[第四章]脉冲电针－现代针灸应用技术(2)(1)
第四章 现代针灸应用技术
第二节 脉冲电针
脉冲电针(Pulse current acupuncture PCA)是指在毫针针刺得气的基础上，用各种脉冲发生器(脉冲电针仪)向人体腧穴输入脉冲电流，以达到防治疾病或镇痛(包括麻醉)目的的一种新型针灸技术。
针刺治病必须要得气，古人早就指出“气至而有效”、“气速至而速效”。人们为此设想用电刺激代替手捻针来加强或维持得气，以提高针刺的疗效。1953年研究者通过实验研究和临床观察，肯定了电针疗法。此后，电针技术在我国很快普及并得到了迅速发展。早期的电针仪有蜂鸣式电针仪和电子管电针仪，但都因其自身存在的严重缺点而逐渐被淘汰。20世纪60年代末开始出现的半导体脉冲电针仪，因其不同程度避免了极化、电解、电渗等缺点，并具有体积小、省电、耐震、使用寿命长等一系列优点而得到迅速推广。据统计，1959年在上海召开的全国中医经络针灸学术座谈会上，使用电针的研究资料仅占12.2%；1979年在北京召开的全国针灸针麻学术讨论会上，电针相关资料已达57.2%。很显然，电针的迅速发展，是和针麻及针刺镇痛原理研究工作的广泛开展分不开的；后者有力地推动了前者，前者为后者提供了有效的手段。目前，脉冲电针已被广泛应用于针灸临床各科疾病的治疗，全国每天用电针处置的患者已接近于针灸科总病例的半数以上。
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本节将对脉冲电针仪的工作原理、刺激参数及生物效应特点，使用方法及注意事项等加以介绍。
一、脉冲电针仪的工作原理
目前市售脉冲电针仪类型较多，但其基本结构都相似，均由电源、调控电路、主振电路及输出电路等几部分组成。现以G6805型治疗仪为例说明其工作原理，如图4-1所示。电源部分由选择开关进行交直流变换，直流电用4节1号电池组成6V输出电压,交流电由1个变压器，2个晶体二级管，1个泄放电阻,2个滤波电容组成整流电路，输出直流电压为6V。方波发生器部分由2个晶体三极管，5个电阻，1个电位器，2个电容组成多谐振荡器，改变调频电位器的数值可调节方波的频率，方波电压通过晶体三极管的射极输至射极输出器部分。另外，1个电阻和1个电容组成退耦电路。
控制部分由1个晶体三极管和1个电阻组成，它将输入的方波电压转而控制间歇振荡器部分的输出波形，当波型选择开关处在不同位置时，可选择输出疏密波或断续波。脉冲波形主振部分由大功率晶体三极管1个，2个变压器及1个电位器、1个电阻、1个电容组成间歇振荡器。当波型选择开关处在连续波的位置时，间歇振荡器工作，输出连续波，调节电位器可改变输出脉冲的频率。输出和指示部分，有输出指示的氖泡和五组输出幅度调节电位器。
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二、脉冲电针仪的输出参数
(一)电流的性质及其对人体的作用
根据电子在电路中流动方向的变化与否可把电流分为直流电和交流电两种。
1.直流电 直流电是指导体中的电流方向或电子运动方向恒定不变者。其中，电流方向与电压幅度均不变者叫平滑直流电；电流方向不变，电压幅度有变化者称为脉动直流电。平滑直流电在刚通入人体及断开的瞬间，有明显的电刺激感，但在继续通电的过程中，刺激感就会明显减弱，这是因为感受器对于平滑直流电的刺激容易适应。脉动直流电的电压幅度有变化，输入人体时，脉动波形的前沿及后沿对人体有明显的电刺激作用，而波形中间部分的作用基本上与平滑直流电相同。直流电刺激会引起电解、电渗、电泳和极化作用，并易产热。直流电的产热效应可灼伤组织，电解作用可引起针体缺损，发生断针等弊病，故临床不宜使用。
2.交流电 交流电是指大小和方向随时间而变化的电流。交流电的方向和强度是按正弦曲线作周期性变化，所以这种波形叫正弦波。交流电对人体的刺激作用发生在波形的前后沿部分。波形的中间部分只有产热而无电解、极化等作用，但由于我国的交流电源采用的是50周正弦交流电，它对人体的生理干扰较大，所以也不宜直接用于电针。
