Una construcción mecánica para mejorar la estabilidad y la seguridad de la manipulación de la acupuntura con elevación y empuje

Resumen

Este protocolo diseña una cánula que se puede utilizar para controlar el rango de movimiento para la manipulación de la elevación y el empuje en acupuntura, mejorando así la estabilidad y la seguridad. Por lo tanto, puede servir tanto para la aplicación clínica como para la investigación científica del tratamiento con acupuntura.

Resumen

La eficacia terapéutica de la acupuntura se basa tanto en la seguridad como en la estabilidad, lo que hace que estos factores sean esenciales en la investigación de la manipulación de la acupuntura. Sin embargo, la manipulación manual introduce imprecisiones inevitables, que pueden afectar a la fiabilidad de los resultados de la investigación. Para hacer frente a este desafío, en este estudio se diseñó una cánula de control de manipulación de elevación y empuje única, que ofrece un ajuste flexible de la amplitud del movimiento. La cánula se creó utilizando tecnología de impresión 3D y su eficacia para mantener la estabilidad se verificó registrando el rango de movimiento de la aguja de acupuntura con tecnología de sensor óptico. Los resultados del estudio muestran que la cánula de control mejora significativamente la estabilidad de la manipulación de la acupuntura, reduciendo el error humano. Esta innovación sugiere que la cánula podría servir como una valiosa herramienta auxiliar para garantizar tanto la precisión como la seguridad de la investigación experimental relacionada con la acupuntura. Su adopción también podría contribuir a la estandarización de las prácticas de acupuntura, asegurando resultados de investigación más consistentes y precisos, lo cual es esencial para futuros avances en la investigación de la acupuntura y las aplicaciones clínicas.

Introducción

La manipulación de la aguja se realiza después de que la aguja se inserta en la piel del paciente para inducir una sensación de aguja conocida como "DeQi" (que se refiere a la sensación de inducción de qi meridiano en el punto de acupuntura) o para ajustar la dirección e intensidad de la sensación de la aguja. Como parte esencial de la acupuntura, las diferentes técnicas de punción^{producen efectos} variados. La manipulación de la punción es un factor crítico que afecta la efectividad del tratamiento de acupuntura ^2,3. Las investigaciones han demostrado que las señales activadas por la técnica de elevación-empuje son más fuertes que las inducidas por otros métodos de punción⁴.

El efecto terapéutico de la acupuntura está estrechamente relacionado con la intensidad de la estimulación ^5,6,7, que, a su vez, depende del tipo de manipulación de la punción utilizada. Como resultado, la relación cuantitativo-efecto de la manipulación de la acupuntura es un área clave de la investigación experimental ^8,9,10. La estandarización y la reproducibilidad son cruciales para garantizar la validez científica de la investigación en acupuntura¹¹. Tanto los métodos de elevación-empuje como de torsión requieren una frecuencia y amplitud de operación específicas ^12,13, y la selección de los puntos de acupuntura también es importante para el tratamiento de enfermedades¹⁴. Sin embargo, la acupuntura manual depende de operadores humanos, lo que dificulta mantener una frecuencia y amplitud constantes durante la manipulación de la aguja¹⁵. Además, se deben tomar precauciones para evitar complicaciones, como el neumotórax, controlando cuidadosamente la profundidad y la dirección de la inserción de la aguja en ciertas áreas del cuerpo^16,17.

Por lo tanto, uno de los desafíos más urgentes en el estudio científico de la manipulación de la acupuntura es el desarrollo de controladores para mejorar la estabilidad de las técnicas de punción, lo cual es vital para garantizar la seguridad y la estandarización de las prácticas de acupuntura¹⁸.

