近紅外激光照射人體勞宮穴和非穴位區(qū)的反射光譜特性的

1、第29卷,第11期 光譜學(xué)與光譜分析 Vol.29,No.11,pp2930-29332009年11月 Spectroscopy and Spectral Analysis November,2009近紅外激光照射人體勞宮穴和非穴位區(qū)的反射光譜特性的比較研究張祖德1, 郭周義1, 魏華江1*, 劉漢平1, 鐘會清1, 楊洪欽2, 謝樹森2, 劉頌豪11. 華南師范大學(xué)激光生命科學(xué)教育部重點實驗室, 廣東 廣州510631 2. 福建師范大學(xué)醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室, 福建 福州350007摘 要 研究了人體勞宮穴及其周邊的非穴位組織受不同功率的半導(dǎo)體激光（波長為808 nm功率分別為

2、20， 50， 100 mW）照射前后在4001 000 nm光譜范圍的反射光譜特征及其差異。 實驗采用帶積分球附件的AvaSpec-2048光纖光譜儀測量系統(tǒng)獲取勞宮穴和非穴位組織的反射光譜。 結(jié)果表明， 在半導(dǎo)體激光照射前， 勞宮穴與非穴位的反射光譜的光譜輪廓相似， 波谷均出現(xiàn)在423， 544， 577， 980 nm處， 勞宮穴和非穴位在對應(yīng)波谷的反射率值分別為17.1%， 26.1%， 25.9%， 35.0%和17.1%， 27.6%， 28.1%， 36.5%。 在4751 000 nm， 合谷穴的反射率比非穴位小。 分別經(jīng)過20， 50和100 mW不同功率的半導(dǎo)體激光照射后，

3、 勞宮穴反射率較照射前明顯下降， 并且隨著照射功率增大， 反射率減小的幅度越大。 而非穴位組織經(jīng)過不同功率的半導(dǎo)體激光照射后反射率較照射前稍有下降， 但遠(yuǎn)不及勞宮穴下降明顯。 由此可見勞宮穴與非穴位的反射光譜存在差異， 并且勞宮穴對半導(dǎo)體激光照射的刺激比非穴位更敏感。關(guān)鍵詞 勞宮穴； 非穴位； 反射光譜； 半導(dǎo)體激光； 照射中圖分類號： R318.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI：引言收稿日期：2008-11-18， 修訂日期：2009-02-22基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(60778047)， 國家重點基礎(chǔ)研究“973”項目(2006CB504505)， 廣東省自然科學(xué)基金項目(060250

4、80， 0632270)， 廣東省科技計劃項目（2008B030303074）和醫(yī)學(xué)光電科學(xué)與技術(shù)教育部重點實驗室（福建師范大學(xué)）開放課題項目(JYG0804, J YG0503)資助作者簡介：張祖德， 1984年生， 華南師范大學(xué)激光生命科學(xué)教育部重點實驗室在讀碩士研究生e-mail: zudezhang *通訊聯(lián)系人e-mail: weihj *通訊聯(lián)系人e-mail: w-ximing穴位和經(jīng)絡(luò)學(xué)說是中醫(yī)學(xué)理論體系的核心內(nèi)容之一， 是針灸臨床治療疾病的理論基礎(chǔ)， 并有效地指導(dǎo)著當(dāng)今中醫(yī)各科的臨床實踐， 但它的實質(zhì)是什么， 這一問題一直是困擾國內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)界的一個世界性難題， 也是我國生命

5、科學(xué)和醫(yī)學(xué)界迫切需要解決的一個重要學(xué)術(shù)問題。 幾十年來， 中西方科學(xué)工作者就力求用現(xiàn)代科學(xué)來揭示經(jīng)絡(luò)的奧秘， 并從神經(jīng)學(xué)、 解剖學(xué)、 生理學(xué)等方面提出了不同的假說1-4， 但有關(guān)經(jīng)絡(luò)研究的最基本的問題什么是穴位， 特別是它們與非穴位點之間有什么差別， 尚沒有明確的結(jié)論。 近年來， 研究者試圖從穴位本身的紅外輻射以及對應(yīng)臟腑的功能上尋找突破口， 并取得一定成果5-10。 特別是最近由謝樹森等提出來的“經(jīng)絡(luò)光學(xué)11”， 通過檢測穴位區(qū)域與非穴位區(qū)域的反射光譜的差異， 從而得出穴位區(qū)域與非穴位區(qū)域的不同的生理學(xué)參數(shù)和光學(xué)特性參數(shù)。 此外， 還提到通過激光照射人體穴位或經(jīng)脈線時所誘發(fā)的各種效應(yīng)來區(qū)分穴