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3.脉冲电 脉冲电是指在极短时间内出现的电压或电流的突然变化，即电量的突然变化构成了电脉冲。直流电脉冲即脉动直流电前已述及，因具有较多的直流成分，不宜用于电针。目前临床和实验室中所使用的电针仪，其输出的脉冲基本上都是交流电脉冲，一般把它们分为三类：规律脉冲、调制脉冲和不规律脉冲。
(1)规律脉冲：一般电针仪输出的基本脉冲都是规律脉冲，波型呈双向尖脉冲波，正、负脉冲的波幅不等，但正、负脉冲的总量相等，其直流分量为零。它的脉宽在100～800微秒之间，负向峰值在35～50V之间，正向峰值在50～75V之间。重复频率从2～2000Hz左右。规律脉冲波的波形、幅度固定或呈周期性重复。
(2)调制脉冲：基本脉冲的频率或峰值受另一脉冲的影响而发生某种规律性的变化的脉冲叫作调制脉冲。其中基本脉冲的频率受另一较低频率脉冲的频率调制时，称为调频脉冲；基本脉冲的波幅受另一较低频率的幅度调制时，称为调幅脉冲。常用的频率调制脉冲波型有疏密波、断续波。不受频率调制的基本脉冲波型称为连续波。三种波型的示意图如图4-2所示。
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图4-2 连续波、疏密波、断续波的波形示意图
(3)不规律脉冲：不规律脉冲是指电流的波幅、频率时刻变化、极不规律者。一般把收音机末级输出的语言、音乐、噪声等所谓的声电波也列入不规则脉冲的范畴。用声电波来调制脉冲波的频率、幅度也可得到不规则脉冲。在实际工作中常将不规则脉冲单列一项，而不包括在脉冲电中。
(二)脉冲电针仪的输出参数
1.波形 脉冲电流是一种按一定规律的瞬间出现的突然电压或电流变化，可呈各种波形。如三角波、方波、尖波及双向脉冲波等。电针仪中一般产生的波形多为双向脉冲波。为了说明脉冲波形的特征给它规定了一些参数。图4-3是一种脉冲波形参数的示意图。
2.脉冲幅度 一般指脉冲电压或电流的最大值与最小值之差，也指一个脉冲波中状态变化的跳变幅度值。如图4-3所示Um。脉冲幅度常用电压来表示。例如电压从0V变化到100V，那么电压的变化量为100V，则脉冲幅度Um就是100V。在脉冲电针中，脉冲幅度意味着电针的刺激强度。临床中，由于患者之间的个体差异和每人所患病种的不同，在接受治疗时所需要的刺激量有很大的不同。从电针仪所能提供的脉冲刺激强度来说，在一定范围内，它的能量愈大，所能适应的范围愈广。一般情况下，人体两点间的等效电阻约为1KΩ左右，但并不恒定，这时，最大输出脉冲电压幅度不应小于80V。即由欧姆定律可知，1V电压加在1KΩ的电阻上所产生的电流恰为1mA。一般电针仪输出的正脉冲电压约有50～60V，负脉冲电压约有25～35V，就能满足绝大多数场合的需要。
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在治疗过程中，当电针仪的输出旋钮处于最大位置时，表示该机的最大输出刺激量，它主要用于说明电针仪本身的能力。而电针仪的实际输出刺激量则取决于人体两点间的等效电阻及输出旋钮所处的位置。因为电刺激的效应，取决于通过组织的电流量，由于流经组织的电流强度与外加电压的大小在电阻恒定时，是平行增减的。当组织电阻恒定时，外加电压也反映了电刺激的强度。如果组织电阻有改变，则外加电压并不能表示真正的刺激强度，此时只有用脉冲电流值才能真正表示刺激强度。这一点在电针仪上是无法直接读出的。电针仪上的输出旋钮，只表示了电针仪输出电压即外加于人体两点间的电压的大小，而不是作用到人体上的电流大小，所以对于不同患者，不同穴位，甚至同一患者，同一穴位，在两次治疗时，由于人体等效电阻的差异，即使是输出旋钮处于同一位置，其实际输出功率也不会完全相同，因此旋钮位置并不能真正反映实际输出的大小，它仅作为一种相对参考值。
如果要测量电针脉冲电流可以在电针仪接至人体的导线中串联1个100Ω的电阻，电阻的两端各引一导线接至示波器输入端(见图4-4)。这样在示波器荧光屏上即可显示出电针的脉冲波，测量脉冲的幅度，然后根据欧姆定律即可算出脉冲电流。如脉冲幅度为0.5V，则其电流为0.5V/100Ω=5mA。通过脉冲电流的测定，反映了电针仪作用到人体上的实际刺激量，它不受各种外在因素的影响，较之电压有很大的优越性。