El levantamiento-empuje es una de las técnicas básicas de acupuntura más utilizadas. Consiste en levantar la aguja y empujarla hacia abajo después de insertarla en el punto de acupuntura a una profundidad específica. El movimiento hacia arriba se denomina elevación, mientras que el movimiento hacia abajo se conoce como empuje. Este proceso se repite para lograr el efecto clínico deseado, dependiendo el nivel de estimulación de la amplitud y frecuencia de los movimientos de elevación y empuje 19,20,21,22^. En la actualidad, la amplitud de la técnica de levantamiento y empuje es controlada principalmente por el practicante, y su efectividad a menudo se evalúa a partir de la sensación de "De Qi" (la sensación de inducción del qi meridiano en el punto de acupuntura)23,24,25. Sin embargo, no existe un estándar establecido para evaluar la estabilidad y seguridad de esta técnica, y la profundidad de la inserción de la aguja depende completamente de la habilidad del profesional.

Para promover la estandarización en la acupuntura, se han desarrollado varias técnicas nuevas para reemplazar la acupuntura manual tradicional, incluida la electroacupuntura pulsada, la acupuntura ultrasónica, la acupuntura por microondas, la acupuntura láser y la acupuntura con ondas de choque extracorpóreas²⁶. Si bien estos métodos ayudan hasta cierto punto a estandarizar los efectos de la acupuntura, no pueden reemplazar completamente la acupuntura manual tradicional en la práctica clínica. Por lo tanto, la estandarización de la manipulación de la acupuntura manual sigue siendo esencial.

Para abordar los problemas antes mencionados, este estudio diseñó una cánula de aguja de acupuntura que mejora la seguridad y la estabilidad de la técnica de levantamiento y empuje. La cánula de control utilizada en el estudio se fabricó utilizando tecnología de impresión 3D (ver Tabla de Materiales), y la estructura general consta de tres componentes: la cánula, el manguito de la aguja y el tapón ajustable, junto con agujas de acupuntura desechables (Figura 1). La cánula, el manguito de la aguja y el tapón ajustable se fabricaron mediante tecnología de impresión 3D (véase el Archivo Complementario 1, el Archivo Suplementario 2 y el Archivo Suplementario 3).

La cánula ofrece varias ventajas: en primer lugar, la amplitud está controlada por el tapón, lo que reduce significativamente la carga de trabajo de los profesionales; En segundo lugar, la separación de la aguja y la cánula evita la contaminación durante la acupuntura; y en tercer lugar, la escala ajustable permite un control preciso de la profundidad y la amplitud de la aguja, lo que permite un ajuste libre según sea necesario. Los resultados de este estudio proporcionan una herramienta auxiliar segura para la investigación experimental sobre la manipulación de la acupuntura, que es crucial para avanzar en la estandarización de las técnicas de acupuntura.

Protocolo

Todos los procedimientos del protocolo se llevaron a cabo con materiales de simulación en humanos disponibles comercialmente (véase la Tabla de Materiales) en lugar de en humanos, por lo que no hubo cuestiones éticas involucradas en este estudio. También se obtuvo el consentimiento informado de todos los voluntarios que participaron en el estudio. Los participantes en este experimento fueron 20 estudiantes del Colegio de Acumox y Tuina de la Universidad de Medicina Tradicional China de Shanghai. Estos estudiantes habían completado cursos sobre la técnica de levantamiento y empuje de acupuntura como parte del plan de estudios "Ciencia de la Acupuntura y la Moxibustión"²⁷. Además, tenían casi un año de experiencia práctica en punción humana a través de lecciones y práctica práctica. Los detalles del equipo y el software utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Fabricación de la cánula de control

1. Prepare la cánula, el manguito de la aguja y el tapón ajustable mediante tecnología de impresión 3D.
2. Utilice resina blanca como material para la impresión 3D para garantizar una precisión mínima de 0,1 mm, lo que evita problemas con estructuras que no encajan entre sí debido a errores. Este material también es más rentable y permite un ajuste más fácil de la estructura.

