침술의 리프팅 및 스러스트 조작의 안정성과 안전성을 향상시키기 위한 기계적 구조

요약

이 프로토콜은 침술에서 들어 올리기 및 밀어내기 조작을 위한 동작 범위를 제어하는 데 사용할 수 있는 캐뉼라를 설계하여 안정성과 안전성을 향상시킵니다. 따라서 침술 치료의 임상 적용과 과학적 연구 모두에 도움이 될 수 있습니다.

초록

침술의 치료 효과는 안전성과 안정성에 모두 의존하기 때문에 이러한 요소는 침술 교정 연구에 필수적입니다. 그러나 수동 조작은 피할 수 없는 부정확성을 초래하여 연구 결과의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 이 연구에서는 고유한 리프팅 및 스러스트 조작 제어 캐뉼라가 설계되어 이동 진폭을 유연하게 조정할 수 있습니다. 캐뉼라는 3D 프린팅 기술을 사용하여 만들어졌으며, 광학 센서 기술로 침술의 움직임 범위를 기록하여 안정성 유지 효과를 검증했습니다. 이 연구의 결과는 대조군 캐뉼라가 침술 조작의 안정성을 크게 향상시켜 인적 오류를 줄인다는 것을 보여줍니다. 이 혁신은 캐뉼라가 침술 관련 실험 연구의 정밀도와 안전성을 모두 보장하는 귀중한 보조 도구 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 또한 침술 요법의 표준화에 기여할 수 있으며, 보다 일관되고 정확한 연구 결과를 보장할 수 있으며, 이는 침술 연구 및 임상 적용의 향후 발전에 필수적입니다.

서문

니들링 조작은 바늘을 환자의 피부에 삽입한 후 "DeQi"(경혈점에서 경락 기 유도 감각을 나타냄)로 알려진 바늘 감각을 유도하거나 바늘 감각의 방향과 강도를 조정하기 위해 수행됩니다. 침술의 필수적인 부분으로서, 다양한 니들링 기법은 다양한 효과를 낳는다¹. 니들링 시술은 침 치료의 효과에 영향을 미치는 중요한 요소이다 ^2,3. 연구에 따르면 리프팅-스러스팅 기법에 의해 활성화된 신호는 다른 니들링 기법에 의해 유도되는 신호보다 더 강하다⁴.

침술의 치료 효과는 자극의 강도 ^5,6,7와 밀접한 관련이 있으며, 이는 다시 사용되는 침술 조작의 유형에 따라 달라진다. 결과적으로, 침술 조작의 양적 효과 관계는 실험 연구의 핵심 영역이다 ^8,9,10. 표준화와 재현성은 침술 연구의 과학적 타당성을 보장하는 데 결정적이다¹¹. 리프팅-스러스팅(lifting-thrusting)과 트위스팅(twisting) 방법 모두 특정 작동 빈도와 진폭을 필요로 하며^(12,13), 경혈의 선택은 질병 치료에도 중요하다¹⁴. 그러나 수침술은 인간 시술자에 의존하기 때문에 바늘 조작 중에 일관된 주파수와 진폭을 유지하기가 어렵다¹⁵. 또한, 기흉과 같은 합병증을 피하기 위해 신체의 특정 부위에서 바늘 삽입의 깊이와 방향을 주의 깊게 조절하여 예방 조치를 취해야 한다^16,17.

따라서 침술 조작에 대한 과학적 연구에서 가장 시급한 과제 중 하나는 침술 기법의 안정성을 개선하기 위한 조절제의 개발이며, 이는 침술 시술의 안전성과 표준화를 보장하는 데 필수적이다¹⁸.

