Механическая конструкция для повышения стабильности и безопасности подъемных и толчковых манипуляций при иглоукалывании

Резюме

Этот протокол разрабатывает канюлю, которая может быть использована для управления диапазоном движений при подъеме и толчке при иглоукалывании, тем самым повышая стабильность и безопасность. Таким образом, он может служить как клиническому применению, так и научным исследованиям лечения иглоукалыванием.

Аннотация

Терапевтическая эффективность иглоукалывания зависит как от безопасности, так и от стабильности, что делает эти факторы важными в исследованиях манипуляций с иглоукалыванием. Однако ручные манипуляции приводят к неизбежным неточностям, которые могут повлиять на достоверность результатов исследований. Для решения этой задачи в данном исследовании была разработана уникальная канюля для управления подъемом и толчком, обеспечивающая гибкую регулировку амплитуды движения. Канюля была создана с использованием технологии 3D-печати, а ее эффективность в поддержании стабильности была проверена путем записи диапазона движения акупунктурной иглы с помощью оптической сенсорной технологии. Результаты исследования показывают, что контрольная канюля значительно повышает стабильность манипуляций с иглоукалыванием, снижая человеческую ошибку. Это нововведение предполагает, что канюля может служить ценным вспомогательным инструментом для обеспечения точности и безопасности экспериментальных исследований, связанных с иглоукалыванием. Его принятие также может способствовать стандартизации практики иглоукалывания, обеспечивая более последовательные и точные результаты исследований, что имеет важное значение для будущих достижений в исследованиях иглоукалывания и клиническом применении.

Введение

Манипуляция с иглоукалыванием выполняется после того, как игла вводится в кожу пациента, чтобы либо вызвать ощущение иглы, известное как «DeQi» (что относится к ощущению индукции ци меридиана в точке акупунктуры), либо для регулировки направления и интенсивности ощущения иглой. Как неотъемлемая часть иглоукалывания, различные техники иглоукалывания дают различные эффекты¹. Иглоукалывание является критическим фактором, влияющим на эффективность лечения иглоукалыванием ^2,3. Исследования показали, что сигналы, активируемые техникой подъема-толчка, сильнее, чем те, которые индуцируются другими методами иглоукалывания⁴.

Лечебный эффект иглоукалывания тесно связан с интенсивностью стимуляции ^5,6,7, которая, в свою очередь, зависит от вида используемой иглоукалывающей манипуляции. В результате, количественно-эффектная связь манипуляций с иглоукалыванием является ключевой областью экспериментальных исследований ^8,9,10. Стандартизация и воспроизводимость имеют решающее значение для обеспечения научной обоснованности^{исследований в} области акупунктуры. Оба метода подъема-толчения и скручивания требуют определенной частоты и амплитуды операции^12,13, а выбор акупунктурных точек также важен для лечения заболеваний¹⁴. Тем не менее, ручная акупунктура полагается на людей-операторов, что затрудняет поддержание постоянной частоты и амплитуды во время манипуляций с иглой¹⁵. Кроме того, необходимо принимать меры предосторожности во избежание осложнений, таких как пневмоторакс, тщательно контролируя глубину и направление введения иглы в определенные области тела^16,17.

Таким образом, одной из наиболее актуальных задач в научном изучении акупунктурных манипуляций является разработка контроллеров для повышения стабильности техник иглоукалывания, что имеет жизненно важное значение для обеспечения безопасности и стандартизации^{практик} иглоукалывания.

Лифтинг-толчок является одной из наиболее часто используемых основных техник иглоукалывания. Он включает в себя подъем иглы вверх и проталкивание ее вниз после введения в акупунктурную точку на определенной глубине. Движение вверх называется подъемом, а движение вниз известно как толчок. Этот процесс повторяют для достижения желаемого клинического эффекта, при этом уровень стимуляции в зависимости от амплитуды и частоты подъемных и толчковых движений^{составляет} 19,20,21,22. В настоящее время амплитуда техники подъема и толчка в основном контролируется практикующим, а ее эффективность часто оценивается на основе ощущения «Де Ци» (ощущения индукции ци меридиана в точке акупунктуры)23,24,25. Тем не менее, не существует установленного стандарта для оценки стабильности и безопасности этой техники, а глубина введения иглы полностью зависит от мастерства практикующего врача.

