高明,杨华元,刘堂义,顾训杰,胡银娥,徐刚,唐文超

实时监测穴位皮肤温度微型艾灸器的研制

高明,杨华元,刘堂义,顾训杰,胡银娥,徐刚,唐文超

(上海中医药大学针灸推拿学院,上海 201203)

研制一种具有对温和灸过程中穴位皮肤表面温度进行实时监测功能的艾灸器。根据传统温和灸的原理及操作特点,结合机械设计、温度检测和单片机等现代技术和方法,研制微型艾灸器。微型艾灸器包括艾灸器主体、温度监测装置、显示装置、控制电路及固定器件等,可以代替人手完成温和灸,并对艾灸过程中穴位皮肤表面温度进行实时监测、显示和数据存储功能的艾灸器,并具有定时和超出温度范围提醒作用。微型艾灸器结构简单、使用方便、安全、易操作,保持了传统灸疗的特点,且操作者或患者可根据温度数值的变化及时、准确地调节调距旋钮,保证艾灸过程中关键影响因素“温度”稳定在最适宜的范围内,提高治疗效果,有利于推进温和灸技术的规范化实施。

艾条灸;针灸器械;艾灸器;温和灸;温度监测

温和灸是艾条灸中最常用的灸法之一,以艾条为灸治材料,施灸时将艾条的一端点燃后对准应灸的腧穴部位或病变部,进行熏烤、温熨,使患者局部有温热感而无灼痛为宜,至皮肤红晕为度。温和灸是连续给患者一种舒适温和的刺激,因其能很快地达到要求的温度,一般不会引起烫伤,且艾绒取材简便,容易燃烧,温度上升缓慢,持续时间长,具有独特的治疗保健作用,广泛的适应病症等优点[1-5],颇受临床医生和患者欢迎,应用广泛。

1 微型艾灸器的设计思路

临床应用中,温和灸也具有颇多不便,如治疗时需治疗者或患者手持艾条操作,费时费力,自己操作时背后部操作不便,艾火掉落时易于灼伤皮肤,灸治时患者不便走动等,使其在保健、预防和治疗的推广应用中颇有不便,许多研究者根据温和灸的特点研制出了各种艾灸器,如蔡耀明[6]、覃滨[7]、王茵萍等[8]设计的艾灸器,灸具由手持式逐渐改进成可以固定于体表或有支架的温灸器施灸,可以较长时间地连续给患者以温热刺激。

目前,部分艾灸器在应用中尚存在不足,第一,温度难以监测和显示,仅根据患者主观感觉而调节,导致了艾灸时温度调节的随意性、盲目性,效果因此受到影响;第二,一些艾灸器内部有弹簧固定和推挤艾条,从而使前端金属网受到艾条的挤压很易损坏;第三,因金属网与艾条燃烧端紧密接触,因为金属网的良好热传导作用,很容易使已点燃的艾条温度降低并熄灭,冬天这种现象更是严重;还有在艾条燃烧过程中,产生大量挥发油会附着在艾灸器的调节壳体及其组件上,时间久了会影响艾灸器的使用。

温热效应是艾灸发挥作用的主要机理之一,对于温和灸的刺激量,目前临床应用中大多以患者的耐受度和被灸腧穴部位的红晕作为标准,客观性的评价指标尚不足,年龄大或灸治部位的皮肤温度感觉迟钝、麻木的患者时,当感到烫时就可能已经有轻微烫伤,对温度感觉障碍患者温度更难掌控,这样的判定标准存在很大的主观性、盲目性和随意性,也严重影响了温和灸技术的规范化操作及疗效评价。随着多学科交叉和渗透,现代对艾灸治疗技术的规范化研究已成为热点,研制适合临床要求的新型艾灸治疗器材,克服现有艾灸器无法监测温度等不足,对于保证灸疗器材的性能安全稳定、技术规范实施、疗效可控具有重要意义。因此,借鉴和引用温度检测技术,在遵循中医针灸学的基本理论体系,保持传统温和灸特色的前提下,本文提供了一种符合中医医理设计,能实时监测艾灸作用于穴位皮肤表面温度相关温热刺激参数的变化,又适应针灸临床、科研的实际需要的微型艾灸器的研制思路。

2 微型艾灸器的结构

实时监测穴位皮肤温度的微型艾灸器(图1)主要包括底座、调节壳体、上盖、调距螺钉、艾条夹、定位柱、调节压圈、防护网、温度传感器、温度监测显示装置、控制电路部分。底座两侧有艾灸器固定孔,与固定带相连接,另一侧有温度传感器输出插头和温度监测显示装置卡槽,插头与温度监测显示装置接口相配合连接,卡槽与温度监测显示装置相配合连接,底部中央有微型温度传感器,与温度监测显示装置接口相连,底座与调节壳体作螺纹配合,调节壳体的底部有一防护网,上盖与调节壳体上部相连接,上盖下端的卡杆与调节壳体上部的快速连接口卡槽作可分离的配合,调距螺钉与上盖中央的孔作螺纹配合,调距螺钉的外侧端留有旋转头,内侧端与艾条夹相连接。

