Una costruzione meccanica per migliorare la stabilità e la sicurezza del sollevamento e della spinta Manipolazione dell'agopuntura

Riepilogo

Questo protocollo progetta una cannula che può essere utilizzata per controllare la gamma di movimento per la manipolazione del sollevamento e della spinta in agopuntura, migliorando così la stabilità e la sicurezza. Può quindi servire sia per l'applicazione clinica che per la ricerca scientifica del trattamento di agopuntura.

Abstract

L'efficacia terapeutica dell'agopuntura si basa sia sulla sicurezza che sulla stabilità, rendendo questi fattori essenziali nella ricerca sulla manipolazione dell'agopuntura. Tuttavia, la manipolazione manuale introduce imprecisioni inevitabili, che possono influire sull'affidabilità dei risultati della ricerca. Per affrontare questa sfida, in questo studio è stata progettata un'esclusiva cannula di controllo della manipolazione di sollevamento e spinta, che offre una regolazione flessibile dell'ampiezza del movimento. La cannula è stata creata utilizzando la tecnologia di stampa 3D e la sua efficacia nel mantenere la stabilità è stata verificata registrando il raggio di movimento dell'ago per agopuntura con la tecnologia del sensore ottico. I risultati dello studio mostrano che la cannula di controllo migliora significativamente la stabilità della manipolazione dell'agopuntura, riducendo l'errore umano. Questa innovazione suggerisce che la cannula potrebbe fungere da prezioso strumento ausiliario per garantire sia la precisione che la sicurezza della ricerca sperimentale relativa all'agopuntura. La sua adozione potrebbe anche contribuire alla standardizzazione delle pratiche di agopuntura, garantendo risultati di ricerca più coerenti e accurati, che è essenziale per i futuri progressi nella ricerca in agopuntura e nelle applicazioni cliniche.

Introduzione

La manipolazione dell'ago viene eseguita dopo che l'ago è stato inserito nella pelle del paziente per indurre una sensazione dell'ago nota come "DeQi" (che si riferisce alla sensazione di induzione del qi meridiano nel punto di agopuntura) o per regolare la direzione e l'intensità della sensazione dell'ago. Come parte essenziale dell'agopuntura, diverse tecniche di needling producono effetti variabili¹. La manipolazione dell'ago è un fattore critico che influisce sull'efficacia del trattamento di agopuntura ^2,3. La ricerca ha dimostrato che i segnali attivati dalla tecnica di sollevamento-spinta sono più forti di quelli indotti da altri metodi di agugliatura⁴.

L'effetto terapeutico dell'agopuntura è strettamente correlato all'intensità della stimolazione ^5,6,7, che, a sua volta, dipende dal tipo di manipolazione dell'ago utilizzata. Di conseguenza, la relazione quantitativa-effetto della manipolazione dell'agopuntura è un'area chiave della ricerca sperimentale ^8,9,10. La standardizzazione e la riproducibilità sono fondamentali per garantire la validità scientifica della ricerca in agopuntura¹¹. Entrambi i metodi di sollevamento-spinta e torsione richiedono una frequenza e un'ampiezza di funzionamento specifiche^12,13 e la selezione dei punti di agopuntura è importante anche per il trattamento delle malattie¹⁴. Tuttavia, l'agopuntura manuale si basa su operatori umani, rendendo difficile mantenere una frequenza e un'ampiezza costanti durante la manipolazione dell'ago¹⁵. Inoltre, è necessario prendere precauzioni per evitare complicazioni come lo pneumotorace controllando attentamente la profondità e la direzione di inserimento dell'ago in determinate aree del corpo^16,17.

Pertanto, una delle sfide più urgenti nello studio scientifico della manipolazione dell'agopuntura è lo sviluppo di controller per migliorare la stabilità delle tecniche di agopuntura, che è vitale per garantire la sicurezza e la standardizzazione delle pratiche di agopuntura¹⁸.