6、位與非穴位的區(qū)別。 自從1966 年匈牙利Mester提出了低強(qiáng)度激光具有生物刺激作用12以來， 低強(qiáng)度激光照射穴位即激光針灸， 以其無痛、 無菌、 安全、 易控、 操作簡便以及兼?zhèn)溽槾獭?熱灸及其特有的理療作用在中醫(yī)領(lǐng)域發(fā)展迅速。 但激光針灸作用的原理13-15仍需進(jìn)一步研究。 反射光譜在組織光學(xué)上得到了廣泛的運用， 通過測量組織的反射光譜， 可以得到組織的各種光學(xué)特性， 從而鑒別各種病變組織于正常組織的區(qū)別16。 本文利用光譜儀測量了勞宮穴與非穴位對照點在激光照射前的反射光譜以及他們分別受不同功率的激光照射后的反射光譜， 對測量結(jié)果做出分析和比較， 為穴位光譜的特異性研究及激光針灸的臨床應(yīng)

7、用提供了有益的參考數(shù)據(jù)。1 材料及方法1.1實驗對象健康成年人11例， 自愿參加檢測者； 其中男6例， 女5例； 年齡最小21歲， 最大26歲， 平均年齡23.3歲。 受試者實驗前用洗手液洗干凈雙手手掌， 烘干。 在針灸師的幫助下取受試者勞宮穴（PC8）及左側(cè)旁開2 cm處的非穴位作為對照， 定位按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB1234690)經(jīng)穴部位進(jìn)行。 光譜檢測在暗室進(jìn)行， 室溫(22±3)， 相對濕度（55±10） ， 室內(nèi)空氣無明顯流動， 周圍環(huán)境無強(qiáng)噪聲和電磁源。 受試者在實驗前30 min進(jìn)入實驗室， 靜坐休息、 適應(yīng)環(huán)境。 實驗過程為先用激光對勞宮穴與非穴位照

8、射10 min然后馬上檢測反射光譜， 激光照射的功率依次為20， 50， 100 mW。 為排除干擾， 對于同一受試者， 實驗分兩周進(jìn)行， 第一周的第一天檢測受激光照射前勞宮穴的反射光譜， 第二、 第三、 第四天分別檢測受20， 50， 100 mW激光照射后勞宮穴的反射光譜。 第二周對非穴位做同樣的檢測。 每天的實驗都是在同一時間開始進(jìn)行。1.2實驗裝置人體穴位和非穴位組織的反射光譜的測量采用了帶有積分球附件的AvaSpec-2048光纖光譜儀來完成的， 測量的波長范圍是： 2001 100 nm， SONY公司ILX554B型線陣CCD， 2048像素， 積分時間1.1 ms10 min，

9、 光譜分辨率2.4 nm, 它的測量窗口直徑大約為1 cm。 照射勞宮穴和非穴位的光源采用波長為808 nm功率可調(diào)的半導(dǎo)體激光。1.3統(tǒng)計學(xué)處理方法組織光學(xué)參數(shù)以均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD) 表示, 采用t檢驗, p<0.05為有顯著性差異, 利用統(tǒng)計軟件SPSS10作統(tǒng)計處理。2結(jié)果在相同的條件下分別檢測人體的勞宮穴和非穴位受激光照射前和受不同功率激光照射后的反射光譜。 每個測量值都重復(fù)測量6次來獲取平均值， 測量結(jié)果具有很好的重復(fù)性， 所有測量得到的反射率都用（X±SD）表示。 如圖1表示勞宮穴和非穴位受激光照射前的反射光譜， 圖2表示勞宮穴受激光照射前和受功率分別

10、為20， 50， 100 mW的激光照射后的反射光譜， 圖3表示非穴位受激光照射前和受功率分別為20， 50， 100 mW的激光照射后的反射光譜。 表1表示勞宮穴受激光照射前和受功率分別為20， 50， 100 mW的激光照射后分別在波長為423， 544， 577， 980 nm的波谷處的反射率， 表2為非穴位受激光照射前和受功率分別為20， 50， 100 mW的激光照射以后分別在波長為423， 544， 577， 980 nm的波谷處的反射率。Fig.1 Reflectance spectroscopy of the Laogong acupointionand non-acupoin

11、t before irradiationFig.2 Reflectance spectroscopy of the Laogong acupointbefore and after irradiation with different powerFig.3 Reflectance spectroscopy of the non-acupoint beforeand after irradiation with different powerTable 1 Reflectance of Laogong acupoint before and after irradiation with diff

12、erent power at different wavelengthsTable 2 Reflectance (%) of non-acupoint before and after irradiation with different power at different wavelengths3 討論受激光照射前， 勞宮穴和非穴位的反射光譜曲線整體變化趨勢基本相同， 在400475 nm勞宮穴和非穴位的反射率基本相同， 在4751 000 nm， 勞宮穴的反射率在任意波長都要比非穴位要小， 如圖1所示， 勞宮穴和非穴位在400423 nm反射率隨著波長的增大而急劇下降， 在423 nm處