艾灸器的温度监测显示装置接口与温度传感器相连,在LED显示屏上显示出由装在穴位皮肤表面附近的热敏电阻温度传感器检测的实际温度,并在超出适宜温度范围或完成设定的治疗时间时发出铃声,提醒治疗者调节温度或结束治疗。温度检测显示装置由信号放大器、滤波器、模/数转换器、单片机、LED屏,能实现温度传感器对穴位温度检测的处理和显示;温度检测显示装置上端留有端口,可与上位机或电脑相连接,由该端口实现单片机处理的数据信息与上位机的协同作用,进一步实现穴位温度测量的数据存储、曲线显示、分析以及打印输出结果等功能;控制电路部分主要包括单片机系统、温度传感器、传感器电路、LED显示、铃声电路等。

1调距螺钉,2上盖,3卡杆,4定位柱,5调节压圈,6艾条夹,7艾条,8固定孔,9底座,10调节壳体,11防护网,12温度传感器,13螺母,14温度检测显示装置,15数据输出端口

3 微型艾灸器的操作方法

使用者在运用该微型艾灸器进行保健或治疗时,将长20～25 mm艾条,一端点燃,另一端固定于艾条夹,然后将艾灸上盖扣于调节壳体卡槽上,再将整个艾灸器固定于灸治穴位;灸治过程中,穴位皮肤表面的温度传感器检测温度并通过单片机的处理显示在LED屏,操作者根据温度变化,调节艾灸器的调节壳体或调距螺钉,改变艾条燃烧端与穴位皮肤的距离,从而调节灸治温度,使温度保持在(43±2)℃适宜的范围内。灸治结束后,取下艾灸器,打开上盖,倒出艾灰,灸治结束。

4 微型艾灸器的特点

微型艾灸器已经申请专利(专利号201120200391.3),其具有以下5个特点。①使用简单、方便、无创,患者掌握操作要点之后,可以自行执行,将艾灸器固定于穴位,满足了保健、治疗和科研所需的要求。②保持了传统温和灸特点,同时还可以通过对温度的实时监测,穴位皮肤表面的温度传感器检测温度并通过单片机的信息处理后显示在LED屏,操作者根据温度变化,调节艾灸器的调节壳体或调距螺钉,达到及时、准确地调节温度,保证艾灸治疗过程中关键因素——温度的稳定,避免了目前市场上同类产品无法监测温度,仅根据患者主观感觉而调节的随意性、盲目性。③该艾灸器还具有定时及超出温度范围提醒的功能。④艾灸器的组件设计成可拆卸和更换的,避免艾条燃烧端与前端防护网的接触,克服了现有艾灸器的不足。⑤在单片机硬件模块部分预留相应接口与上位机或电脑相连接,由该接口实现单片机处理的数据信息与上位机的协同作用,进一步实现穴位温度测量的数据存储、曲线显示、分析以及打印输出结果等功能,为进一步规范温和灸技术操作及疗效评价创造了条件。

[1] 黄琴峰,刘婕,吴焕淦.基于《中医针灸信息库》评述艾条灸的疾病谱[J].上海针灸杂志,2013,32(7):529-532.

[2] 孙远征,钟小平.针刺配合艾条灸治疗特发性面神经麻痹疗效观察[J].上海针灸杂志,2013,32(8):655-656.

[3] 王伟华,宋宇昕.针刺加艾灸戒烟疗效的临床试验[J].上海针灸杂志,2013,32(4):287-288.

[4] Fu CW, He YS, Liang WC. Clinical observation on moxa cone moxi- bustion treatment for chronic diarrhea[J]. J Acupunct Tuina Sci, 2012, 10(6):355-358.

[5] 马明云,姜劲峰,周小云,等.艾灸对高脂血症患者血脂、血糖的影响[J].上海针灸杂志,2012,31(8):535-536.

[6] 蔡耀明.一种艾灸器:中国,03224351.0[P].2004-05-19.

[7] 覃滨.一种艾灸器.中国,200620035449.2[P].2007-09-26.

[8] 王茵萍,仲远明,吉争鸣.自动艾灸器.中国,200820185294.X[P].2009-05-27.

2013-04-28

R245-33

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.12.1067

1005-0957(2013)12-1067-02

上海市教委预算内项目(2010JW09);国家自然科学基金项目(81202749)

高明(1977 - ),男,副教授,研究方向为针灸诊疗技术及器材研究,E-mail:gaoming688@sina.com