多通道氧分压测量仪在经脉穴位活动中的应用

【摘要】 目的：探讨在单片机控制下多通道氧分压测量仪对经脉穴位活动监测。方法：应用氧分压传感针及配套的多通道测量仪可实时、在体、同时测量中医经络上多个穴位点上的氧分压值，测量数据可选择性地显示或送到PC机分析、处理、存储。结果：不同的运针手法对臂腧穴、曲池穴氧分压的影响是不同的。补法运针会使它们氧分压增加，泻法运针会使它们氧分压减少。结论：本仪器是监视经脉穴位活动的手段，其穴位氧分压可作为其活动的量度。

【关键词】 氧分压；经脉穴位；多通道；单片机应用

[Abstract] The needle sensors for partial pressure of oxygen and the multi-channel measuring system controlled by microprocessor were used to survey in vivo the partial pressure of oxygen of different acupoints simultaneously. The result could be displayed or sent to PC for analyzing, processing and storing. The design of the sensor, the hardware structure and measuring method were introduced. The typical application was also given.

[Key Words] Partial pressure of oxygen; Acupoint; Multi-channel; Single-chip microprocessor application

氧是人体进行新陈代谢、维持细胞活力的基本要素之一，人体氧分压的测定对人体科学研究工作具有重要的意义。本文研制的基于单片机控制的多通道氧分压测量仪，能在体、实时地对被测穴位点的氧分压信息实施动态监测。它是现代传感技术、测量技术与传统针灸医学相结合的产物，同时又起着传统中医针灸针治疗疾病的作用。在基础医学、临床医学和运动生理学等领域都有着十分广阔的应用前景。

1 材料与方法

1.1 材料 （1）氧分压传感针的制作 将普通中医针灸针去掉表面氧化层，用除油剂煮沸洗净，放入无水乙醇中煮沸，取出烘干后将其浸入绝缘液中1 min，超声清洗后，取出置入离心机中甩干，针尖用特殊工艺处理，后在60 ℃条件下将具有良好导电、导热性的保护膜均匀地镀于针尖部分，烘干，即得到氧分压传感针；（2）氧分压的测量基于极谱原理。人体微区组织液中的溶氧在极化电压的作用下，在氧分压传感针（阴极）上发生还原反应产生电流：

O2+2H2O+4e→4OH- （传感针上）

4Ag+4Cl-→4AgCl+4e-（参比电极上）

当极化电压固定在0.8 V时，电解速度恒定，极限电流与溶氧量成正比关系。将产生的微电流转换为电压信号后，再进行转换即可得到氧分压的数值。为了减少测量过程中残余电流的影响，使测量信号有较宽的线性响应范围，这里的参比电极选用饱和甘汞电极。

1．2 方法 多通道氧分压测量仪是与氧分压传感针配套的测量仪器。它能根据要求完成输入方式的选择、传感针的校准、工作条件的设定等初始化工作。然后自动扫描、采样、锁存数据，并完成数据的转换、处理、显示和储存。系统硬件结构框图见图1。

本仪器有3个输入通道，测量时每个通道分别与传感器相应的测量端连接即可，每一个通道都有对应的LCD输出显示。选择不同的工作模式，该通道对应的输出显示具有不同的含义。该仪器可有3种工作方式：即工作模式1、工作模式2和工作模式3。（1）在工作模式1状态下，3个通道完全独立地工作，分别用于同时监测3个不同穴位点的氧分压变化；（2）在工作模式2状态下，通道1作为基准通道（参考通道），通道2和通道3输出的分别是它们与通道1的氧分压的差值。这种工作模式主要用于观察某1个或2个穴位点相对于另1个穴位点的氧分压值的差异及变化情况；（3）在工作模式3状态下，通道1显示的是与之对应的穴位点1的氧分压值的实时变化。这种变化可以是对穴位点1施以不同的运针手法或因不同的留针时间所引起的。通道2用于观察对来自于穴位点1的刺激，穴位点2自身氧分压值的变化情况。通道3则用于观察对同样来自于穴位点1的刺激，穴位点3与穴位点2的联动情况，即通道3输出的是其与通道2的氧分压的差值。

2 结 果

结果表明：针刺对同经穴位的氧分压有明显的影响，而非经脉非穴位的对照点上的氧分压值则无明显的变化。分别对合谷穴采用补法运针和泻法运针，利用本仪器同时监测合谷穴、曲池穴与非穴位点的氧分压变化情况。实验显示不同的运针手法对曲池穴氧分压的影响是不同的。补法运针会使氧分压增加（增加氧气储备），泻法运针会使氧分压减少（氧耗增加）[1]。图2为针刺合谷穴后臂腧穴、曲池穴与非穴位点氧分压值测量曲线。

3 讨 论

中医理论认为经脉是人体气血的通道，穴位是气血灌注之处，气血中存在质能代谢与信息传输，且质能代谢不能没有氧分子的参与，因此经脉穴位中的氧分压可以作为它们活动的量度之一。在以往的研究中，我们曾对手阳明大肠经上的穴位与非穴位的氧分压进行了对比测定。但因是手动操作、人工读数，故1次无法同时监测多个穴位点，且采样时间间隔也受到限制。应用单片机控制下的测量仪极大地改善了实验条件，提高了实验的科学性和可信度。

本仪器同时也为现代医学的临床和科研工作提供了新的手段。例如，我们曾以小白鼠右腋下接种腹水癌细胞作为癌肿模型，用该仪器测定了癌组织与非癌组织氧代谢的差异；还以大白鼠作实验，用本仪器观察了窒息对组织中氧分压的影响[2]。

通过记录运动员运动过程中，由安静状态逐步进入运动状态直至运动停止后进入恢复状态全过程中，运动部位肌肉组织中氧分压的变化，可以分析运动员的竞技运动成绩与体能素质之间的关系。本仪器测试了中长跑运动员在脚踏式测功计上模拟运动的过程中氧分压的实时变化[2]，为运动员的选材和确定科学的训练、恢复方案提供了依据。

经脉穴位是中医药学的关键问题之一，如何用客观量化的方法识别经脉穴位并确定它们的三维结构，一直是困惑中医学界的老大难问题[3]。由于经脉穴位中的氧分压可作为其活动的量度之一，故本仪器作为监视经脉穴位活动的手段之一，为中医现代研究提供了新的测量方法与技术。

【参考文献】
[1] 喻凤兰. 不同针刺手法对健康人经穴氧分压的影响[J]. 中国针灸，1996，16（10）：15－16.

[2] 沈安华. 氧分压传感针的研制及应用实践初探[J]. 传感器世界，1996，2（7）：26－29.

[3] 任 恕. 传感针-我们始创的传感器[J]. 传感器世界，2004，10（5）：6－10.

[4] 沈 杰. 中医传感针及配套多通道测量仪的研制[J]. 传感器技术，2004，23（12）：38－42.

[5] 胡永熙. 基于状态观与系统论的生物医学传感技术的研究[J]. 传感器世界，1996，2（7）：30-34.

[6] 王幸之. 单片机应用系统抗干扰技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2000： 197-237.