Для содействия стандартизации в иглоукалывании было разработано несколько новых методов, заменивших традиционную ручную акупунктуру, включая импульсную электроакупунктуру, ультразвуковую акупунктуру, микроволновую акупунктуру, лазерную акупунктуру и экстракорпоральную ударно-волновую акупунктуру^. Хотя эти методы в некоторой степени помогают в стандартизации эффектов иглоукалывания, они не могут полностью заменить традиционную ручную акупунктуру в клинической практике. Таким образом, стандартизация манипуляций с мануальной акупунктурой остается необходимой.

Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, в этом исследовании была разработана игольчатая канюля для иглоукалывания, которая повышает безопасность и стабильность техники подъема и толчка. Контрольная канюля, использованная в исследовании, была изготовлена с использованием технологии 3D-печати (см. Таблицу материалов), а общая структура состоит из трех компонентов: канюли, втулки иглы и регулируемой пробки, а также одноразовых акупунктурных игл (рис. 1). Канюля, игольчатая втулка и регулируемая пробка были изготовлены с помощью технологии 3D-печати (см. Дополнительный файл 1, Дополнительный файл 2 и Дополнительный файл 3).

Канюля имеет ряд преимуществ: во-первых, амплитуда контролируется пробкой, что значительно снижает нагрузку на практикующих врачей; во-вторых, разделение иглы и канюли предотвращает загрязнение во время иглоукалывания; В-третьих, регулируемая шкала позволяет точно контролировать глубину и амплитуду иглы, что позволяет свободно регулировать ее по мере необходимости. Результаты этого исследования представляют собой безопасный вспомогательный инструмент для экспериментальных исследований по манипуляциям с иглоукалыванием, что имеет решающее значение для продвижения стандартизации техник иглоукалывания.

протокол

Все процедуры, описанные в протоколе, проводились на коммерчески доступных материалах для моделирования человека (см. Таблицу материалов), а не на людях, поэтому в данном исследовании не было никаких этических проблем. Информированное согласие также было получено от всех добровольцев, участвовавших в исследовании. Участниками этого эксперимента были 20 студентов из Колледжа Акумокс и Туйна при Шанхайском университете традиционной китайской медицины. Эти студенты выполнили курсовую работу по технике акупунктурного лифтинга и толчка в рамках учебной программы «Наука об акупунктуре и прижигании»²⁷. Кроме того, у них был почти год практического опыта в области иглоукалывания человека через уроки и практическую практику. Подробная информация об используемом оборудовании и программном обеспечении приведена в Таблице материалов.

1. Изготовление управляющей канюли

1. Подготовьте канюлю, игольную втулку и регулируемую пробку с помощью технологии 3D-печати.
2. Используйте белую смолу в качестве материала для 3D-печати, чтобы обеспечить минимальную точность 0,1 мм, что предотвращает проблемы с неподходящими друг к другу конструкциями из-за ошибок. Этот материал также более экономичен и позволяет легче регулировать конструкцию.