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3.脉冲宽度 脉冲宽度，是指脉冲出现后所持续的时间。由于脉冲顶部和底部宽度往往不一致，所以脉冲宽度一般是指0.5微秒处的宽度。脉冲宽度常以毫秒、微秒表示。换算单位是千分制，即1秒等于1000毫秒，1毫秒等于1000微秒。脉冲宽度越宽，在脉冲电针中意味着给人体的刺激量越大。脉冲电针接上负载后，脉冲宽度将显著变窄。一般情况下，电针仪输出的脉冲宽度约在0.4毫秒左右。
4.脉冲的重复频率 脉冲的重复频率，就是每秒钟内脉冲的个数，用符号f表示。其单位为Hz。频率的倒数，或相领两个脉冲之间的间隔称为脉冲周期，用符号T表示。例如，如果每秒出现50个脉冲，即两个脉冲之间相邻20毫秒，则脉冲重复频率就是50Hz，脉动周期就是20毫秒。
关于频率分类问题，医学上是根据生理学来划分的。每一次通电都能使运动神经发生一次兴奋的频率范围，称为低频。哺乳类动物神经每次兴奋后，都有一个绝对不应期。在此期间内无论电流强度多大，也不能引起第二次兴奋。据测定，此期间约持续1毫秒左右。因此，要使每一次刺激都能引起一次兴奋，电刺激就必须相隔1ms以上才能再给一次。亦即频率至多不大于1000Hz。这样把1000Hz以下频率定为医用低频范围。在1000Hz至100000Hz范围内，每次刺激已不能引起一次兴奋，尚需综合多个刺激的连续作用才能引起一次兴奋，医学上把这一频率范围定为中频。当频率进一步上升，超过100000Hz时，已失去对神经的刺激作用，此时无论综合多少个刺激也不能引起一次兴奋，因为引起神经和肌肉兴奋的阈值为0.03～1毫秒。所以，医学上把这种不能引起运动神经兴奋的范围定为高频。电针仪输的频率，一般不大于1000Hz，即在医用低频范围。但目前不少人习惯于把低于30Hz叫做低频电针，30～1000Hz叫高频电针。
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第二节 脉冲电针
脉冲电针(Pulse current acupuncture PCA)是指在毫针针刺得气的基础上，用各种脉冲发生器(脉冲电针仪)向人体腧穴输入脉冲电流，以达到防治疾病或镇痛(包括麻醉)目的的一种新型针灸技术。
针刺治病必须要得气，古人早就指出“气至而有效”、“气速至而速效”。人们为此设想用电刺激代替手捻针来加强或维持得气，以提高针刺的疗效。1953年研究者通过实验研究和临床观察，肯定了电针疗法。此后，电针技术在我国很快普及并得到了迅速发展。早期的电针仪有蜂鸣式电针仪和电子管电针仪，但都因其自身存在的严重缺点而逐渐被淘汰。20世纪60年代末开始出现的半导体脉冲电针仪，因其不同程度避免了极化、电解、电渗等缺点，并具有体积小、省电、耐震、使用寿命长等一系列优点而得到迅速推广。据统计，1959年在上海召开的全国中医经络针灸学术座谈会上，使用电针的研究资料仅占12.2%；1979年在北京召开的全国针灸针麻学术讨论会上，电针相关资料已达57.2%。很显然，电针的迅速发展，是和针麻及针刺镇痛原理研究工作的广泛开展分不开的；后者有力地推动了前者，前者为后者提供了有效的手段。目前，脉冲电针已被广泛应用于针灸临床各科疾病的治疗，全国每天用电针处置的患者已接近于针灸科总病例的半数以上。
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本节将对脉冲电针仪的工作原理、刺激参数及生物效应特点，使用方法及注意事项等加以介绍。
一、脉冲电针仪的工作原理
目前市售脉冲电针仪类型较多，但其基本结构都相似，均由电源、调控电路、主振电路及输出电路等几部分组成。现以G6805型治疗仪为例说明其工作原理，如图4-1所示。电源部分由选择开关进行交直流变换，直流电用4节1号电池组成6V输出电压,交流电由1个变压器，2个晶体二级管，1个泄放电阻,2个滤波电容组成整流电路，输出直流电压为6V。方波发生器部分由2个晶体三极管，5个电阻，1个电位器，2个电容组成多谐振荡器，改变调频电位器的数值可调节方波的频率，方波电压通过晶体三极管的射极输至射极输出器部分。另外，1个电阻和1个电容组成退耦电路。