Il sollevamento-spinta è una delle tecniche di agopuntura di base più comunemente usate. Implica sollevare l'ago e spingerlo verso il basso dopo averlo inserito nel punto di agopuntura a una profondità specifica. Il movimento verso l'alto è chiamato sollevamento, mentre il movimento verso il basso è noto come spinta. Questo processo viene ripetuto per ottenere l'effetto clinico desiderato, con il livello di stimolazione che dipende dall'ampiezza e dalla frequenza dei movimenti di sollevamento e spinta 19,20,21,22. Attualmente, l'ampiezza della tecnica di sollevamento e spinta è principalmente controllata dal praticante e la sua efficacia è spesso valutata in base alla sensazione di "De Qi" (la sensazione di induzione del qi meridiano nel punto di agopuntura)23,24,25. Tuttavia, non esiste uno standard stabilito per valutare la stabilità e la sicurezza di questa tecnica e la profondità di inserimento dell'ago dipende interamente dall'abilità del professionista.

Per promuovere la standardizzazione in agopuntura, sono state sviluppate diverse nuove tecniche per sostituire l'agopuntura manuale tradizionale, tra cui l'elettroagopuntura pulsata, l'agopuntura ad ultrasuoni, l'agopuntura a microonde, l'agopuntura laser e l'agopuntura extracorporea ad onde d'urto²⁶. Sebbene questi metodi aiutino in una certa misura a standardizzare gli effetti dell'agopuntura, non possono sostituire completamente l'agopuntura manuale tradizionale nella pratica clinica. Pertanto, la standardizzazione della manipolazione dell'agopuntura manuale rimane essenziale.

Per affrontare i problemi di cui sopra, questo studio ha progettato una cannula per ago per agopuntura che migliora la sicurezza e la stabilità della tecnica di sollevamento e spinta. La cannula di controllo utilizzata nello studio è stata prodotta utilizzando la tecnologia di stampa 3D (vedi Tabella dei materiali) e la struttura complessiva è composta da tre componenti: la cannula, il manicotto dell'ago e il tappo regolabile, insieme agli aghi per agopuntura monouso (Figura 1). La cannula, il manicotto dell'ago e il tappo regolabile sono stati tutti prodotti attraverso la tecnologia di stampa 3D (vedi File supplementare 1, File supplementare 2 e File supplementare 3).

La cannula offre diversi vantaggi: in primo luogo, l'ampiezza è controllata dal tappo, il che riduce significativamente il carico sui praticanti; in secondo luogo, la separazione dell'ago e della cannula impedisce la contaminazione durante l'agopuntura; In terzo luogo, la scala regolabile consente un controllo preciso della profondità e dell'ampiezza dell'ago, consentendo una regolazione libera secondo necessità. I risultati di questo studio forniscono uno strumento ausiliario sicuro per la ricerca sperimentale sulla manipolazione dell'agopuntura, che è fondamentale per far progredire la standardizzazione delle tecniche di agopuntura.

Protocollo

Tutte le procedure del protocollo sono state condotte su materiali di simulazione umana disponibili in commercio (vedi Tabella dei materiali) piuttosto che su esseri umani, quindi in questo studio non sono state coinvolte questioni etiche. Il consenso informato è stato ottenuto anche da tutti i volontari che hanno partecipato allo studio. I partecipanti a questo esperimento erano 20 studenti del College of Acumox and Tuina dell'Università di Medicina Tradizionale Cinese di Shanghai. Questi studenti avevano completato i corsi sulla tecnica di sollevamento e spinta dell'agopuntura come parte del curriculum "Scienza dell'agopuntura e della moxibustione"²⁷. Inoltre, avevano quasi un anno di esperienza pratica nell'agugliatura umana attraverso lezioni e pratica pratica. I dettagli delle attrezzature e dei software utilizzati sono riportati nella Tabella dei Materiali.