2. Видеосъемка

1. Настройки камеры
   1. Поставьте два штатива перед рабочим столом оператора на соответствующей высоте и соедините две камеры движения. Установите угол между двумя камерами движения на 60°-120° (Рисунок 2A).
   2. Отрегулируйте настройки камеры следующим образом: разрешение 1280 × 720 пикселей, формат MP4, полностью ручной режим (M), диафрагма F1.2, выдержка 1/1000 с, ISO 6400, автоматический баланс белого и оптический зум 0 мм.
2. Настройки калибровки
   1. Поставьте на стол стенд для 3D-калибровки размером от 15 см × 15 см × 15 см (рисунок 2B). Убедитесь, что он находится в зоне действия двух камер движения.
3. Расстановка маркеров слежения
   1. Подготовьте пассивную инфракрасную отражающую сферу диаметром 6,5 мм. Приложите его к колпачку ногтя большого пальца правой руки участника, чтобы измерить траекторию движения.
4. Опытная эксплуатация
   ПРИМЕЧАНИЕ: Двадцати участникам было поручено выполнить манипуляции с подъемом и толчком на материале, имитируемом человеком, включая следующие техники: равномерный подъем и толчок, тяжелый толчок с легким подъемом и легкий толчок с тяжелым подъемом. Каждый участник выполнил три типа манипуляций с материалом моделирования человека, как с канюлей, так и без нее, установленной на амплитуду 15 мм. Затем они повторили три манипуляции с помощью канюль с амплитудами 5 мм, 10 мм и 15 мм. Между каждым сеансом манипуляций был предусмотрен 30-минутный интервал для обеспечения согласованности между участниками. Каждую манипуляцию повторяли по 10 раз.
   1. Выполнение лифтинговых и колющих манипуляций без канюли
      1. Равномерный подъем и проталкивание: Введите иглу на глубину 20 мм. Поднимайте иглу вверх и вниз с равномерной скоростью с амплитудой 15 мм с частотой 60 раз в минуту.
      2. Тяжелый колющий удар с легким подъемом: Вставьте иглу на глубину 20 мм. Быстро введите иглу на определенную глубину, затем медленно выведите ее на поверхностный слой с амплитудой 15 мм с частотой 60 раз в минуту.
      3. Легкий колющий удар с поднятием тяжести: Введите иглу на глубину до 20 мм. Медленно введите иглу на определенную глубину, затем быстро выведите ее на неглубокий слой с амплитудой 15 мм с частотой 60 раз в минуту.
   2. Выполнение лифтинговых и толкающих манипуляций с помощью канюли
      ПРИМЕЧАНИЕ: Изготовьте три канюли, совместимые с размером иглы. Отрегулируйте их амплитуды до 5 мм, 10 мм и 15 мм, сдвинув регулируемые стопоры на соответствующую длину.
      1. Манипуляция канюлей с амплитудой 5 мм
         1. Равномерный подъем и толчок: Закрепите иглу во втулке иглы. Поместите втулку иглы в канюлю с амплитудой 5 мм. Введите иглу на глубину 20 мм и поднимайте канюлю вверх и вниз с равномерной скоростью с частотой 60 раз в минуту.
         2. Тяжелая тяга с легким подъемом: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Быстро введите иглу на ограниченную глубину, затем медленно выводите ее к поверхностному слою с частотой 60 раз в минуту.
         3. Легкие толчки с поднятием тяжестей: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Медленно введите иглу на ограниченную глубину, затем быстро извлеките ее в поверхностный слой с частотой 60 раз в минуту.
      2. Манипуляция с канюлей с амплитудой 10 мм
         1. Равномерный подъем и толчок: Закрепите иглу во втулке иглы. Поместите втулку иглы в канюлю с амплитудой 10 мм. Введите иглу на глубину 20 мм и поднимайте канюлю вверх и вниз с равномерной скоростью с частотой 60 раз в минуту.
         2. Тяжелая тяга с легким подъемом: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Быстро введите иглу на ограниченную глубину, затем медленно выводите ее к поверхностному слою с частотой 60 раз в минуту.
         3. Легкие толчки с поднятием тяжестей: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Медленно введите иглу на ограниченную глубину, затем быстро извлеките ее в поверхностный слой с частотой 60 раз в минуту.
      3. Манипуляция с канюлей с амплитудой 15 мм
         1. Равномерный подъем и толчок: Закрепите иглу во втулке иглы. Поместите втулку иглы в канюлю с амплитудой 15 мм. Введите иглу на глубину 20 мм и поднимайте канюлю вверх и вниз с равномерной скоростью с частотой 60 раз в минуту.
         2. Тяжелая тяга с легким подъемом: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Быстро введите иглу на ограниченную глубину, затем медленно выводите ее к поверхностному слою с частотой 60 раз в минуту.
         3. Легкие толчки с поднятием тяжестей: используйте ту же канюлю. Введите иглу на глубину 20 мм. Медленно введите иглу на ограниченную глубину, затем быстро извлеките ее в поверхностный слой с частотой 60 раз в минуту.

3. Проектная конфигурация программного обеспечения для захвата и анализа движения и видеоанализа