들어 올리기-밀어내기는 가장 일반적으로 사용되는 기본 침술 기술 중 하나입니다. 바늘을 들어 올려 특정 깊이의 경혈에 삽입한 후 아래로 밀어 넣는 것입니다. 위쪽 움직임은 리프팅이라고 하고 아래쪽 움직임은 추력이라고 합니다. 이 과정은 원하는 임상 효과를 얻기 위해 반복되며, 리프팅 및 밀기 동작의 진폭과 빈도에 따라 자극 수준이 달라집니다 ^19,20,21,22. 현재 들어 올리기 및 찌르기 기술의 진폭은 주로 시술자에 의해 제어되며, 그 효과는 종종 "De Qi"(경혈점에서 경락 기 유도의 느낌)의 감각에 기초하여 평가됩니다 ^{23 , 24 , 25} . 그러나 이 기술의 안정성과 안전성을 평가하기 위한 확립된 표준은 없으며 바늘 삽입 깊이는 전적으로 시술자의 기술에 달려 있습니다.

침술의 표준화를 촉진하기 위해 전통적인 수동 침술을 대체할 수 있는 몇 가지 새로운 기법이 개발되었는데, 여기에는 펄스 전기 침술, 초음파 침술, 마이크로파 침술, 레이저 침술, 체외 충격파 침술 등이 포함된다²⁶. 이러한 방법들은 침술의 효과를 표준화하는 데 어느 정도 도움이 되지만, 임상에서 전통적인 수동 침술을 완전히 대체할 수는 없다. 그러므로, 수침술의 조작을 표준화하는 것은 여전히 필수적이다.

앞서 언급한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 리프팅 및 밀치기 기술의 안전성과 안정성을 향상시키는 침술 바늘 캐뉼라를 설계했습니다. 연구에 사용된 대조군 캐뉼러는 3D 프린팅 기술( 재료 표 참조)을 사용하여 제조되었으며 전체 구조는 캐뉼라, 바늘 슬리브 및 조정 가능한 마개와 일회용 침술의 세 가지 구성 요소로 구성됩니다(그림 1). 캐뉼라, 바늘 슬리브 및 조정 가능한 스토퍼는 모두 3D 프린팅 기술을 통해 생산되었습니다( 보충 파일 1, 보충 파일 2 및 보충 파일 3 참조).

캐뉼라는 몇 가지 장점을 제공합니다 : 첫째, 진폭은 스토퍼에 의해 제어되어 실무자의 부담을 크게 줄입니다. 둘째, 바늘과 캐뉼라의 분리는 침술 중 오염을 방지합니다. 셋째, 조정 가능한 눈금을 통해 바늘의 깊이와 진폭을 정밀하게 제어할 수 있어 필요에 따라 자유롭게 조정할 수 있습니다. 이 연구의 결과는 침술 조작에 대한 실험적 연구를 위한 안전한 보조 도구를 제공하며, 이는 침술 기술의 표준화를 진전시키는 데 매우 중요합니다.

프로토콜

프로토콜의 모든 절차는 인간이 아닌 상업적으로 이용 가능한 인간 시뮬레이션 재료( 재료 표 참조)를 대상으로 수행되었으므로 이 연구에는 윤리적 문제가 포함되지 않았습니다. 연구에 참여한 모든 지원자로부터도 정보에 입각한 동의를 얻었습니다. 이 실험의 참가자는 상하이 중국 전통 의학 대학의 아큐목스 대학과 투이나 대학의 학생 20명이었습니다. 이 학생들은 "침술과 뜸의 과학"²⁷커리큘럼의 일환으로 침술 리프팅 및 찌르기 기술에 대한 교과 과정을 이수했다. 또한, 그들은 수업과 실습을 통해 인간 니들링에 대한 거의 1년의 실무 경험을 쌓았습니다. 사용된 장비 및 소프트웨어에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.

1. 제어 캐뉼러의 제작

1. 캐뉼러, 바늘 슬리브 및 조정 가능한 마개를 3D 프린팅 기술을 사용하여 준비합니다.
2. 3D 프린팅의 재료로 백색 수지를 사용하여 0.1mm의 최소 정밀도를 보장함으로써 오류로 인해 구조가 서로 맞지 않는 문제를 방지합니다. 이 재료는 또한 더 비용 효율적이며 구조를 더 쉽게 조정할 수 있습니다.