13、達(dá)到一個波谷， 勞宮穴和非穴位的反射率分別為17.1%和17.1%。 在423515 nm反射率隨著波長增大而急劇上升。 在515577 nm， 反射率先急劇下降， 然后急劇上升， 再急劇下降， 其中兩次達(dá)到波谷， 波谷對應(yīng)波長分別為544和577 nm。 這兩個波谷對應(yīng)的波長與人體血液吸收峰幾乎在同一波長。 在544 nm處勞宮穴和非穴位的反射率分別為26.1%和27.6%， 在577 nm處分別為25.9%和28.1%。 在577630 nm， 隨著波長的增加， 反射率幾乎呈直線上升， 在630705 nm， 隨著波長的增加， 反射率緩慢增加， 之后， 從705980 nm， 隨著波長的增

14、加， 反射率緩慢降低， 在980 nm處達(dá)到一個波谷， 勞宮穴和非穴位的反射率分別為35.0%和36.5%。 在9801 000 nm， 反射率又緩慢上升。 在400800 nm 范圍內(nèi)與楊洪欽研究的人體載體皮膚組織的反射光譜17基本一致。經(jīng)過20， 50， 100 mW不同功率的激光照射以后， 勞宮穴的反射率顯著下降， 并且隨著功率的增加反射率下降得越多， 如圖2所示， 但反射光譜輪廓與受激光照射前相似， 波谷仍然與受激光照射前的一樣， 分別出現(xiàn)在423， 544， 577， 980 nm。 非穴位經(jīng)過不同功率的半導(dǎo)體激光照射后， 反射光譜輪廓也與受激光照射前相似， 波谷與受激光照射前一樣，

15、 也是分別出現(xiàn)在423， 544， 577， 980 nm， 如圖3所示， 與勞宮穴不同的是， 非穴位經(jīng)過照射后， 隨著照射功率增大， 反射率稍有下降， 但下降幅度遠(yuǎn)沒有勞宮穴那么明顯。 如表1和表2所示， 勞宮穴經(jīng)過20 mW激光照射后， 在423， 544， 577， 980 nm這個波谷處的反射率分別為15.6%， 24.3%， 24.3%， 31.3%， 比受激光照射前分別下降了1.5%， 1.8%， 1.6%， 3.7%。 非穴位經(jīng)過20 mW激光照射后在個波谷處的反射率依次為17.2%， 27.5%， 27.9%， 36.5%， 比受激光照射前分別只下降了0.0%， 0.1%， 0

16、.2%， 0.0%； 勞宮穴經(jīng)過50 mW激光照射后在423， 544， 577， 980 nm這個波谷處的反射率分別為14.8%， 22.1%， 22.1%， 30.0%， 比受激光照射前分別下降了2.3%， 4.0%， 3.8%， 5.0%。 非穴位經(jīng)過50 mW激光照射后在4個波谷處的反射率依次為16.4%， 26.7%， 27.4%， 36.4%， 比受激光照射前分別只下降了0.7%， 0.9%， 0.7%， 0.1%； 勞宮穴經(jīng)過100 mW激光照射后在423， 544， 577， 980 nm這個波谷處的反射率分別為12.8%， 19.0%， 19.0%， 27.2%， 比受激光照

17、射前分別下降了4.3%， 7.1%， 6.9%， 7.8%。 非穴位經(jīng)過100 mW激光照射后在個波谷處的反射率依次為16.5%， 26.0%， 26.6%， 35.8%， 比受激光照射前分別只下降了0.6%， 1.6%， 1.5%， 0.7%。 勞宮穴在受激光照射以后反射率下降幅度比非穴位反射率下降幅度大的原因是勞宮穴比非穴位對外界刺激更敏感， 激光照射穴位以后， 隨著照射功率的增大， 穴位組織的溫度和血液灌注量增加18， 從而引起反射率下降。4結(jié)論本文研究了人體勞宮穴和非穴位受激光照射前和受功率分別為20， 50和100 mW的半導(dǎo)體激光照射后在4001 000 nm范圍內(nèi)的反射光譜， 通

18、過對比， 得出以下結(jié)論： 受激光照射前， 勞宮穴和非穴位在4001 000 nm范圍內(nèi)的反射光譜形狀基本相同， 勞宮穴的反射率低于非穴位。 在受不同功率激光照射之后， 勞宮穴和非穴位的反射率都隨激光照射功率的增大而減小， 但勞宮穴反射率下降幅度比非穴位要大得多。 本研究說明勞宮穴與非穴位的反射光譜存在差異并且勞宮穴比非穴位對激光照射的刺激更敏感。 這一結(jié)論為穴位的特異性研究以及臨床激光針灸治療疾病提供了有益的參考。參 考 文 獻(xiàn)1LIN Wen-zhu(林文注). Shanghai Journal of Acupuncture and Moxibustion(上海針灸雜志), 1998, 17