1. Экспорт и переименование видео
   ПРИМЕЧАНИЕ: Перенесите все видеофайлы с камеры на указанный диск для хранения на компьютере. Переименуйте видеофайлы 3D-калибровки с камер 1 и 2 в «1.mp4» и «2.mp4» соответственно.
   1. Хранение видео
      1. Сохраните видеоролики об операциях на диске, предназначенном для хранения на компьютере. Назовите их, используя полные инициалы участников в формате «xxx-1» и «xxx-2».
2. Конфигурация проекта системы движения реальности (программное обеспечение для захвата и анализа движения)
   1. Новый проект: запустите программное обеспечение для захвата и анализа движения и выберите «Новый проект». Задайте имя проекта во вкладке проекта, затем нажмите « Создать и сохранить », чтобы сохранить проект на указанном диске хранилища.
   2. Спецификация: Выберите «Спецификация» > точках > помощью кончика большого пальца, перетащите точку отслеживания из предопределенного поля точек в используемое поле и нажмите кнопку «Закрыть», чтобы продолжить.
   3. Добавление групп камер: щелкните правой кнопкой мыши по > «Добавить группу камер », чтобы добавить новую группу камер.
   4. Выберите файл отслеживания: Нажмите кнопку « Выбрать файл » в окне «Отслеживание».
   5. Импорт видео операции: Нажмите « Открыть существующий файл » и выберите видео операции xxx-1 во всплывающем окне. Нажмите « Применить », чтобы завершить импорт видео.
   6. Импорт видео о калибровке: нажмите « Выбрать файл » в поле 3D-калибровки, чтобы импортировать соответствующее видео о калибровке «1.mp4».
   7. Импорт других видео: Выполнив те же действия, что и в шаге 3.2.5, импортируйте видео операции "xxx-2" и соответствующее видео калибровки "2.mp4".
3. Видеоанализ
   1. Открытие группы камер: Откройте группу камер, затем щелкните правой кнопкой мыши 1.mp4 > Свойства.
   2. Выполните 3D-калибровку: нажмите на кнопку « 3D-калибровка » в поле «3D-калибровка», введите описание и добавьте 20 точек, нажав кнопку « Добавить точки » 20 раз.
   3. Настройка параметров точки: Установите название и соответствующие значения X, Y, Z для каждой точки, затем нажмите на кнопку Применить в соответствии с параметрами калибровки.
   4. Завершение калибровки: После настройки всех точек нажмите на каждую конечную точку видео калибровки, чтобы завершить 3D-калибровку.
   5. Калибровка других камер: Выполните шаги 3.3.1-3.3.4, чтобы завершить 3D-калибровку другой камеры.
   6. Настройка 3D-слежения: щелкните правой кнопкой мыши «Группа камер» > «3D-слежение», выберите все камеры и нажмите кнопку « ОК », чтобы открыть окно 3D-слежения.
   7. Apply mode matching tracking (Применить отслеживание согласования режимов): установите параметр "Использовать отслеживание сопоставления шаблонов " для обеих камер. Вручную кликните по точке Thumb Tip на первом кадре.
   8. Запустите автоматическое отслеживание: Нажмите на кнопку «Автопоиск », чтобы начать автоматическое 3D-отслеживание кадр за кадром.
   9. Завершите отслеживание других видео: Выполните шаги 3.3.6-3.3.8, чтобы завершить отслеживание движения для других видео.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если точки отслеживания были потеряны во время автоматического 3D-отслеживания, выберите строку, в которой были потеряны точки, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Отбросить точки отсюда». Затем снова нажмите на точки и кнопку «Автопоиск ».
4. Экспорт данных
   1. Создание 3D-расчетов: щелкните правой кнопкой мыши « Группа камер» > «Новый 3D-расчет», выберите «Все камеры» и установите флажок «Непрерывно обновлять данные и хранить данные явно » в окне «Создать 3D-данные». Обновляйте данные и явно сохраняйте их в файле. Нажмите на кнопку OK , чтобы продолжить.
   2. Настройки экспорта: щелкните правой кнопкой мыши папку Containing All the Data > Export.
   3. Экспорт файлов данных: Нажмите кнопку «Экспорт », чтобы экспортировать файл данных с настраиваемым именем (*.txt). Экспортируйте другие файлы данных таким же образом.

4. Анализ данных

1. Обобщение данных
   1. Измерьте пространственную дисперсию, записав максимальное значение диапазона перемещения по осям X, Y и Z пассивной инфракрасной отражающей сферы на колпачке большого пальца участников (рис. 2C).
   2. Вычислим стандартное отклонение и возьмем среднее значение. Сохраните данные в файлах Microsoft Office Excel и рассчитайте среднее ± стандартное отклонение для построения графиков.
2. Анализ данных
   1. Оценивайте различия между условиями с канюлей и без нее, проводя независимые выборочные t-критерии (для данных, согласующихся с нормальным распределением) или тесты ранговой суммы (для данных, не согласующихся с нормальным распределением).
   2. Затем выполните двухфакторный, трехуровневый дисперсионный анализ, чтобы оценить стабильность различных амплитуд подъема и вставки. Установите альфа-уровень на p < 0,05 и используйте Статистический пакет для анализа данных для проведения всех статистических анализов.

Результаты

Влияние канюли на стабильность лифтинговой и колющей манипуляции
Графики были построены на основе данных от одного оператора, как показано на рисунках 3, 4 и 5. Горизонтальная ось на каждом рисунке представляе...

Обсуждение

В этом исследовании была разработана инновационная канюля для повышения стабильности и безопасности манипуляций по акупунктурному лифтингу и введению и проведены эксперименты для оценки ее эффективности. Исследователи использовали 3D-моделирование для структурно?...

Материалы

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.