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1、目录一、研究背景1二、研究思路和意义2三、针灸综述3四、细胞电生理基础5五、实验模型8结束语12参考文献13摘要针灸是中医的特色治疗手法，探索针灸的功能及其机理，对临床诊断及研究有重要的指导价值。但是，目前中医针灸的研究现状多为统计学意义上的比较，缺乏规律性、系统性的归纳和量化。本文首先对针灸实验方法进行论述，然后应用单因素方差分析和双因素方差分析对实验数据作统计分析，进行数据挖掘工作，得出实验数据的分析结果。【关键词】 针灸 实验数据 方差分析针灸手法的实验数据的分析生物与生命科学作为二十一世纪的前沿学科，已经取得了大量的研究成果，并受到越来越多的研究者的关注。中医针灸学源远流长，文献浩如烟
2、海，它具有独特思维方法和丰富的经验，是我国中医科学的最大特色和优势，尤其是对立统一、动态平衡、整体观念、辨证施治、经络与脑穴、脏腑相关等学术理论更为精辟，几千年以来指导着临床实践，显示出它的强大生命力，为中华民族的繁衍昌盛作出了巨大的贡献，同时也对世界医学进步和发展产生了重要的影响。近几年来，由于现代科学技术的突飞猛进，针灸学理论、经络、腧穴、脏腑相关及作用效应、机理和本质的不断被揭示，针灸治疗范围进一步扩大，疗效进一步提高，针灸医学已进入到现代科学化的新领域，已引起各国医学家极大的关注和兴趣。时代在发展，科技在进步，这些均影响了针灸的学术进步和发展。但由于历史的原因，针灸学术研究的进展仍然相
3、当缓慢；又由于传统针灸学是经历 2000 多年临床实践的归纳、演绎、推理、总结而形成的科学理论和经验，它不可避免受历史思想的影响，再加上社会历史条件和科学技术的限制，许多有关的理论和概念在科学内涵和外延不够明确，对理论阐述、疾病认识、诊断及治疗、操作和疗效的定性、定量都比较笼统，很难排除主观的印象，这些均影响了针灸学术的进步和发展，由于通常缺乏对机理的量化说明，较少从系统的角度描述各种生理过程，也无法保证实验结果的一致性与唯一性。因此迫切需要将其他学科中已经成熟的理论和方法引入针灸学的研究，通过跨学科的综合知识去探索各种效应机理1。从研究方法上讲，这种学科间的交叉并不是单的理论套用，而是需要做
4、到各学科间的融合与集成，在实验现象与生物模型的基础上，建立相应的数学模型，运用跨学科的理论进行分析，获得的结果必须还要具有量化意义。一、研究背景针灸学古老而优秀，是中医理论的核心组成部分，至少对 300 种疾病有良好疗效。20世纪中叶开始，我国的学者们在针刺镇痛、戒毒、醒脑开窍等方面取得了理论或技术方面意义重大的突破性成果。同时，我国现代化针灸研究堂而皇之地跻身于国际学术舞台，掀起了全球“针灸热”的潮流。针刺是体表的一种刺激疗法，它产生电学和化学两种信息，长期以来大量的医学相关论文是对针刺所产生的化学信号进行研究，且大多属于实验性描述性的研究。针刺产生的电信号是以在时间和空间上序列组合的编码形
5、式发挥着对机体功能活动进行整合与调控的。神经细胞受到光、机、电、化学信号刺激时，在细胞膜上即形成动作电位，将此电位称之为针刺电信号2。（一）据研究结果表明针灸具有1针刺诱导产生镇痛物质，针刺镇痛机制等而产生镇痛作用；2改善外周、远距离或局部循环的作用；3缓解肌肉紧张作用；4影响植物神经系统；5激活免疫功能。数字信号处理是一种交叉性的学科。它的理论基础涉及众多的学科，但其成果又为这些学科的发展起着重要的促进作用；它的应用范围广泛，如通信、航天航空、雷达、地震勘测，以及生物医学等领域。因此，它已经成为理论与实践并重，在高新技术领域中占有重要地位的新兴科学3。（二）针灸电信号是一种随机信号，而随机信
