谈数字化虚拟人力反馈角度的针刺手法研究思路

1、谈数字化虚拟人力反馈角度的针刺手法研究思路    摘要：  数字化虚拟人体研究是以先进的信息技术和生物技术相结合的方式进行真实人体信息数字化的研究。针刺手法是针灸的精华和针刺疗效的关键,虽然采用一般方法对针刺手法进行了有益的探索,但都不令人满意。在穴位融合三维数字人体的基础上，将针刺过程以力反馈形式表现出来，在针刺研究领域中可实现针刺手法的三维立体表达，可以精确形象地展示针刺操作的手法过程,可使针刺手法的效应机制研究取得更大的进展。借助数字化虚拟人体从力反馈角度进行针刺手法的深入研究意义重大。 关键词：  可视化人体计划; 数字化虚拟

2、人体; 针刺手法; 三维; 力反馈自美国1989年提出“可视化人体计划”1 以来，数字化虚拟人体研究进展迅速。我国于2001年香山科学会议第174次学术讨论会，启动了中国数字化虚拟人体研究。数字化虚拟人体具体指通过先进的信息技术和生物技术相结合的方式，将采自真实人体的形态学、生物物理学等数据信息及高级计算算法整合成一个研究环境，研究人体对各种外界刺激的反应，实现人体的数字化描述。数字化虚拟人体研究汇集了当前较新的科技成就，为医学及多学科的研究和应用提供一个基础技术研究平台2 。笔者认为从力反馈角度进行数字化虚拟人体的针刺手法研究，可以多层次、全方位显示穴位的立体构筑，可以三维立体地观察针刺过程

3、，有助于针刺手法研究的精确形象展示，为研究针刺手法提供了更直观的操作平台;有利于针刺手法客观化研究，并可使针灸学习者快速掌握各种针刺手法, 为推动针刺手法的研究意义重大。特作如下探讨。1 进行针刺手法研究的重要性针刺手法是针灸之精华，历来被视为针刺疗效的关键。清代著名针灸学家李守先在针灸易学云：“不知难不在穴，在手法耳。”神灸经论云：“用针之要，先重手法，手法不调，不可以言针灸。”自从黄帝内经为针刺手法的发展奠定了基础之后，历代医家通过其丰富的医疗实践对针刺手法进行了不断的探索，而明代针灸大家杨继洲就极为重视针刺手法，在针灸大成中就广录前贤手法，且记载了杨氏许多家传手法。近代针刺手法又有了进一

4、步的发展，出现了承澹安、赵熙、朱琏、鲁之俊、陆瘦燕等一批针灸大家。其中针灸大家承澹安就强调指力练习;而针灸巨擘陆瘦燕认为正确熟练地运用针刺手法，是治疗疾病取得疗效的关键之一3 ，并且注重针刺手法的临床和实验研究，皆极大丰富了针刺手法的内容。随着国际交流与合作的深入和扩大，作为中国传统医学重要组成部分的针灸疗法逐步走向世界，为人类的卫生保健事业日益作出了重大的贡献。关于针刺手法的研究方兴未艾。厉氏4在临床治疗时，发现运用解剖学知识可使针刺临床疗效提高。王氏5认为应利用先进的科学技术模拟手工操作以阐明针刺手法的本质。运用数字化虚拟人体技术则可以多层次、全方位逼真表达人体腧穴的立体构筑，为探讨经络腧

5、穴实质及针刺手法提供了数字化平台，操作者基于数字化虚拟人体可很好地实现腧穴精确定位，可动态模拟针刺过程，实现逼真演示针刺触及解剖结构及相关空间位置关系，可以在一个三维交互式虚拟环境下体会。为了更好地为人类的卫生保健事业服务，保持我国在针灸领域的国际领先地位，作为中国传统医学璀璨明珠的针灸学，更应采用数字化虚拟人体进行针刺手法的深入探索。2 一般力学角度研究针刺手法的有益探索为了阐明针刺手法的本质以便更深入地发展针刺手法，诸多科研工作者通过设计或借助仪器从力的角度对针刺手法进行了探索。石学敏院士借助现代科学手段，率先提出针刺手法量学理论6，首次对针刺作用力的方向、大小及施术时间、两次针刺间隔时间

6、等进行了科学界定。黄雪苔7认为针刺应遵循力学规则，王琴玉等8也认为针刺是利用力学原理来治病。丁氏9应用现代集成电路技术，研制出一套在人体上测试各种针刺手法、并能感受施针者和受针者相互作用力的检测系统。杨氏10应用标准RS-232串行口通讯技术，通过针刺手法参数实时采集及教学演示系统，实现针刺手法的数据化处理和分析。丁氏11采用安装在针灸针体上的力和力矩微型传感器系统测量了临床针刺过程中针体上的受力数值和波形，并对均匀捻转、均匀提插、捻转补泻法、提插补泻法等手法进行了系统研究与分析，认为可用针体受力大小和波形作为针刺手法的客观定量参数。可以看到,虽然众多医教研工作者对针刺手法的研究进行了有益的探

7、索，为针刺手法的研究及教学提供了宝贵的借鉴，但目前对针刺手法的分析还不是很深入12。难以从不同角度、不同解剖层次、不同进针层次三维立体地进行针刺手法的研究，难以提供更直观的反映动态过程的电子解剖学手段，难以精确形象地展示针刺操作的手法过程。3 基于数字化虚拟人体从力反馈角度研究针刺手法的原理分析3.1 数字化虚拟人体角度研究针刺手法的优点 针刺的过程是毫针作用于穴位而产生力、形变与效应的复杂过程。随着时代的发展，传统的二维图谱与尸体解剖等教学方式已不能很好地适应现代教学和研究的需要，而立体直观形象探索一直是人类的追求。早在宋代，王惟一就设计并铸成了铜人腧穴针灸模型，开创经穴模型直观教学之先河。

8、石氏13认为应采用现代科技手段研究和发展针灸学。数字化虚拟人体自20世纪80年代提出以来，在军事、工程、医学、建筑等诸多领域得到迅速发展。田氏14认为要使中医药现代化，就必须先使中医药数字化。将作为汇集当前较新科技成就的数字化虚拟人体研究引入针刺手法领域的研究，将虚拟现实技术与解剖学及传统的中医针灸相结合，对针刺手法的研究意义重大。首先，融入腧穴信息的数字化虚拟人体可以多层次、全方位逼真表达人体腧穴的立体构筑。操作者基于数字化虚拟人体可很好地实现腧穴精确定位，可自由选择观察角度，形成对腧穴形态结构有更为直观的、全方位的认识。其次，基于数字化虚拟人体进行针刺手法研究，可以动态模拟针刺过程，可从不

9、同角度、不同解剖层次、不同进针层次三维立体地观察针刺过程，可从诸多层次、任意角度观察针刺穴位时的解剖结构、毗邻结构和进针层次，有助于针刺手法研究的精确形象展示。而且，数字化虚拟人体以它的“三维虚拟场景”为研究者提供了一个逼真的研究情景，可给以真实的触觉体验，令其积极地投入到场景之中，可以在一个三维交互式虚拟环境下体会。所以数字化虚拟人体可以以三维立体的形式充分展示针刺过程中不同层次和断面解剖的立体构像，实现逼真演示针刺触及解剖结构及相关空间位置关系，有利于精确形象地展示针刺手法的操作过程，有利于更好地为人类的卫生保健事业服务。3.2 力反馈角度研究针刺手法的原理分析 在对针刺过程的模拟中，力感的主要来源是针体与人体组织接触以及在进针和操作过程中针体与人体组织相互作用所产生的反