控制部分由1个晶体三极管和1个电阻组成，它将输入的方波电压转而控制间歇振荡器部分的输出波形，当波型选择开关处在不同位置时，可选择输出疏密波或断续波。脉冲波形主振部分由大功率晶体三极管1个，2个变压器及1个电位器、1个电阻、1个电容组成间歇振荡器。当波型选择开关处在连续波的位置时，间歇振荡器工作，输出连续波，调节电位器可改变输出脉冲的频率。输出和指示部分，有输出指示的氖泡和五组输出幅度调节电位器。
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二、脉冲电针仪的输出参数
(一)电流的性质及其对人体的作用
根据电子在电路中流动方向的变化与否可把电流分为直流电和交流电两种。
1.直流电 直流电是指导体中的电流方向或电子运动方向恒定不变者。其中，电流方向与电压幅度均不变者叫平滑直流电；电流方向不变，电压幅度有变化者称为脉动直流电。平滑直流电在刚通入人体及断开的瞬间，有明显的电刺激感，但在继续通电的过程中，刺激感就会明显减弱，这是因为感受器对于平滑直流电的刺激容易适应。脉动直流电的电压幅度有变化，输入人体时，脉动波形的前沿及后沿对人体有明显的电刺激作用，而波形中间部分的作用基本上与平滑直流电相同。直流电刺激会引起电解、电渗、电泳和极化作用，并易产热。直流电的产热效应可灼伤组织，电解作用可引起针体缺损，发生断针等弊病，故临床不宜使用。
2.交流电 交流电是指大小和方向随时间而变化的电流。交流电的方向和强度是按正弦曲线作周期性变化，所以这种波形叫正弦波。交流电对人体的刺激作用发生在波形的前后沿部分。波形的中间部分只有产热而无电解、极化等作用，但由于我国的交流电源采用的是50周正弦交流电，它对人体的生理干扰较大，所以也不宜直接用于电针。
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3.脉冲电 脉冲电是指在极短时间内出现的电压或电流的突然变化，即电量的突然变化构成了电脉冲。直流电脉冲即脉动直流电前已述及，因具有较多的直流成分，不宜用于电针。目前临床和实验室中所使用的电针仪，其输出的脉冲基本上都是交流电脉冲，一般把它们分为三类：规律脉冲、调制脉冲和不规律脉冲。
(1)规律脉冲：一般电针仪输出的基本脉冲都是规律脉冲，波型呈双向尖脉冲波，正、负脉冲的波幅不等，但正、负脉冲的总量相等，其直流分量为零。它的脉宽在100～800微秒之间，负向峰值在35～50V之间，正向峰值在50～75V之间。重复频率从2～2000Hz左右。规律脉冲波的波形、幅度固定或呈周期性重复。
(2)调制脉冲：基本脉冲的频率或峰值受另一脉冲的影响而发生某种规律性的变化的脉冲叫作调制脉冲。其中基本脉冲的频率受另一较低频率脉冲的频率调制时，称为调频脉冲；基本脉冲的波幅受另一较低频率的幅度调制时，称为调幅脉冲。常用的频率调制脉冲波型有疏密波、断续波。不受频率调制的基本脉冲波型称为连续波。三种波型的示意图如图4-2所示。
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图4-2 连续波、疏密波、断续波的波形示意图
(3)不规律脉冲：不规律脉冲是指电流的波幅、频率时刻变化、极不规律者。一般把收音机末级输出的语言、音乐、噪声等所谓的声电波也列入不规则脉冲的范畴。用声电波来调制脉冲波的频率、幅度也可得到不规则脉冲。在实际工作中常将不规则脉冲单列一项，而不包括在脉冲电中。
(二)脉冲电针仪的输出参数
1.波形 脉冲电流是一种按一定规律的瞬间出现的突然电压或电流变化，可呈各种波形。如三角波、方波、尖波及双向脉冲波等。电针仪中一般产生的波形多为双向脉冲波。为了说明脉冲波形的特征给它规定了一些参数。图4-3是一种脉冲波形参数的示意图。