6、号处理是数字信号处理的一个重要组成部分，处理针灸电信号的主要方法有：1概率统计方法；2功率谱估计方法；3非线性动力学即混沌分析方法；4时频分析技术信号的时频分析技术。本文从临床实验数据挖掘，以及应用小波理论分析技术提取针灸信号的特征信息两个方面着手，所得结果为生物机理层面上的研究提供条件。二、研究思路和意义大量研究资料已证实，针灸对机体所产生的效应及主要作用，主要是针刺镇痛作用、促机体防卫免疫作用和脏腑、器官功能的调整作用。针灸作为一种系统性的学科，探索针灸对各系统生理调节功能的最大极限及其机理，对临床应用及机理研究有重要的指导价值。最近几年，中医的针灸疗法中也越来越多采用电针来代替传统的银针
7、，以针灸电信号的特征量化来衡量电针的治病原理和疗效，无论是对针灸研究进一步的发展，还是对实际医疗手段的发展都是有举足轻重的意义4。所以将数字信号处理技术引入传统的针灸技法研究，为进一步的生物机理层面上的分析提供帮助，为传统中医学发展注入新的活力，这正是本课题的研究意义所在。基于以上情况，本文首先是应用多种数学统计方法对实验数据进行分析，进行数据挖掘工作；然后利用小波变换多尺度分析的特点，对时间序列进行离散多尺度变换，然后在此基础上引入一些新的分析方法对不同的针灸手法电信号进行分析。三、针灸综述（一）针灸简介针灸学古老而优秀，是我国古代的一大发明，是目前在国际上处于领先地位的学科，它至少对 30
8、0 种疾病有良好疗效5。20 世纪中叶开始，上海的张香桐、北京的韩济生、天津的石学敏分别在针刺镇痛、戒毒、醒脑开窍等方面取得了理论或技术方面意义重大的突破性成果。同时，我国现代化针灸研究也跻身于国际学术舞台，掀起了全球“针灸热”的潮流。现在针灸学已成为世界公认的体表穴位刺激的代表，是人类健康体系的重要组成部分。越来越多的国家开始接受并使用针灸，针灸学的教育已成为许多国家医学院校的基本课程，针灸的科学研究已成为科学界关注的热点之一。针灸最主要的作用就是针刺镇痛和针刺麻醉。针刺镇痛(AcupunctuAnalgesia)是指用针刺的方法防止和治疗疼痛的一种方法。它是在传统中医针刺治疗疼痛的基础上，
9、结合现代针刺麻醉临床实践发展起来的一种有效的临床治疗技术，对这一技术的作用机制的研究，称为针刺镇痛原理研究。针刺麻醉 (Acupuncture Anesthesia)是指用针刺止痛效应预防手术中的疼痛及减轻生理功能紊乱的一种方法，由于其作用类似于现代医学的麻醉，故称针刺麻醉。研究证实针刺是通过调节内源性痛觉调制系统而起作用的6。天津中医学院附院院长石学敏教授近年提出了治疗中风病的“醒脑开窍法的学术观点。这种观点不仅在立法、治则和针刺手法上改变了历代针灸治疗中风所沿用的以阳经穴为主，阴经穴为辅的学术思想和治疗方法，而且针对这一学术观点的提出进行了大量的实验研究和临床验证，从而使这一学术思想成为目
10、前指导临床治疗中风病最为普遍的理论。 “醒脑开窍法”的基本内容体现在五个方面在病机上重新认识了中风病；在立法处方上建立了“醒脑开窍”之方法；在治疗上以开窍启闭、改善大脑的生理机能为主；在处方上以阴经穴为主，选用主穴水沟、内关、三阴交。辅穴：极泉、尺泽、委中、合谷；在手法操作上具体量化了手法的各项指数。北京的韩济生教授常年从事针刺镇痛的研究，1972 年以来从中枢神经化学角度系统研究针刺镇痛原理。发现针刺可动员体内的镇痛系统，释放出阿片肽单胺类神经递质等，发挥镇痛作用；不同频率的电针可释放出不同种类阿片肽；针效的优劣取决于体内镇痛和抗镇痛两种力量的消长。研制“韩氏穴位神经刺激仪(HANS)”用于
11、镇痛和治疗海洛因成瘾有良效。（二）针灸疗法有以下优点：1治疗范围广：不论内、外科或妇、儿科以及五官科等疾病，都可用针灸疗法来治疗。2见效快：运用针灸疗法，治疗一切病症如对胃痛、腹痛、腰痛、头痛以及关节痛等往往针到痛止，比吃药来得快。中医理论认为，针灸的基本作用在于疏通经络、调和阴阳、扶正驱邪，其实质是通过针灸信息调整肌体的各种功能。业已证明信息调控是针灸效应的基本特征。著名物理学家薛定锷曾说“生命的基本问题是信息问题” ，从作用原理上讲针灸效应的本质是信息调控问题，所以必须从信号和信息层面去研究。（三）电针刺激的应用现代针灸随着现代科学技术的发展，近年来形成了一些新的针灸体系，如头针、耳针等。
