Uma construção mecânica para aumentar a estabilidade e a segurança da manipulação de elevação e impulso da acupuntura

Resumo

Este protocolo projeta uma cânula que pode ser usada para controlar a amplitude de movimento para a manipulação de elevação e impulso na acupuntura, melhorando assim a estabilidade e a segurança. Pode, portanto, servir tanto para a aplicação clínica quanto para a pesquisa científica do tratamento com acupuntura.

Resumo

A eficácia terapêutica da acupuntura depende tanto da segurança quanto da estabilidade, tornando esses fatores essenciais na pesquisa de manipulação da acupuntura. No entanto, a manipulação manual introduz imprecisões inevitáveis, que podem afetar a confiabilidade dos resultados da pesquisa. Para enfrentar esse desafio, uma cânula de controle de manipulação de elevação e impulso exclusiva foi projetada neste estudo, oferecendo ajuste flexível da amplitude do movimento. A cânula foi criada usando a tecnologia de impressão 3D, e sua eficácia na manutenção da estabilidade foi verificada registrando a faixa de movimento da agulha de acupuntura com tecnologia de sensor óptico. Os resultados do estudo mostram que a cânula de controle aumenta significativamente a estabilidade da manipulação da acupuntura, reduzindo o erro humano. Essa inovação sugere que a cânula pode servir como uma ferramenta auxiliar valiosa para garantir a precisão e a segurança da pesquisa experimental relacionada à acupuntura. Sua adoção também pode contribuir para a padronização das práticas de acupuntura, garantindo resultados de pesquisa mais consistentes e precisos, o que é essencial para futuros avanços na pesquisa e aplicações clínicas da acupuntura.

Introdução

A manipulação do agulhamento é realizada depois que a agulha é inserida na pele do paciente para induzir uma sensação de agulha conhecida como "DeQi" (que se refere à sensação de indução de qi meridiano no ponto de acupuntura) ou para ajustar a direção e a intensidade da sensação da agulha. Como parte essencial da acupuntura, diferentes técnicas de agulhamento produzem efeitos variados¹. A manipulação do agulhamento é um fator crítico que afeta a eficácia do tratamento com acupuntura ^2,3. A pesquisa mostrou que os sinais ativados pela técnica de elevação-impulso são mais fortes do que aqueles induzidos por outros métodos de agulhamento⁴.

O efeito terapêutico da acupuntura está intimamente relacionado à intensidade da estimulação ^5,6,7, que, por sua vez, depende do tipo de manipulação do agulhamento utilizado. Como resultado, a relação quanti-efeito da manipulação da acupuntura é uma área-chave da pesquisa experimental ^8,9,10. A padronização e a reprodutibilidade são cruciais para garantir a validade científica da pesquisa em acupuntura¹¹. Tanto o método de levantamento-impulso quanto o de torção requerem frequência e amplitude específicas de operação^12,13, e a seleção de pontos de acupuntura também é importante para o tratamento de doenças¹⁴. No entanto, a acupuntura manual depende de operadores humanos, dificultando a manutenção de frequência e amplitude consistentes durante a manipulação da agulha¹⁵. Além disso, precauções devem ser tomadas para evitar complicações como pneumotórax, controlando cuidadosamente a profundidade e a direção da inserção da agulha em determinadas áreas do corpo^16,17.

Assim, um dos desafios mais urgentes no estudo científico da manipulação da acupuntura é o desenvolvimento de controladores para melhorar a estabilidade das técnicas de agulhamento, o que é vital para garantir a segurança e padronização das práticas de acupuntura¹⁸.

Levantar-empurrar é uma das técnicas básicas de acupuntura mais comumente usadas. Envolve levantar a agulha e empurrá-la para baixo depois de inseri-la no ponto de acupuntura em uma profundidade específica. O movimento ascendente é chamado de elevação, enquanto o movimento descendente é conhecido como impulso. Esse processo é repetido para alcançar o efeito clínico desejado, com o nível de estimulação dependendo da amplitude e frequência dos movimentos de elevação e impulso 19,20,21,22. Atualmente, a amplitude da técnica de levantamento e impulso é controlada principalmente pelo praticante, e sua eficácia é frequentemente avaliada com base na sensação de "De Qi" (a sensação de indução de qi meridiano no ponto de acupuntura)23,24,25. No entanto, não existe um padrão estabelecido para avaliar a estabilidade e segurança dessa técnica, e a profundidade de inserção da agulha depende inteiramente da habilidade do praticante.

