近红外激光照射人体劳宫穴和非穴位区的反射光谱特性的比较研究(4)

近红外激光照射人体劳宫穴和非穴位区的反射光谱特性的比较研究(4) 第29卷,第11期 光谱学与光谱分析 Vol.29,No.11,pp2930-2933 2009年11月 Spectroscopy and Spectral Analysis November,2009 近红外激光照射人体劳宫穴和非穴位区的反射光谱特性的比较研究 111*11221张祖德, 郭周义, 魏华江, 刘汉平, 钟会清, 杨洪钦, 谢树森, 刘颂豪 1. 华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室, 广东 广州510631 2. 福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州350007 摘 要 研究了人体劳宫穴及其周边的非穴位组织受不同功率的半导体激光(波长为808 nm功率分别为20， 50， 100 mW)照射前后在400,1 000 nm光谱范围的反射光谱特征及其差异。 实验采用带积分球附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪测量系统获取劳宫穴和非穴位组织的反射光谱。 结果表明， 在半导体激光照射前， 劳宫穴与非穴位的反射光谱的光谱轮廓相似， 波谷均出现在423， 544， 577， 980 nm处， 劳宫穴和非穴位在对应波谷的反射率值分别为17.1%， 26.1%， 25.9%， 35.0%和17.1%， 27.6%， 28.1%， 36.5%。 在475,1 000 nm， 合谷穴的反射率比非穴位小。 分别经过20， 50和100 mW不同功率的半导体激光照射后， 劳宫穴反射率较照射前明显下降， 并且随着照射功率增大， 反射率减小的幅度越大。 而非穴位组织经过不同功率的半导体激光照射后反射率较照射前稍有下降， 但远不及劳宫穴下降明显。 由此可见劳宫穴与非穴位的反射光谱存在差异， 并且劳宫穴对半导体激光照射的刺激比非穴位更敏感。 关键词 劳宫穴; 非穴位; 反射光谱; 半导体激光; 照射 中图分类号: R318.5 文献标识码: A DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2009)11-2930-04 引言 照射后的反射光谱， 对测量结果做出分析和比较， 为穴位光谱的 穴位和经络学说是中医学理论体系的核心内容之一， 是针灸特异性研究及激光针灸的临床应用提供了有益的参考数据。 临床治疗疾病的理论基础， 并有效地指导着当今中医各科的临床1 材料及方法 实践， 但它的实质是什么， 这一问题一直是困扰国内外生物医学1.1实验对象 界的一个世界性难题， 也是我国生命科学和医学界迫切需要解决健康成年人11例， 自愿参加检测者; 其中男6例， 女5的一个重要学术问题。 几十年来， 中西方科学工作者就力求用现例; 年龄最小21岁， 最大26岁， 平均年龄23.3岁。 受试者代科学来揭示经络的奥秘， 并从神经学、 解剖学、 生理学等方实验前用洗手液洗干净双手手掌， 烘干。 在针灸师的帮助下取受 ,,1-4面提出了不同的假说， 但有关经络研究的最基本的问题什么是试者劳宫穴(PC8)及左侧旁开2 cm处的非穴位作为对照， 定位穴位， 特别是它们与非穴位点之间有什么差别， 尚没有明确的结按中华人民共和国国家(GB12346—90)《经穴部位》进行。 光论。 近年来， 研究者试图从穴位本身的红外辐射以及对应脏腑的谱检测在暗室进行， 室温(22?3)?， 相对湿度(55?10), ， 室 ,,5-10功能上寻找突破口， 并取得一定成果。 特别是最近由谢树森内空气无明显流动， 周围环境无强噪声和电磁源。 受试者在实验 ,,11等提出来的“经络光学”， 通过检测穴位区域与非穴位区域的前30 min进入实验室， 静坐休息、 适应环境。 实验过程为先用反射光谱的差异， 从而得出穴位区域与非穴位区域的不同的生理激光对劳宫穴与非穴位照射10 min然后马上检测反射光谱， 激光学参数和光学特性参数。 