12、西方近 20 年来已把电的技术广泛地应用于针刺，如用于一般性医疗和外科领域。从针灸实践总体来看，即使使用电刺激作为辅助手段， “得气”仍是获得治疗效果的关键7。电针是通过电针机将微弱的电流输送到穴位上，使人体局部的神经、血管、肌肉兴奋或抑制，从而调节功能平衡，达到消炎、止痛、解痉、活血、消肿等功效。最常用的电刺激方法是经皮神经电刺激(TENS)。通常所有的电针仪都带有示波器，所用的波形有矩形波和峰波。关于不同频率产生的作用已做了大量研究，认为频率在 5Hz 以下对疼痛最为有效，而对中风或其他神经损伤性疾病的治疗，则尽可能地选用高频刺激。电针用于手术性操作则使用两个刺激器，分别选用不同的频率。针
13、刺中涉及许多神经介质，包括神经肽类，单氨基酸类，儿茶酚胺类以及乙酰胆碱和其他非阿片物质。Pomeranz 认为低频电针产生的镇痛是受内啡肽调制的，而高频电针则至少部分地受 5-羟色胺能介质调制。有学者曾对电针刺激时脑脊液中的阿片物质的活性进行研究，治疗前后分别采集脑脊液，结果表明电针后阿片样物质水平升高。大村惠昭还将电针用于特定经络的检测以及用于经络与脏器关系的研究。在仔细设计的对照研究中，采用单个穴位刺激(合谷)研究了电针的镇痛作用。结果表明，电针刺激后 30 分钟痛阈提高 27%。除了镇痛以外，电针还被广泛地应用于许多领域，如用于中风的治疗，创伤或外周神经疾病导致的神经损伤、各种成瘾等。在
14、妇科领域，电针用于妇科手术后，在手术伤口缝合后即刻、麻醉效果持续时即给予电针或不给任何处理。结果发现接受电针者在手术后最初 2 小时其杜冷丁的用量只占不给电针者用量的一半。电针用于戒除成瘾方面的研究也有很多。不同频率的电针刺激产生的作用也有所不同。Patterson 认为，麻醉剂和镇静剂成瘾的最佳刺激频率为 75300Hz，苯丙胺类成瘾的最佳刺激频率为 12Hz，尼古丁则为 510Hz.酒精成瘾的刺激频率也在低频范围。一般来说，成瘾的程度越重，所需的每次治疗时间则越长。对于癫痫患者，电针头针穴位可使癫痫症状减轻，并可使发作间隔时间延长。电针用于颈背痛的研究较为常见，尽管有时并不使用针刺而使用电
15、极，仍有多数患者取得很好的效果。电针的使用范围越来越广泛，对疗效的总结也在不断进行中。四、细胞电生理基础信号主要是从神经元部分提取得针刺电信号，对这些信号的产生机理、信号范围、采集的方法的了解是对信号进行分析的先决条件，了解基本的机理也对信号分析有着指导性的意义。但由于本文只是对信号进行分析，不涉及机理层面上的讨论，所以本部分对针灸信号机理方面的叙述力求简洁。下文就从细胞膜切入，介绍动作电位的产生，并简单介绍了针灸信号检测的基本方法。（一）细胞膜结构细胞是生物最基本的结构和功能单位。细胞的表面有细胞膜，它使细胞与周围环境隔离开，维持着相对稳定的细胞内环境，并具有保护细胞的作用，同时通过细胞膜实现内外物质的交换。细胞膜的生理功能复杂、多样，与生命科学中许多基本问题都有密切联系，如细胞起源、遗传信息传递、生物能量转换、物质运转、激素作用、神经传递、细胞免疫、细胞识别、细胞分化和增值等。近几年来细胞膜的研究已深入到生物学、医学等领域，已成为分子生物学中最活跃的领域之一。细胞膜由多种化学成分组成，其中主要由磷脂和蛋白质组成。不同的细胞中，磷脂和蛋白质的含量不同。一般他说，蛋白质越多，细胞膜的生理功能越复杂、多样；相反，蛋白质越少，细胞膜的功能越简单。例如，神经髓鞘的功能比较简单，主要起绝缘作用，它的蛋白质含量只有 19，磷脂的含量却为 7