Para promover a padronização na acupuntura, várias novas técnicas foram desenvolvidas para substituir a acupuntura manual tradicional, incluindo eletroacupuntura pulsada, acupuntura ultrassônica, acupuntura de microondas, acupuntura a laser e acupuntura extracorpórea por ondas^{de choque 26}. Embora esses métodos ajudem até certo ponto a padronizar os efeitos da acupuntura, eles não podem substituir totalmente a acupuntura manual tradicional na prática clínica. Portanto, padronizar a manipulação da acupuntura manual continua sendo essencial.

Para resolver os problemas acima mencionados, este estudo projetou uma cânula de agulha de acupuntura que melhora a segurança e a estabilidade da técnica de levantamento e impulso. A cânula de controle usada no estudo foi fabricada usando tecnologia de impressão 3D (ver Tabela de Materiais), e a estrutura geral consiste em três componentes: a cânula, a manga da agulha e a rolha ajustável, juntamente com agulhas de acupuntura descartáveis (Figura 1). A cânula, a manga da agulha e a rolha ajustável foram todas produzidas por meio da tecnologia de impressão 3D (consulte o Arquivo Suplementar 1, o Arquivo Suplementar 2 e o Arquivo Suplementar 3).

A cânula oferece várias vantagens: primeiro, a amplitude é controlada pela rolha, o que reduz significativamente a carga sobre os profissionais; segundo, a separação da agulha e da cânula evita a contaminação durante a acupuntura; e terceiro, a escala ajustável permite o controle preciso da profundidade e amplitude da agulha, permitindo o ajuste livre conforme necessário. Os resultados deste estudo fornecem uma ferramenta auxiliar segura para pesquisas experimentais sobre manipulação de acupuntura, o que é crucial para o avanço da padronização das técnicas de acupuntura.

Protocolo

Todos os procedimentos do protocolo foram conduzidos em materiais de simulação humana disponíveis comercialmente (ver Tabela de Materiais) e não em humanos, portanto, nenhuma questão ética foi envolvida neste estudo. O consentimento informado também foi obtido de todos os voluntários que participaram do estudo. Os participantes deste experimento foram 20 estudantes da Faculdade de Acumox e Tuina da Universidade de Medicina Tradicional Chinesa de Xangai. Esses alunos concluíram o curso sobre a técnica de levantamento e impulso de acupuntura como parte do currículo "Ciência da Acupuntura e Moxabustão"²⁷. Além disso, eles tinham quase um ano de experiência prática em agulhamento humano por meio de aulas e prática prática. Os detalhes do equipamento e software utilizados estão listados na Tabela de Materiais.

1. Fabricação da cânula de controle

1. Prepare a cânula, a manga da agulha e a rolha ajustável usando a tecnologia de impressão 3D.
2. Use resina branca como material para impressão 3D para garantir uma precisão mínima de 0,1 mm, o que evita problemas com estruturas que não se encaixam devido a erros. Este material também é mais econômico e permite um ajuste mais fácil da estrutura.