2. 비디오 촬영

1. 카메라 설정
   1. 작업자의 책상 앞에 두 개의 삼각대를 적절한 높이에 놓고 두 개의 모션 카메라를 연결합니다. 두 모션 카메라 사이의 각도를 60°-120°로 설정합니다(그림 2A).
   2. 해상도 1280 × 720 픽셀, MP4 형식, 완전 수동 모드(M), 조리개 F1.2, 셔터 속도 1/1000초, ISO 6400, 자동 화이트 밸런스 및 광학 줌 0mm로 카메라 설정을 조정합니다.
2. 보정 설정
   1. 테이블 위에 15cm × 15cm × 15cm 크기의 3D 캘리브레이션 스탠드를 놓습니다(그림 2B). 두 개의 모션 카메라의 범위 내에 있는지 확인하십시오.
3. 추적 마커 배치
   1. 직경 6.5mm의 수동 적외선 반사구를 준비합니다. 참가자의 오른손 엄지 손가락의 손톱 캡에 부착하여 이동 궤적을 측정합니다.
4. 실험적 작동
   참고: 20명의 참가자는 다음 기술을 포함하여 인간 시뮬레이션 재료에 대해 들어 올리기 및 추력 조작을 수행하도록 지시받았습니다: 심지어 들어 올리기 및 찌르기, 가벼운 들어 올리기로 무거운 찌르기, 무거운 들어 올리기로 가벼운 찌르기. 각 참가자는 진폭이 15mm로 설정된 캐뉼라를 사용하거나 사용하지 않고 인간 시뮬레이션 재료에 대한 세 가지 유형의 조작을 완료했습니다. 그런 다음 진폭이 5mm, 10mm 및 15mm인 캐뉼러를 사용하여 세 가지 조작을 반복했습니다. 참가자들 간의 일관성을 보장하기 위해 각 조작 세션 사이에 30분의 간격이 제공되었습니다. 각 조작은 10번 반복되었습니다.
   1. 캐뉼러 없이 리프팅 및 추력 조작 수행
      1. 균일한 들어 올리기 및 밀기: 바늘을 20mm 깊이까지 삽입합니다. 분당 15회의 빈도로 15mm의 진폭으로 균일한 속도로 바늘을 위아래로 들어 올립니다.
      2. 가볍게 들어 올리면서 강한 찌르기: 바늘을 20mm 깊이까지 삽입합니다. 바늘을 특정 깊이까지 빠르게 삽입 한 다음 분당 60 회의 빈도로 15mm의 진폭으로 표재층으로 천천히 빼냅니다.
      3. 무거운 물건을 들어 올리는 가벼운 찌르기: 바늘을 20mm 깊이까지 삽입합니다. 바늘을 일정 깊이까지 천천히 삽입한 다음 분당 15회의 빈도로 60mm의 진폭을 가진 얕은 층으로 빠르게 빼냅니다.
   2. 캐뉼러(cannula)로 들어 올리기(lifting and thrusting) 조작 수행
      참고: 바늘 크기와 호환되는 세 개의 캐뉼러를 제작합니다. 조정 가능한 스토퍼를 적절한 길이로 밀어 진폭을 5mm, 10mm, 15mm로 조정합니다.
      1. 5mm의 진폭으로 캐뉼러로 조작
         1. 심지어 들어 올리고 찌르기: 바늘 슬리브에 바늘을 고정합니다. 바늘 슬리브를 진폭이 5mm인 캐뉼라에 놓습니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입하고 분당 60회의 빈도로 균일한 속도로 캐뉼라를 위아래로 들어 올립니다.
         2. 가벼운 리프팅으로 강한 추력: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 빠르게 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표재층으로 천천히 빼냅니다.
         3. 무거운 물건을 들어 올리면서 가볍게 찌르기: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 천천히 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표층으로 빠르게 빼냅니다.
      2. 10mm의 진폭으로 캐뉼러로 조작
         1. 심지어 들어 올리고 찌르기: 바늘 슬리브에 바늘을 고정합니다. 바늘 슬리브를 진폭이 10mm인 캐뉼라에 놓습니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입하고 분당 60회의 빈도로 균일한 속도로 캐뉼라를 위아래로 들어 올립니다.
         2. 가벼운 리프팅으로 강한 추력: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 빠르게 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표재층으로 천천히 빼냅니다.
         3. 무거운 물건을 들어 올리면서 가볍게 찌르기: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 천천히 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표층으로 빠르게 빼냅니다.
      3. 15mm의 진폭으로 캐뉼러로 조작
         1. 심지어 들어 올리고 찌르기: 바늘 슬리브에 바늘을 고정합니다. 바늘 슬리브를 진폭이 15mm인 캐뉼라에 놓습니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입하고 분당 60회의 빈도로 균일한 속도로 캐뉼라를 위아래로 들어 올립니다.
         2. 가벼운 리프팅으로 강한 추력: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 빠르게 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표재층으로 천천히 빼냅니다.
         3. 무거운 물건을 들어 올리면서 가볍게 찌르기: 동일한 캐뉼라를 사용합니다. 바늘을 20mm 깊이로 삽입합니다. 제한된 깊이까지 바늘을 천천히 삽입한 다음 분당 60회의 빈도로 표층으로 빠르게 빼냅니다.