1. Fabbricazione della cannula di controllo

1. Prepara la cannula, il manicotto dell'ago e il tappo regolabile utilizzando la tecnologia di stampa 3D.
2. Utilizza la resina bianca come materiale per la stampa 3D per garantire una precisione minima di 0,1 mm, che previene problemi con le strutture che non si incastrano a causa di errori. Questo materiale è anche più economico e consente una più facile regolazione della struttura.

2. Videografia

1. Impostazioni della fotocamera
   1. Posizionare due treppiedi davanti alla scrivania dell'operatore ad un'altezza adeguata e collegare le due telecamere di movimento. Impostare l'angolo tra le due telecamere di movimento su 60°-120° (Figura 2A).
   2. Regolare le impostazioni della fotocamera come segue: risoluzione 1280 × 720 pixel, formato MP4, modalità manuale completa (M), apertura F1.2, velocità dell'otturatore 1/1000s, ISO 6400, bilanciamento automatico del bianco e zoom ottico 0 mm.
2. Impostazioni di calibrazione
   1. Posizionare sul tavolo un supporto di calibrazione 3D di 15 cm × 15 cm × 15 cm (Figura 2B). Assicurati che sia all'interno della copertura delle due telecamere di movimento.
3. Posizionamento del marcatore di tracciamento
   1. Preparare una sfera riflettente a infrarossi passivi con un diametro di 6,5 mm. Attaccalo al cappuccio dell'unghia del pollice destro del partecipante per misurare la traiettoria del movimento.
4. Funzionamento sperimentale
   NOTA: I venti partecipanti sono stati istruiti a eseguire manipolazioni di sollevamento e spinta sul materiale di simulazione umana, comprese le seguenti tecniche: sollevamento e spinta uniformi, spinta pesante con sollevamento leggero e spinta leggera con sollevamento pesante. Ogni partecipante ha completato i tre tipi di manipolazioni sul materiale di simulazione umana, sia con che senza una cannula impostata su un'ampiezza di 15 mm. Hanno poi ripetuto le tre manipolazioni utilizzando cannule con ampiezze di 5 mm, 10 mm e 15 mm. È stato fornito un intervallo di 30 minuti tra ogni sessione di manipolazione per garantire la coerenza tra i partecipanti. Ogni manipolazione è stata ripetuta 10 volte.
   1. Esegui manipolazioni di sollevamento e spinta senza cannula
      1. Sollevamento e spinta uniformi: inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Sollevare l'ago su e giù a una velocità uniforme con un'ampiezza di 15 mm a una frequenza di 60 volte al minuto.
      2. Spinta pesante con sollevamento leggero: Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire rapidamente l'ago a una certa profondità, quindi ritirarlo lentamente nello strato superficiale con un'ampiezza di 15 mm a una frequenza di 60 volte al minuto.
      3. Spinta leggera con sollevamento pesante: Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire lentamente l'ago a una certa profondità, quindi ritirarlo rapidamente in uno strato poco profondo con un'ampiezza di 15 mm a una frequenza di 60 volte al minuto.
   2. Eseguire manipolazioni di sollevamento e spinta con la cannula
      NOTA: Fabbricare tre cannule compatibili con la dimensione dell'ago. Regolare le loro ampiezze a 5 mm, 10 mm e 15 mm facendo scorrere i fermi regolabili alla lunghezza appropriata.
      1. Manipolare con la cannula con un'ampiezza di 5 mm
         1. Sollevamento e spinta uniformi: fissare un ago in una guaina dell'ago. Posizionare il manicotto dell'ago in una cannula con un'ampiezza di 5 mm. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm e sollevare la cannula su e giù a una velocità uniforme a una frequenza di 60 volte al minuto.
         2. Spinta pesante con sollevamento leggero: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire rapidamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo lentamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.
         3. Spinta leggera con sollevamento di carichi pesanti: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire lentamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo rapidamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.
      2. Manipolare con la cannula con un'ampiezza di 10 mm
         1. Sollevamento e spinta uniformi: fissare un ago in una guaina dell'ago. Posizionare il manicotto dell'ago in una cannula con un'ampiezza di 10 mm. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm e sollevare la cannula su e giù a una velocità uniforme a una frequenza di 60 volte al minuto.
         2. Spinta pesante con sollevamento leggero: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire rapidamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo lentamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.
         3. Spinta leggera con sollevamento di carichi pesanti: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire lentamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo rapidamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.
      3. Manipolare con la cannula con un'ampiezza di 15 mm
         1. Sollevamento e spinta uniformi: fissare un ago in una guaina dell'ago. Posizionare il manicotto dell'ago in una cannula con un'ampiezza di 15 mm. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm e sollevare la cannula su e giù a una velocità uniforme a una frequenza di 60 volte al minuto.
         2. Spinta pesante con sollevamento leggero: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire rapidamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo lentamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.
         3. Spinta leggera con sollevamento di carichi pesanti: utilizzare la stessa cannula. Inserire l'ago a una profondità di 20 mm. Inserire lentamente l'ago alla profondità limitata, quindi ritirarlo rapidamente nello strato superficiale a una frequenza di 60 volte al minuto.