2. Videografia

1. Configurações da câmera
   1. Coloque dois tripés na frente da mesa do operador a uma altura apropriada e conecte as duas câmeras de movimento. Defina o ângulo entre as duas câmeras de movimento para 60°-120° (Figura 2A).
   2. Ajuste as definições da câmara da seguinte forma: resolução 1280 × 720 pixels, formato MP4, modo manual completo (M), abertura F1.2, velocidade do obturador 1/1000s, ISO 6400, balanço de brancos automático e zoom ótico de 0 mm.
2. Configurações de calibração
   1. Coloque um suporte de calibração 3D medindo 15 cm × 15 cm × 15 cm sobre a mesa (Figura 2B). Certifique-se de que esteja dentro da cobertura das duas câmeras de movimento.
3. Posicionamento do marcador de rastreamento
   1. Prepare uma esfera reflexiva infravermelha passiva com um diâmetro de 6,5 mm. Prenda-o na unha do polegar direito do participante para medir a trajetória do movimento.
4. Operação experimental
   NOTA: Os vinte participantes foram instruídos a realizar manipulações de elevação e impulso no material de simulação humana, incluindo as seguintes técnicas: levantamento e impulso uniformes, impulso pesado com levantamento leve e impulso leve com levantamento pesado. Cada participante completou os três tipos de manipulações no material de simulação humana, com e sem cânula ajustada para uma amplitude de 15 mm. Em seguida, repetiram as três manipulações usando cânulas com amplitudes de 5 mm, 10 mm e 15 mm. Um intervalo de 30 minutos foi fornecido entre cada sessão de manipulação para garantir a consistência entre os participantes. Cada manipulação foi repetida 10 vezes.
   1. Realize manipulações de elevação e impulso sem cânula
      1. Elevação e impulso uniformes: Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Levante a agulha para cima e para baixo a uma taxa uniforme com uma amplitude de 15 mm a uma frequência de 60 vezes por minuto.
      2. Impulso pesado com levantamento leve: Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira rapidamente a agulha até uma certa profundidade e, em seguida, retire-a lentamente para a camada superficial com uma amplitude de 15 mm a uma frequência de 60 vezes por minuto.
      3. Impulso leve com levantamento pesado: Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira lentamente a agulha até uma certa profundidade e, em seguida, retire-a rapidamente para uma camada rasa com uma amplitude de 15 mm a uma frequência de 60 vezes por minuto.
   2. Realize manipulações de elevação e impulso com cânula
      NOTA: Fabrique três cânulas compatíveis com o tamanho da agulha. Ajuste suas amplitudes para 5 mm, 10 mm e 15 mm deslizando os batentes ajustáveis para o comprimento apropriado.
      1. Manipular com a cânula com uma amplitude de 5 mm
         1. Mesmo levantando e empurrando: Fixe uma agulha em uma manga de agulha. Coloque a manga da agulha em uma cânula com uma amplitude de 5 mm. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm e levante a cânula para cima e para baixo a uma taxa uniforme a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         2. Impulso pesado com levantamento leve: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira rapidamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a lentamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         3. Impulso leve com levantamento de peso: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira lentamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a rapidamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.
      2. Manipular com a cânula com uma amplitude de 10 mm
         1. Mesmo levantando e empurrando: Fixe uma agulha em uma manga de agulha. Colocar a manga da agulha numa cânula com uma amplitude de 10 mm. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm e levante a cânula para cima e para baixo a uma taxa uniforme a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         2. Impulso pesado com levantamento leve: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira rapidamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a lentamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         3. Impulso leve com levantamento de peso: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira lentamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a rapidamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.
      3. Manipular com a cânula com uma amplitude de 15 mm
         1. Mesmo levantando e empurrando: Fixe uma agulha em uma manga de agulha. Coloque a manga da agulha em uma cânula com uma amplitude de 15 mm. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm e levante a cânula para cima e para baixo a uma taxa uniforme a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         2. Impulso pesado com levantamento leve: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira rapidamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a lentamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.
         3. Impulso leve com levantamento de peso: Use a mesma cânula. Insira a agulha a uma profundidade de 20 mm. Insira lentamente a agulha até a profundidade limitada e, em seguida, retire-a rapidamente para a camada superficial a uma frequência de 60 vezes por minuto.