3. 모션 캡처 및 분석 소프트웨어 및 비디오 분석의 프로젝트 구성

1. 비디오 내보내기 및 이름 바꾸기
   참고: 카메라의 모든 비디오 파일을 컴퓨터의 지정된 저장 디스크로 전송합니다. 카메라 1과 2의 3D 보정 비디오 파일의 이름을 각각 "1.mp4"와 "2.mp4"로 바꿉니다.
   1. 비디오 스토리지
      1. 작동 비디오를 컴퓨터 지정 스토리지 디스크에 저장합니다. 참가자의 전체 이니셜을 사용하여 "xxx-1" 및 "xxx-2" 형식으로 이름을 지정합니다.
2. Reality 모션 시스템 프로젝트 구성(모션 캡처 및 해석 소프트웨어)
   1. 새 프로젝트: 모션 캡처 및 해석 소프트웨어를 시작하고 새 프로젝트를 선택합니다. 프로젝트 탭에서 프로젝트 이름을 설정한 다음 Create and Save(만들기 및 저장 )를 클릭하여 지정된 스토리지 디스크에 프로젝트를 저장합니다.
   2. 사양: Thumb Tip> Thumb Tip> 사양을 선택하고, 미리 정의된 점 상자에서 사용된 점 상자로 추적 점을 드래그한 다음 닫기 버튼을 클릭하여 계속합니다.
   3. 카메라 그룹 추가: 카메라 > 카메라 그룹 추가를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 새 카메라 그룹을 추가합니다.
   4. 추적 파일 선택: 추적 상자에서 파일 선택 버튼을 클릭합니다.
   5. 작업 비디오 가져오기: 기존 파일 열기 를 클릭하고 팝업 창에서 작업 비디오 xxx-1 을 선택합니다. 적용을 클릭하여 비디오 가져오기를 완료합니다.
   6. 캘리브레이션 비디오 가져오기: 3D 캘리브레이션 상자에서 파일 선택을 클릭하여 해당 캘리브레이션 비디오 "1.mp4"를 가져옵니다.
   7. 다른 비디오 가져오기: 3.2.5단계와 동일한 단계에 따라 작동 비디오 "xxx-2"와 해당 보정 비디오 "2.mp4"를 가져옵니다.
3. 비디오 분석
   1. 카메라 그룹 열기: 카메라 그룹을 연 다음 1.mp4 > 속성을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다.
   2. 3D 캘리브레이션 수행: 3D 캘리브레이션 상자에서 3D 캘리브 레이션 버튼을 클릭하고, 설명을 입력하고, 포인트 추가 버튼을 20번 클릭하여 20개의 포인트를 추가합니다.
   3. 포인트 매개변수 설정: 각 포인트의 이름과 해당 X, Y, Z 값을 설정한 다음 보정 매개변수에 따라 적용을 클릭합니다.
   4. 캘리브레이션 완료: 모든 포인트를 구성한 후 캘리브레이션 비디오의 각 엔드포인트를 클릭하여 3D 캘리브레이션을 완료합니다.
   5. 다른 카메라 보정: 3.3.1-3.3.4 단계에 따라 다른 카메라의 3D 보정을 완료합니다.
   6. 3D 추적 설정: 카메라 그룹 > 3D 추적을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 모든 카메라를 선택한 다음 확인 버튼을 클릭하여 3D 추적 창을 엽니다.
   7. 모드 매칭 추적 적용: 두 카메라 모두에 대해 패턴 매칭 추적 사용을 설정합니다. 첫 번째 프레임에서 Thumb Tip 포인트를 수동으로 클릭합니다.
   8. 자동 추적 시작: 자동 검색 버튼을 클릭하여 프레임별로 자동 3D 추적을 시작합니다.
   9. 다른 비디오 추적 완료: 3.3.6-3.3.8 단계에 따라 다른 비디오에 대한 모션 추적을 완료합니다.
      참고: 자동 3D 추적 중에 추적 포인트가 손실되면 포인트가 손실된 행을 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음 여기에서 포인트 버리기를 선택합니다. 그런 다음 포인트와 자동 검색 버튼을 다시 클릭합니다.
4. 데이터 내보내기
   1. 3D 계산 만들기: 새 3D 계산> 카메라 그룹을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 모든 카메라를 선택한 다음 "3D 데이터 만들기" 창에서 데이터를 지속적으로 업데이트 및 명시적으로 저장을 선택합니다. 데이터를 업데이트하고 파일에 데이터를 명시적으로 저장합니다. 확인 버튼을 클릭하여 계속 진행하십시오.
   2. 내보내기 설정: 내보내기> 모든 데이터가 포함된 폴더를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭합니다.
   3. 데이터 파일 내보내기: 내보내기 버튼을 클릭하여 사용자 정의된 이름(*.txt)으로 데이터 파일을 내보냅니다. 같은 방법으로 다른 데이터 파일을 내보냅니다.