2. Videografía

1. Ajustes de la cámara
   1. Coloque dos trípodes frente al escritorio del operador a una altura adecuada y conecte las dos cámaras de movimiento. Ajuste el ángulo entre las dos cámaras de movimiento a 60°-120° (Figura 2A).
   2. Ajuste la configuración de la cámara de la siguiente manera: resolución 1280 × 720 píxeles, formato MP4, modo manual completo (M), apertura F1.2, velocidad de obturación 1/1000s, ISO 6400, balance de blancos automático y zoom óptico 0 mm.
2. Ajustes de calibración
   1. Coloque sobre la mesa un soporte de calibración 3D de 15 cm × 15 cm × 15 cm (Figura 2B). Asegúrese de que esté dentro de la cobertura de las dos cámaras de movimiento.
3. Seguimiento de la ubicación de los marcadores
   1. Prepare una esfera reflectante infrarroja pasiva con un diámetro de 6,5 mm. Colóquelo en la tapa de la uña del pulgar derecho del participante para medir la trayectoria del movimiento.
4. Operación experimental
   NOTA: Se instruyó a los veinte participantes para realizar manipulaciones de levantamiento y empuje en el material de simulación humana, incluidas las siguientes técnicas: levantamiento y empuje uniformes, empuje pesado con levantamiento ligero y empuje ligero con levantamiento pesado. Cada participante completó los tres tipos de manipulaciones en el material de simulación humana, con y sin cánula ajustada a una amplitud de 15 mm. A continuación, repitieron las tres manipulaciones utilizando cánulas con amplitudes de 5 mm, 10 mm y 15 mm. Se proporcionó un intervalo de 30 minutos entre cada sesión de manipulación para garantizar la consistencia entre los participantes. Cada manipulación se repitió 10 veces.
   1. Realizar manipulaciones de elevación y empuje sin cánula
      1. Elevación y empuje uniformes: Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Levante la aguja hacia arriba y hacia abajo a una velocidad uniforme con una amplitud de 15 mm a una frecuencia de 60 veces por minuto.
      2. Empuje pesado con elevación ligera: Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte rápidamente la aguja a una cierta profundidad, luego retírela lentamente a la capa superficial con una amplitud de 15 mm a una frecuencia de 60 veces por minuto.
      3. Empuje ligero con levantamiento de objetos pesados: Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte lentamente la aguja hasta una cierta profundidad, luego retírela rápidamente a una capa poco profunda con una amplitud de 15 mm a una frecuencia de 60 veces por minuto.
   2. Realizar manipulaciones de elevación y empuje con cánula
      NOTA: Fabrique tres cánulas que sean compatibles con el tamaño de la aguja. Ajuste sus amplitudes a 5 mm, 10 mm y 15 mm deslizando los topes ajustables a la longitud adecuada.
      1. Manipular con la cánula con una amplitud de 5 mm
         1. Levantar y empujar uniformemente: Fije una aguja en el manguito de la aguja. Coloque el manguito de la aguja en una cánula con una amplitud de 5 mm. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm y levante la cánula hacia arriba y hacia abajo a una velocidad uniforme a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         2. Empuje pesado con elevación ligera: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte rápidamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela lentamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         3. Empuje ligero con levantamiento de objetos pesados: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte lentamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela rápidamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.
      2. Manipular con la cánula con una amplitud de 10 mm
         1. Levantar y empujar uniformemente: Fije una aguja en el manguito de la aguja. Coloque el manguito de la aguja en una cánula con una amplitud de 10 mm. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm y levante la cánula hacia arriba y hacia abajo a una velocidad uniforme a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         2. Empuje pesado con elevación ligera: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte rápidamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela lentamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         3. Empuje ligero con levantamiento de objetos pesados: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte lentamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela rápidamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.
      3. Manipular con la cánula con una amplitud de 15 mm
         1. Levantar y empujar uniformemente: Fije una aguja en el manguito de la aguja. Coloque el manguito de la aguja en una cánula con una amplitud de 15 mm. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm y levante la cánula hacia arriba y hacia abajo a una velocidad uniforme a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         2. Empuje pesado con elevación ligera: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte rápidamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela lentamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.
         3. Empuje ligero con levantamiento de objetos pesados: Utilice la misma cánula. Inserte la aguja a una profundidad de 20 mm. Inserte lentamente la aguja a la profundidad limitada, luego retírela rápidamente a la capa superficial a una frecuencia de 60 veces por minuto.