3. Configuração do projeto do software de captura e análise de movimento e análise de vídeo

1. Exportação e renomeação de vídeo
   NOTA: Transfira todos os arquivos de vídeo da câmera para o disco de armazenamento designado no computador. Renomeie os arquivos de vídeo de calibração 3D das câmeras 1 e 2 para "1.mp4" e "2.mp4", respectivamente.
   1. Armazenamento de vídeo
      1. Salve os vídeos de operação no disco de armazenamento designado pelo computador. Nomeie-os usando as iniciais completas dos participantes no formato "xxx-1" e "xxx-2".
2. Configuração do projeto do sistema de movimento da realidade (software de captura e análise de movimento)
   1. Novo projeto: inicie o software de captura e análise de movimento e selecione Novo projeto. Defina o nome do projeto na guia do projeto e clique em Criar e salvar para armazenar o projeto no disco de armazenamento especificado.
   2. Especificação: Selecione Especificação > Pontos > Ponta do polegar, arraste o ponto de rastreamento da caixa de ponto predefinido para a caixa de ponto usado e clique no botão Fechar para continuar.
   3. Adicionando grupos de câmeras: Clique com o botão direito do mouse em Câmeras > Adicionar grupo de câmeras para adicionar um novo grupo de câmeras.
   4. Selecionar arquivo de rastreamento: Clique no botão Selecionar arquivo na caixa Rastreamento.
   5. Importando o vídeo da operação: Clique em Abrir arquivo existente e selecione o vídeo da operação xxx-1 na janela pop-up. Clique em Aplicar para concluir a importação do vídeo.
   6. Importar vídeo de calibração: Clique em Selecionar arquivo na caixa Calibração 3D para importar o vídeo de calibração correspondente "1.mp4".
   7. Importando outros vídeos: Seguindo as mesmas etapas da etapa 3.2.5, importe o vídeo de operação "xxx-2" e seu vídeo de calibração correspondente "2.mp4".
3. Análise de vídeo
   1. Abrindo um grupo de câmeras: Abra o grupo de câmeras e clique com o botão direito do mouse em 1.mp4 > Propriedades.
   2. Execute a calibração 3D: Clique no botão Calibração 3D na caixa Calibração 3D, insira uma descrição e adicione 20 pontos clicando no botão Adicionar pontos 20 vezes.
   3. Parâmetros do ponto de ajuste: Defina o nome e os valores X, Y, Z correspondentes para cada ponto e clique em Aplicar de acordo com os parâmetros de calibração.
   4. Finalizar calibração: Depois de configurar todos os pontos, clique em cada ponto final do vídeo de calibração para concluir a calibração 3D.
   5. Calibrar outras câmeras: Siga as etapas 3.3.1 a 3.3.4 para concluir a calibração 3D da outra câmera.
   6. Configurando o rastreamento 3D: Clique com o botão direito do mouse em Grupo de câmeras > Rastreamento 3D, selecione todas as câmeras e clique no botão OK para abrir a janela de rastreamento 3D.
   7. Aplicar rastreamento de correspondência de modo: defina Usar rastreamento de correspondência de padrão para ambas as câmeras. Clique manualmente no ponto da ponta do polegar no primeiro quadro.
   8. Iniciar rastreamento automático: Clique no botão Pesquisa automática para iniciar o rastreamento 3D automático quadro a quadro.
   9. Concluir outro rastreamento de vídeo: siga as etapas 3.3.6 a 3.3.8 para concluir o rastreamento de movimento para os outros vídeos.
      NOTA: Se os pontos de rastreamento forem perdidos durante o rastreamento 3D automático, selecione a linha em que os pontos são perdidos, clique com o botão direito do mouse e selecione Descartar pontos daqui. Em seguida, clique nos pontos e no botão Busca automática novamente.
4. Exportação de dados
   1. Criando cálculos 3D: Clique com o botão direito do mouse em Grupo de câmeras > Novo cálculo 3D, selecione Todas as câmeras e marque Atualizar dados continuamente e armazenar dados explicitamente na janela "Criar dados 3D". Atualize dados e armazene dados explicitamente em um arquivo. Clique no botão OK para prosseguir.
   2. Configurações de exportação: clique com o botão direito do mouse na pasta Contendo todos os dados > Exportar.
   3. Exportando arquivos de dados: Clique no botão Exportar para exportar um arquivo de dados com um nome personalizado (*.txt). Exporte os outros arquivos de dados da mesma maneira.

4. Análise dos dados

1. Resumo de dados
   1. Meça a dispersão espacial registrando o valor máximo da faixa móvel nos eixos X, Y e Z da esfera reflexiva infravermelha passiva na tampa da miniatura dos participantes (Figura 2C).
   2. Calcule o desvio padrão e pegue o valor médio. Armazene os dados em arquivos do Microsoft Office Excel e calcule a média ± o desvio padrão para gráficos.
2. Análise dos dados
   1. Avalie as diferenças entre as condições com e sem a cânula realizando testes t de amostras independentes (para dados consistentes com a distribuição normal) ou testes de soma de classificação (para dados não consistentes com a distribuição normal).
   2. Em seguida, execute uma análise de variância de dois fatores e três níveis para avaliar a estabilidade de diferentes amplitudes de elevação e inserção. Defina o nível alfa em p < 0,05 e use o Pacote Estatístico para análise de dados para realizar todas as análises estatísticas.

Resultados

Efeito da cânula na estabilidade da manipulação de elevação e impulso
Os gráficos foram gerados com base nos dados de um operador, conforme mostrado na Figura 3, Figura 4 e Figura 5. O eixo horizontal em cada figura representa o tempo e o eixo vertical representa a posição do ponto de rastreamento na ponta do polegar do operador, registrando a trilha de movimento desse po...

Discussão

Este estudo projetou de forma inovadora uma cânula para melhorar a estabilidade e a segurança das manipulações de elevação e inserção de acupuntura e conduziu experimentos para avaliar sua eficácia. Os pesquisadores usaram modelagem 3D para o projeto estrutural e resina branca como material para impressão 3D. Em comparação com a fabricação de um molde de metal, a tecnologia de impressão 3D oferece as vantagens de menor custo e ajustes estruturais mais fáceis. Além disso,...

Materiais

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.
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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.