2.脉冲幅度 一般指脉冲电压或电流的最大值与最小值之差，也指一个脉冲波中状态变化的跳变幅度值。如图4-3所示Um。脉冲幅度常用电压来表示。例如电压从0V变化到100V，那么电压的变化量为100V，则脉冲幅度Um就是100V。在脉冲电针中，脉冲幅度意味着电针的刺激强度。临床中，由于患者之间的个体差异和每人所患病种的不同，在接受治疗时所需要的刺激量有很大的不同。从电针仪所能提供的脉冲刺激强度来说，在一定范围内，它的能量愈大，所能适应的范围愈广。一般情况下，人体两点间的等效电阻约为1KΩ左右，但并不恒定，这时，最大输出脉冲电压幅度不应小于80V。即由欧姆定律可知，1V电压加在1KΩ的电阻上所产生的电流恰为1mA。一般电针仪输出的正脉冲电压约有50～60V，负脉冲电压约有25～35V，就能满足绝大多数场合的需要。
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在治疗过程中，当电针仪的输出旋钮处于最大位置时，表示该机的最大输出刺激量，它主要用于说明电针仪本身的能力。而电针仪的实际输出刺激量则取决于人体两点间的等效电阻及输出旋钮所处的位置。因为电刺激的效应，取决于通过组织的电流量，由于流经组织的电流强度与外加电压的大小在电阻恒定时，是平行增减的。当组织电阻恒定时，外加电压也反映了电刺激的强度。如果组织电阻有改变，则外加电压并不能表示真正的刺激强度，此时只有用脉冲电流值才能真正表示刺激强度。这一点在电针仪上是无法直接读出的。电针仪上的输出旋钮，只表示了电针仪输出电压即外加于人体两点间的电压的大小，而不是作用到人体上的电流大小，所以对于不同患者，不同穴位，甚至同一患者，同一穴位，在两次治疗时，由于人体等效电阻的差异，即使是输出旋钮处于同一位置，其实际输出功率也不会完全相同，因此旋钮位置并不能真正反映实际输出的大小，它仅作为一种相对参考值。
如果要测量电针脉冲电流可以在电针仪接至人体的导线中串联1个100Ω的电阻，电阻的两端各引一导线接至示波器输入端(见图4-4)。这样在示波器荧光屏上即可显示出电针的脉冲波，测量脉冲的幅度，然后根据欧姆定律即可算出脉冲电流。如脉冲幅度为0.5V，则其电流为0.5V/100Ω=5mA。通过脉冲电流的测定，反映了电针仪作用到人体上的实际刺激量，它不受各种外在因素的影响，较之电压有很大的优越性。
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3.脉冲宽度 脉冲宽度，是指脉冲出现后所持续的时间。由于脉冲顶部和底部宽度往往不一致，所以脉冲宽度一般是指0.5微秒处的宽度。脉冲宽度常以毫秒、微秒表示。换算单位是千分制，即1秒等于1000毫秒，1毫秒等于1000微秒。脉冲宽度越宽，在脉冲电针中意味着给人体的刺激量越大。脉冲电针接上负载后，脉冲宽度将显著变窄。一般情况下，电针仪输出的脉冲宽度约在0.4毫秒左右。
4.脉冲的重复频率 脉冲的重复频率，就是每秒钟内脉冲的个数，用符号f表示。其单位为Hz。频率的倒数，或相领两个脉冲之间的间隔称为脉冲周期，用符号T表示。例如，如果每秒出现50个脉冲，即两个脉冲之间相邻20毫秒，则脉冲重复频率就是50Hz，脉动周期就是20毫秒。
关于频率分类问题，医学上是根据生理学来划分的。每一次通电都能使运动神经发生一次兴奋的频率范围，称为低频。哺乳类动物神经每次兴奋后，都有一个绝对不应期。在此期间内无论电流强度多大，也不能引起第二次兴奋。据测定，此期间约持续1毫秒左右。因此，要使每一次刺激都能引起一次兴奋，电刺激就必须相隔1ms以上才能再给一次。亦即频率至多不大于1000Hz。这样把1000Hz以下频率定为医用低频范围。在1000Hz至100000Hz范围内，每次刺激已不能引起一次兴奋，尚需综合多个刺激的连续作用才能引起一次兴奋，医学上把这一频率范围定为中频。当频率进一步上升，超过100000Hz时，已失去对神经的刺激作用，此时无论综合多少个刺激也不能引起一次兴奋，因为引起神经和肌肉兴奋的阈值为0.03～1毫秒。所以，医学上把这种不能引起运动神经兴奋的范围定为高频。电针仪输的频率，一般不大于1000Hz，即在医用低频范围。但目前不少人习惯于把低于30Hz叫做低频电针，30～1000Hz叫高频电针。
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