4. 데이터 분석

1. 데이터 요약
   1. 참가자의 썸네일 캡에 있는 수동 적외선 반사구의 X, Y 및 Z축에서 이동 범위의 최대값을 기록하여 공간 분산을 측정합니다(그림 2C).
   2. 표준 편차를 계산하고 평균값을 취합니다. 데이터를 Microsoft Office Excel 파일에 저장하고 그래프 작성을 위한 평균 ± 표준 편차를 계산합니다.
2. 데이터 분석
   1. 캐뉼라가 있는 상태와 없는 상태 간의 차이를 평가하려면 독립적인 표본 t-검정 (정규 분포와 일치하는 데이터의 경우) 또는 순위합 검정(정규 분포와 일치하지 않는 데이터의 경우)을 수행합니다.
   2. 그런 다음 2-factor, three-level 분산 분석을 수행하여 서로 다른 리프팅 및 삽입 진폭의 안정성을 평가합니다. 알파 수준을 p < 0.05로 설정하고 데이터 분석용 통계 패키지를 사용하여 모든 통계 분석을 수행합니다.

결과

리프팅 및 스러스트 조작의 안정성에 대한 캐뉼라의 효과
그래프는 그림 3, 그림 4 및 그림 5와 같이 한 연산자의 데이터를 기반으로 생성되었습니다. 각 그림의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 작업자의 엄지 손가락 끝에서 추적점의 위치를 나타내며 이 점의 모션 트레일을 기록합니?...

토론

본 연구는 침술 리프팅 및 삽입 조작의 안정성과 안전성을 향상시키기 위해 캐뉼라를 혁신적으로 설계하고 그 효과를 평가하기 위한 실험을 수행했습니다. 연구원들은 구조 설계를 위해 3D 모델링을 사용하고 3D 프린팅을 위한 재료로 백색 수지를 사용했습니다. 금속 주형 제조와 비교하여 3D 프린팅 기술은 비용이 저렴하고 구조 조정이 더 쉽다는 이점을 제공합니다. 또?...

자료

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.