體的基礎上，將針刺過程以力反饋形式表現(xiàn)出來，在針刺研究領域中可實現(xiàn)針刺手法的三維立體表達，可以精確形象地展示針刺操作的手法過程,可使針刺手法的效應機制研究取得更大的進展。借助數(shù)字化虛擬人體從力反饋角度進行針刺手法的深入研究意義重大。 關鍵詞：  可視化人體計劃; 數(shù)字化虛擬

2、人體; 針刺手法; 三維; 力反饋自美國1989年提出“可視化人體計劃”1 以來，數(shù)字化虛擬人體研究進展迅速。我國于2001年香山科學會議第174次學術討論會，啟動了中國數(shù)字化虛擬人體研究。數(shù)字化虛擬人體具體指通過先進的信息技術和生物技術相結合的方式，將采自真實人體的形態(tài)學、生物物理學等數(shù)據(jù)信息及高級計算算法整合成一個研究環(huán)境，研究人體對各種外界刺激的反應，實現(xiàn)人體的數(shù)字化描述。數(shù)字化虛擬人體研究匯集了當前較新的科技成就，為醫(yī)學及多學科的研究和應用提供一個基礎技術研究平臺2 。筆者認為從力反饋角度進行數(shù)字化虛擬人體的針刺手法研究，可以多層次、全方位顯示穴位的立體構筑，可以三維立體地觀察針刺過程

3、，有助于針刺手法研究的精確形象展示，為研究針刺手法提供了更直觀的操作平臺;有利于針刺手法客觀化研究，并可使針灸學習者快速掌握各種針刺手法, 為推動針刺手法的研究意義重大。特作如下探討。1 進行針刺手法研究的重要性針刺手法是針灸之精華，歷來被視為針刺療效的關鍵。清代著名針灸學家李守先在針灸易學云：“不知難不在穴，在手法耳?！鄙窬慕浾撛疲骸坝冕樦戎厥址?，手法不調，不可以言針灸。”自從黃帝內經為針刺手法的發(fā)展奠定了基礎之后，歷代醫(yī)家通過其豐富的醫(yī)療實踐對針刺手法進行了不斷的探索，而明代針灸大家楊繼洲就極為重視針刺手法，在針灸大成中就廣錄前賢手法，且記載了楊氏許多家傳手法。近代針刺手法又有了進一

4、步的發(fā)展，出現(xiàn)了承澹安、趙熙、朱璉、魯之俊、陸瘦燕等一批針灸大家。其中針灸大家承澹安就強調指力練習;而針灸巨擘陸瘦燕認為正確熟練地運用針刺手法，是治療疾病取得療效的關鍵之一3 ，并且注重針刺手法的臨床和實驗研究，皆極大豐富了針刺手法的內容。隨著國際交流與合作的深入和擴大，作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學重要組成部分的針灸療法逐步走向世界，為人類的衛(wèi)生保健事業(yè)日益作出了重大的貢獻。關于針刺手法的研究方興未艾。厲氏4在臨床治療時，發(fā)現(xiàn)運用解剖學知識可使針刺臨床療效提高。王氏5認為應利用先進的科學技術模擬手工操作以闡明針刺手法的本質。運用數(shù)字化虛擬人體技術則可以多層次、全方位逼真表達人體腧穴的立體構筑，為探討經絡腧

5、穴實質及針刺手法提供了數(shù)字化平臺，操作者基于數(shù)字化虛擬人體可很好地實現(xiàn)腧穴精確定位，可動態(tài)模擬針刺過程，實現(xiàn)逼真演示針刺觸及解剖結構及相關空間位置關系，可以在一個三維交互式虛擬環(huán)境下體會。為了更好地為人類的衛(wèi)生保健事業(yè)服務，保持我國在針灸領域的國際領先地位，作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學璀璨明珠的針灸學，更應采用數(shù)字化虛擬人體進行針刺手法的深入探索。2 一般力學角度研究針刺手法的有益探索為了闡明針刺手法的本質以便更深入地發(fā)展針刺手法，諸多科研工作者通過設計或借助儀器從力的角度對針刺手法進行了探索。石學敏院士借助現(xiàn)代科學手段，率先提出針刺手法量學理論6，首次對針刺作用力的方向、大小及施術時間、兩次針刺間隔時間