3. Configurazione del progetto del software di motion capture e analisi e analisi video

1. Esportazione e ridenominazione di video
   NOTA: Trasferire tutti i file video dalla fotocamera al disco di archiviazione designato sul computer. Rinominare i file video di calibrazione 3D dalle telecamere 1 e 2 rispettivamente in "1.mp4" e "2.mp4".
   1. Archiviazione video
      1. Salvare i video delle operazioni sul disco di archiviazione designato dal computer. Nominali usando le iniziali complete dei partecipanti nel formato "xxx-1" e "xxx-2".
2. Configurazione del progetto del sistema di movimento Reality (software di acquisizione e analisi del movimento)
   1. Nuovo progetto: avvia il software di acquisizione e analisi del movimento e seleziona Nuovo progetto. Imposta il nome del progetto nella scheda del progetto, quindi fai clic su Crea e salva per archiviare il progetto sul disco di archiviazione specificato.
   2. Specifica: selezionare Specifica > punti > punta del pollice, trascinare il punto di tracciamento dalla casella del punto predefinito alla casella del punto utilizzato e fare clic sul pulsante Chiudi per continuare.
   3. Aggiunta di gruppi di telecamere: fare clic con il pulsante destro del mouse su Telecamere > Aggiungi gruppo di telecamere per aggiungere un nuovo gruppo di telecamere.
   4. Seleziona il file di tracciamento: fare clic sul pulsante Seleziona file nella casella Tracciamento.
   5. Importazione del video dell'operazione: Fare clic su Apri file esistente e selezionare il video dell'operazione xxx-1 nella finestra popup. Fare clic su Applica per completare l'importazione del video.
   6. Importa video di calibrazione: Fare clic su Seleziona file nella casella Calibrazione 3D per importare il video di calibrazione corrispondente "1.mp4".
   7. Importazione di altri video: Seguendo gli stessi passaggi del passaggio 3.2.5, importare il video dell'operazione "xxx-2" e il relativo video di calibrazione "2.mp4".
3. Analisi video
   1. Apertura di un gruppo di telecamere: apri il gruppo di telecamere, quindi fai clic con il pulsante destro del mouse su 1.mp4 > Proprietà.
   2. Eseguire la calibrazione 3D: fare clic sul pulsante Calibrazione 3D nella casella Calibrazione 3D, inserire una descrizione e aggiungere 20 punti facendo clic sul pulsante Aggiungi punti 20 volte.
   3. Impostazione dei parametri del punto: Impostare il nome e i valori X, Y, Z corrispondenti per ogni punto, quindi fare clic su Applica in base ai parametri di calibrazione.
   4. Termina la calibrazione: dopo aver configurato tutti i punti, fare clic su ciascun punto finale del video di calibrazione per completare la calibrazione 3D.
   5. Calibrare altre telecamere: seguire i passaggi 3.3.1-3.3.4 per completare la calibrazione 3D dell'altra telecamera.
   6. Impostazione del tracciamento 3D: fare clic con il pulsante destro del mouse su Gruppo telecamere > Tracciamento 3D, selezionare tutte le telecamere e fare clic sul pulsante OK per aprire la finestra di tracciamento 3D.
   7. Applica il tracciamento della corrispondenza della modalità: imposta Usa il tracciamento della corrispondenza del modello per entrambe le fotocamere. Fare clic manualmente sul punto della punta del pollice nel primo fotogramma.
   8. Avvia il tracciamento automatico: fare clic sul pulsante Ricerca automatica per avviare il tracciamento 3D automatico fotogramma per fotogramma.
   9. Completa l'altro tracciamento video: segui i passaggi 3.3.6-3.3.8 per completare il tracciamento del movimento per gli altri video.
      NOTA: Se i punti di puntamento vengono persi durante il puntamento 3D automatico, selezionare la riga in cui si perdono i punti, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare Elimina punti da qui. Quindi, fai nuovamente clic sui punti e sul pulsante Ricerca automatica .
4. Esportazione dei dati
   1. Creazione di calcoli 3D: fare clic con il pulsante destro del mouse su Gruppo di telecamere > Nuovo calcolo 3D, selezionare Tutte le telecamere e selezionare Aggiorna dati continuamente e Memorizza dati in modo esplicito nella finestra "Crea dati 3D". Aggiornare i dati e archiviarli in modo esplicito in un file. Fare clic sul pulsante OK per procedere.
   2. Impostazioni di esportazione: fare clic con il pulsante destro del mouse sulla cartella contenente tutti i dati > esportare.
   3. Esportazione di file di dati: Fare clic sul pulsante Esporta per esportare un file di dati con un nome personalizzato (*.txt). Esporta gli altri file di dati allo stesso modo.