3. Configuración del proyecto del software de captura y análisis de movimiento y análisis de vídeo

1. Exportación y cambio de nombre de vídeo
   NOTA: Transfiera todos los archivos de video de la cámara al disco de almacenamiento designado en la computadora. Cambie el nombre de los archivos de vídeo de calibración 3D de las cámaras 1 y 2 a "1.mp4" y "2.mp4", respectivamente.
   1. Almacenamiento de vídeo
      1. Guarde los videos de operación en el disco de almacenamiento designado por la computadora. Nómbralos usando las iniciales completas de los participantes en el formato "xxx-1" y "xxx-2".
2. Configuración de proyectos del sistema de movimiento Reality (software de captura y análisis de movimiento)
   1. Nuevo proyecto: Inicie el software de captura y análisis de movimiento y seleccione Nuevo proyecto. Establezca el nombre del proyecto en la pestaña del proyecto, luego haga clic en Crear y Guardar para almacenar el proyecto en el disco de almacenamiento especificado.
   2. Especificación: Seleccione Especificación > Puntos > Punta del pulgar, arrastre el punto de seguimiento desde el cuadro de puntos predefinido hasta el cuadro de puntos utilizado y haga clic en el botón Cerrar para continuar.
   3. Agregar grupos de cámaras: Haga clic con el botón derecho en el > Cámaras Agregar grupo de cámaras para agregar un nuevo grupo de cámaras.
   4. Seleccionar archivo de seguimiento: Haga clic en el botón Seleccionar archivo en el cuadro Seguimiento.
   5. Importar video de operación: Haga clic en Abrir archivo existente y seleccione el video de operación xxx-1 en la ventana emergente. Haga clic en Aplicar para completar la importación del video.
   6. Importar video de calibración: Haga clic en Seleccionar archivo en el cuadro Calibración 3D para importar el video de calibración correspondiente "1.mp4".
   7. Importación de otros vídeos: Siguiendo los mismos pasos que en el paso 3.2.5, importe el vídeo de operación "xxx-2" y su correspondiente vídeo de calibración "2.mp4".
3. Análisis de vídeo
   1. Abrir un grupo de cámaras: Abra el grupo de cámaras y, a continuación, haga clic con el botón derecho en 1.mp4 > Propiedades.
   2. Realizar calibración 3D: Haga clic en el botón Calibración 3D en el cuadro Calibración 3D, ingrese una descripción y agregue 20 puntos haciendo clic en el botón Agregar puntos 20 veces.
   3. Parámetros de ajuste del punto: Establezca el nombre y los valores X, Y, Z correspondientes para cada punto, luego haga clic en Aplicar de acuerdo con los parámetros de calibración.
   4. Finalizar calibración: Después de configurar todos los puntos, haga clic en cada punto final del video de calibración para completar la calibración 3D.
   5. Calibrar otras cámaras: Siga los pasos 3.3.1-3.3.4 para completar la calibración 3D de la otra cámara.
   6. Configuración del seguimiento 3D: Haga clic con el botón derecho en Grupo de cámaras > Seguimiento 3D, seleccione todas las cámaras y haga clic en el botón Aceptar para abrir la ventana de seguimiento 3D.
   7. Aplicar seguimiento de coincidencia de modo: Establezca Usar seguimiento de coincidencia de patrones para ambas cámaras. Haga clic manualmente en el punto de la punta del pulgar en el primer fotograma.
   8. Iniciar el seguimiento automático: Haga clic en el botón Búsqueda automática para comenzar el seguimiento automático en 3D fotograma a fotograma.
   9. Completar otro seguimiento de vídeo: Siga los pasos 3.3.6-3.3.8 para completar el seguimiento de movimiento de los demás vídeos.
      NOTA: Si los puntos de seguimiento se pierden durante el seguimiento 3D automático, seleccione la fila donde se pierden puntos, haga clic con el botón derecho y seleccione Descartar puntos desde aquí. A continuación, haga clic en los puntos y vuelva a hacer clic en el botón Búsqueda automática .
4. Exportación de datos
   1. Creación de cálculos 3D: Haga clic con el botón derecho en Grupo de cámaras > Nuevo cálculo 3D, seleccione Todas las cámaras y marque Actualizar datos continuamente y almacenar datos explícitamente en la ventana "Crear datos 3D". Actualice los datos y almacene explícitamente los datos en un archivo. Haga clic en el botón Aceptar para continuar.
   2. Configuración de exportación: haga clic con el botón derecho en la carpeta que contiene todos los datos > exportar.
   3. Exportación de archivos de datos: Haga clic en el botón Exportar para exportar un archivo de datos con un nombre personalizado (*.txt). Exporte los demás archivos de datos de la misma manera.