19、(4): 37.2FEI Lun, CHENG Huan-sheng, CAI De-heng, et al(費倫, 承煥生， 蔡德亨, 等). Chinese Science Bulletin(科學(xué)通報), 1998, 43(6)： 658.3YU An-sheng, ZHAO Ying-xia, YAN Zhen-guo(余安勝, 趙英俠, 嚴(yán)振國). Chinese Acupuncture and Moxibustion(中國針灸), 1999, 19(1): 27.4MIN You-jiang, YAO Hai-hua, YAN Zhen-guo(閔友江, 姚海華, 嚴(yán)振國). Jou

20、rnal of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報), 2007, 9(4)： 27.5HAN Yin-hua, DING Guang-hong, SHEN Xue-yong, et al(韓吟華, 丁光宏, 沈雪勇, 等). Shanghai Journal of Biomedical Engineering(上海生物醫(yī)學(xué)工程), 2005, 26(4): 198.6DING Guang-hong， YAO Wei, CHU Jun-hao, et al(丁光宏, 姚偉, 褚君浩, 等). Chinese

21、 Science Bulletin(科學(xué)通報), 2000, 45(23): 2530.7Lo S Y. Meridians in Acupuncture and Infrared Imaging. Med. Hypoth., 2002, 58: 72.8LIU Han-ping, SHEN Xue-yong, DENG Hai-ping, et al(劉漢平, 沈雪勇, 鄧海平, 等). Shanghai Journal of Traditional Chinese Medicine(上海中醫(yī)藥雜志), 2004, 38(4): 52.9YANG Hong-qin, XIE Shu-sen,

22、 HU Xiang-long, et al. Am. J. Chinese Medicine, 2007, 35(2): 231.10Yang Hongqin, Xie Shusen, Liu Songhao, et al. Am. J. Chinese Medicine, 2007, 35(5): 743.11LI Hui, YANG Hong-qin, XIE Shu-sen(李暉， 楊洪欽， 謝樹森). Science in China, G（中國科學(xué)·G輯）, 2007, 37: 62.12Mester E. OrvHetil, 1966, 107(22): 1012.13L

23、I Zhong-ming, ZHANG Zhen-xi（李忠明, 張鎮(zhèn)西）. Chinese Acta Laser Biology Sinica(激光生物學(xué)報)， 2006, 15 (3): 272.14Whttaker P. Lasers in Medical Science, 2004, 19(2): 69.15Niemz Markolf H. Laser-Tissue Interactions Fundamentals and Applications(激光與生物組織的相互作用原理及應(yīng)用). Translated by ZHANG Zhen-xi(張振西， 譯). Beijing: Sc

24、ience Press(北京： 科學(xué)出版社), 2005.16Urs Utzinger, Molly Brewer, Elvio Silva, et al. Lasers in Surgery and Medicine, 2001, 28: 56.17YANG Hong-qin, XIE Shu-sen, LI Hui, et al(楊洪欽， 謝樹森， 李暉， 等). Chinese Optics Letters(中國光學(xué)快報), 2007, 5(3): 181.18WANG Xianju, ZENG Changchun, LIU Hanping, et al. Proc. SPIE, 200

25、5, 6047: 604701-1.Comparative Study of Reflectance Spectroscopy of Human Laogong Acupoint and Non-Acupoint Tissues Irradiated by Near-Infrared LaserZHANG Zu-de1， GUO Zhou-yi1， WEI Hua-jiang1*， LIU Han-ping1， ZHONG Hui-qing1， YANG Hong-qin2， XIE Shu-sen2，LIU Song-hao11. Key Laboratory of Laser Life S

26、cience and Institute of Laser Life Science, Ministry of Education, South China Normal University, Guangzhou510631, China2. Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, Fujian Normal University, Fuzhou350007, ChinaAbstract Characteristics and differen

27、ces of reflectance spectroscopy of human Laogong acupoint and non-acupoint tissues before and after irradiation by different power of laser were studied in the spectral range from 400 to 1 000 nm. A wavelength 808 nm semiconductor laser was used for irradiation at the power of 20, 50 and 100 mW for

28、ten minutes. Reflectance spectra of human Laogong acupoint and non-acupoint tissues were measured by using an AvaSpec-2048 optical fiber spectroscopy with an integrating sphere attachment. The result shows that before irradiation the shape of the reflectance spectra of Laogong acupoint and non-acupoint is similar, they have the same troughs at 423, 544, 577 and 980 nm, and the reflectance for La