电针与TEAS设备的研制

刺激部位和刺激方式：如上所述，不论手针或电针，都要将针插入分布在14条经络上的“穴位”点，按照特定方向，达到一定深度；如果采用经皮穴位电刺激（TEAS）方法，则可把皮肤电极放置在体表的穴位上，使电流透过表皮刺激穴位区的神经，避开了扎针的操作步骤，大大简化了操作程序，有利于在医师指导下患者居家进行治疗，大幅度节约时间和医疗成本。从技术层面上看，经皮神经电刺激（TENS）与经皮穴位电刺激（TEAS）极为相似，但从医学指导思想上考虑，TEAS应该具有更多中国传统医学的内涵，因此不能将TEAS等同于TENS。

将电流施加于人体组织上，组织不是被动地接受刺激，而是会产生一定的反应，表现在其电阻抗是会改变的，这种改变会反过来影响刺激电流产生的实际效果。为此有必要了解刺激过程中受刺激部位电流变化的特性。特别是将电极放置于皮肤表面时，皮肤最外层角质层导电性很差，阻抗大，需要高的电压才能将其击穿，因此TEAS的仪器要求与电针仪的要求有很大不同。一般的“恒压”仪器难以完成任务，需要用“恒流”仪器，才能保证所用电流达到预定的数值。举例来说，电针仪发出3 V的电刺激加在刺入穴位的电针手柄上，可以产生3 m A电流。但同样电刺激施加在皮肤表面，就不足以产生3 m A电流。必须用恒流的TEAS仪器，后者启动时可以自动升压几倍或几十倍，才能克服表皮的阻抗，达到预定电流值。另一方面，由于阻抗随时间变化，一台“恒压”仪器发出的电流难以在预定波宽（例如0.3 ms）范围内保持一个恒定值，而是在示波器的荧屏上显示一个逐渐下降的斜坡，必须使用“恒流”的仪器，才能产生标准的矩形波（俗称“方波”），达到预期的效果。由于技术要求较高，恒流仪器的价格必然会高于恒压仪器。至于更多的自动化输出要求，此处不再详谈。

电针仪（EA stimulator）或经皮穴位电刺激仪（TEAS）参数的确定，需要电子工程师、基础医学研究者和临床医师三方面的通力合作，才有所成。这里可举一个例子加以说明。以脉冲电刺激的频率而论，可以设计为从1 Hz到100 Hz自由可调。但临床医师面对各色各样的症状，使用这样的仪器，究竟选用什么频率为佳，似乎无从入手。经过基础研究发现，神经系统对外来脉冲刺激的应答，是按照刺激频率的对数值起反应的。如果将电刺激频率的对数值作为X轴，将阿片肽释放量做Y轴，那么脑啡肽的释放随刺激频率增加而减少，强啡肽的释放量随着刺激频率增加而加大。由此可将2 Hz作为促进脑啡肽生成的优选点，100 Hz作为促进强啡肽生成的优选点。如果只允许选用一种频率，那么15 Hz就成为两种阿片肽的共用点。而2 Hz和100 Hz两种频率交替出现的疏密波就成为熊掌和鱼两者兼得的最佳方案（图1-2-4）。在这种思路指导下，医师只要试用3种频率（2 Hz、15 Hz、100 Hz），就可以基本掌握各种频段的镇痛效果，看哪一种频率可以发挥最佳治疗效果，然后再在此基础上加以细化。

图1-2-4　电针频率与电针镇痛效应的关系

给大鼠（rat）脊髓蛛网膜下腔注射脑啡肽的抗体（Enk AB），将脑啡肽的作用完全取消，则2 Hz低频电针的镇痛效应大幅度降低，而100 Hz高频电针的镇痛效果很少受到影响。反之，将强啡肽的抗体（Dyn AB）注入大鼠蛛网膜下腔，将强啡肽的作用完全取消，则100 Hz高频电针的镇痛效应显著减弱，而2 Hz低频电针的镇痛效果不受影响。这一结果提示，低频电针主要通过脑啡肽介导其镇痛效应，高频电针主要通过强啡肽实现其镇痛效应。如果应用15 Hz或30 Hz的电针，其镇痛效果既有脑啡肽的部分参与，也有强啡肽的部分参与。图中虚线代表给大鼠脊髓蛛网膜下腔注射正常动物血清所引起的镇痛效果，作为电针镇痛对照值。