4. Análisis de datos

1. Resumen de datos
   1. Mida la dispersión espacial registrando el valor máximo del rango de movimiento en los ejes X, Y y Z de la esfera reflectante infrarroja pasiva en la tapa de la miniatura de los participantes (Figura 2C).
   2. Calcule la desviación estándar y tome el valor medio. Almacene los datos en archivos de Microsoft Office Excel y calcule la media ± la desviación estándar para los gráficos.
2. Análisis de datos
   1. Evalúe las diferencias entre las condiciones con y sin la cánula mediante la realización de pruebas t de muestras independientes (para datos consistentes con la distribución normal) o pruebas de suma de rangos (para datos no consistentes con la distribución normal).
   2. A continuación, realice un análisis de varianza de dos factores y tres niveles para evaluar la estabilidad de diferentes amplitudes de elevación e inserción. Establezca el nivel alfa en p < 0,05 y utilice el paquete estadístico para el análisis de datos para llevar a cabo todos los análisis estadísticos.

Resultados

Efecto de la cánula en la estabilidad de la manipulación de elevación y empuje
Los gráficos se generaron en función de los datos de un operador, como se muestra en la Figura 3, la Figura 4 y la Figura 5. El eje horizontal de cada figura representa el tiempo, y el eje vertical representa la posición del punto de seguimiento en la punta del pulgar del operador, registrando el...

Discusión

Este estudio diseñó de manera innovadora una cánula para mejorar la estabilidad y la seguridad de las manipulaciones de levantamiento e inserción de acupuntura, y realizó experimentos para evaluar su efectividad. Los investigadores utilizaron el modelado 3D para el diseño estructural y la resina blanca como material para la impresión 3D. En comparación con la fabricación de un molde de metal, la tecnología de impresión 3D ofrece las ventajas de un menor costo y ajustes estruct...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Blender	Blender Institute B.V.	Blender 4.2.2 LTS	Blender is the free and open source 3D creation suite. It supports the entirety of the 3D pipeline—modeling, rigging, animation, simulation, rendering, compositing and motion tracking, even video editing and game creation. Advanced users employ Blender's API for Python scripting to customize the application and write specialized tools; often these are included in Blender's future releases. Blender is well suited to individuals and small studios who benefit from its unified pipeline and responsive development process.
Human simulation materials	Dongguan Jiangzhao silicon industry Co., LTD	Acupuncture exercise skin model	Portable acupuncture practice skin model, simulated skin, with a ductile layer, can better simulate the feeling of acupuncture.
IBM SPSS Statistics	IBM	R26.0.0.0	The IBM SPSS Statistics software provides advanced statistical analysis for users of all experience levels. Offering a comprehensive suite of capabilities, it delivers flexibility and usability beyond traditional statistical software.
Prism 9	GraphPad Software, LLC.	GraphPad Prism 9.5.0 (525)	Prism is a software to draw graphs.
Simi Reality Motion Systems	Simi Reality Motion Systems GmbH	Simi Motion 2D/3D	Simi Motion provides an extensive platform for motion capture and 2D/3D movement analysis.