6、等進行了科學界定。黃雪苔7認為針刺應遵循力學規(guī)則，王琴玉等8也認為針刺是利用力學原理來治病。丁氏9應用現(xiàn)代集成電路技術，研制出一套在人體上測試各種針刺手法、并能感受施針者和受針者相互作用力的檢測系統(tǒng)。楊氏10應用標準RS-232串行口通訊技術，通過針刺手法參數(shù)實時采集及教學演示系統(tǒng)，實現(xiàn)針刺手法的數(shù)據(jù)化處理和分析。丁氏11采用安裝在針灸針體上的力和力矩微型傳感器系統(tǒng)測量了臨床針刺過程中針體上的受力數(shù)值和波形，并對均勻捻轉、均勻提插、捻轉補瀉法、提插補瀉法等手法進行了系統(tǒng)研究與分析，認為可用針體受力大小和波形作為針刺手法的客觀定量參數(shù)?？梢钥吹?雖然眾多醫(yī)教研工作者對針刺手法的研究進行了有益的探

7、索，為針刺手法的研究及教學提供了寶貴的借鑒，但目前對針刺手法的分析還不是很深入12。難以從不同角度、不同解剖層次、不同進針層次三維立體地進行針刺手法的研究，難以提供更直觀的反映動態(tài)過程的電子解剖學手段，難以精確形象地展示針刺操作的手法過程。3 基于數(shù)字化虛擬人體從力反饋角度研究針刺手法的原理分析3.1 數(shù)字化虛擬人體角度研究針刺手法的優(yōu)點 針刺的過程是毫針作用于穴位而產生力、形變與效應的復雜過程。隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的二維圖譜與尸體解剖等教學方式已不能很好地適應現(xiàn)代教學和研究的需要，而立體直觀形象探索一直是人類的追求。早在宋代，王惟一就設計并鑄成了銅人腧穴針灸模型，開創(chuàng)經穴模型直觀教學之先河。

8、石氏13認為應采用現(xiàn)代科技手段研究和發(fā)展針灸學。數(shù)字化虛擬人體自20世紀80年代提出以來，在軍事、工程、醫(yī)學、建筑等諸多領域得到迅速發(fā)展。田氏14認為要使中醫(yī)藥現(xiàn)代化，就必須先使中醫(yī)藥數(shù)字化。將作為匯集當前較新科技成就的數(shù)字化虛擬人體研究引入針刺手法領域的研究，將虛擬現(xiàn)實技術與解剖學及傳統(tǒng)的中醫(yī)針灸相結合，對針刺手法的研究意義重大。首先，融入腧穴信息的數(shù)字化虛擬人體可以多層次、全方位逼真表達人體腧穴的立體構筑。操作者基于數(shù)字化虛擬人體可很好地實現(xiàn)腧穴精確定位，可自由選擇觀察角度，形成對腧穴形態(tài)結構有更為直觀的、全方位的認識。其次，基于數(shù)字化虛擬人體進行針刺手法研究，可以動態(tài)模擬針刺過程，可從不

9、同角度、不同解剖層次、不同進針層次三維立體地觀察針刺過程，可從諸多層次、任意角度觀察針刺穴位時的解剖結構、毗鄰結構和進針層次，有助于針刺手法研究的精確形象展示。而且，數(shù)字化虛擬人體以它的“三維虛擬場景”為研究者提供了一個逼真的研究情景，可給以真實的觸覺體驗，令其積極地投入到場景之中，可以在一個三維交互式虛擬環(huán)境下體會。所以數(shù)字化虛擬人體可以以三維立體的形式充分展示針刺過程中不同層次和斷面解剖的立體構像，實現(xiàn)逼真演示針刺觸及解剖結構及相關空間位置關系，有利于精確形象地展示針刺手法的操作過程，有利于更好地為人類的衛(wèi)生保健事業(yè)服務。3.2 力反饋角度研究針刺手法的原理分析 在對針刺過程的模擬中，力感的主要來源是針體與人體組織接觸以及在進針和操作過程中針體與人體組織相互作用所產生的反