4. Analisi dei dati

1. Sintesi dei dati
   1. Misurare la dispersione spaziale registrando il valore massimo dell'intervallo di movimento sugli assi X, Y e Z della sfera riflettente a infrarossi passivi sul cappuccio delle miniature dei partecipanti (Figura 2C).
   2. Calcola la deviazione standard e prendi il valore medio. Memorizza i dati in file Microsoft Office Excel e calcola la media ± la deviazione standard per la rappresentazione grafica.
2. Analisi dei dati
   1. Valutare le differenze tra le condizioni con e senza cannula conducendo test t su campioni indipendenti (per dati coerenti con la distribuzione normale) o test di somma dei ranghi (per dati non coerenti con la distribuzione normale).
   2. Quindi, eseguire un'analisi della varianza a due fattori e tre livelli per valutare la stabilità di diverse ampiezze di sollevamento e inserimento. Impostare il livello alfa su p < 0,05 e utilizzare il pacchetto statistico per l'analisi dei dati per eseguire tutte le analisi statistiche.

Risultati

Effetto della cannula sulla stabilità della manipolazione di sollevamento e spinta
I grafici sono stati generati in base ai dati di un operatore, come mostrato nella Figura 3, Figura 4 e Figura 5. L'asse orizzontale in ogni figura rappresenta il tempo e l'asse verticale rappresenta la posizione del punto di tracciamento sulla punta del pollice dell'operatore, registrando la scia...

Discussione

Questo studio ha progettato in modo innovativo una cannula per migliorare la stabilità e la sicurezza delle manipolazioni di sollevamento e inserimento dell'agopuntura e ha condotto esperimenti per valutarne l'efficacia. I ricercatori hanno utilizzato la modellazione 3D per la progettazione strutturale e la resina bianca come materiale per la stampa 3D. Rispetto alla produzione di uno stampo in metallo, la tecnologia di stampa 3D offre i vantaggi di un costo inferiore e di regolazioni s...

Materiali

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.