此外， 还提到通过激光照射人体穴位或照射的功率依次为20， 50， 100 mW。 为排除干扰， 对于同一经脉线时所诱发的各种效应来区分穴位与非穴位的区别。 自从受试者， 实验分两周进行， 第一周的第一天检测受激光照射前劳 ,,121966 年匈牙利Mester提出了低强度激光具有生物刺激作用以宫穴的反射光谱， 第二、 第三、 第四天分别检测受20， 50， 100 来， 低强度激光照射穴位——即激光针灸， 以其无痛、 无菌、 安mW激光照射后劳宫穴的反射光谱。 第二周对非穴位做同样的检全、 易控、 操作简便以及兼备针刺、 热灸及其特有的理疗作用测。 每天的实验都是在同一时间开始进行。 ,,13-15在中医领域发展迅速。 但激光针灸作用的原理仍需进一步研1.2实验装置 究。 反射光谱在组织光学上得到了广泛的运用， 通过测量组织的人体穴位和非穴位组织的反射光谱的测量采用了带有积分球反射光谱， 可以得到组织的各种光学特性， 从而鉴别各种病变组附件的AvaSpec-2048光纤光谱仪来完成的， 测量的波长范围是: ,,16织于正常组织的区别。 本文利用光谱仪测量了劳宫穴与非穴位200,1 100 nm， SONY公司ILX554B型线阵CCD， 2048像素， 收稿日期:2008-11-18， 修订日期:2009-02-22 基金项目:国家自然科学基金项目(60778047)， 国家重点基础研究“973”项目(2006CB504505)， 广东省自然科学基金项目(06025080， 0632270)， 广东省科技项目(2008B030303074)和医学光电科学与技术教育部重点实验室(福建师范大学)开放课题项目(JYG0804, J YG0503)资助 作者简介:张祖德， 1984年生， 华南师范大学激光生命科学教育部重点实验室在读硕士研究生e-mail: zudezhang@163.com *通讯联系人e-mail: weihj@scnu.edu.cn 对照点在激光照射前的反射光谱以及他们分别受不同功率的激光积分时间1.1 ms,10 min， 光谱分辨率2.4 nm, 它的测量窗口直径 *通讯联系人e-mail: w-ximing@263.net 第29卷,第11期 光谱学与光谱分析 Vol.29,No.11,pp2930-2933 2009年11月 Spectroscopy and Spectral Analysis November,2009 大约为1 cm。 照射劳宫穴和非穴位的光源采用波长为808 nm功 率可调的半导体激光。 1.3统计学处理方法 组织光学参数以均数和标准差(X?SD) 表示, 采用t检验, p<0.05为有显著性差异, 利用统计软件SPSS10作统计处理。 2结果 在相同的条件下分别检测人体的劳宫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谱。 每个测量值都重复测量 6次来获取平均值， 测量结果具有很好的重复性， 所有测量得到 的反射率都用(X?SD)表示。 如图1表示劳宫穴和非穴位受激Reflectance spectroscopy of the non-acupoint before Fig.3 光照射前的反射光谱， 图2表示劳宫穴受激光照射前和受功率分and after irradiation with different power 别为20， 50， 100 mW的激光照射后的反射光谱， 图3表示非 穴位受激光照射前和受功率分别为20， 50， 100 mW的激光照射Table 1 Reflectance of Laogong acupoint before and after 后的反射光谱。 表1表示劳宫穴受激光照射前和受功率分别为20， irradiation with different power at different wavelengths 50， 100 mW的激光照射后分别在波长为423， 544， 577， 980 nm的波谷处的反射率， 表2为非穴位受激光照射前和受功率分别 为20， 50， 100 mW的激光照射以后分别在波长为423， 544， 577， 980 nm的波谷处的反射率。 Table 2 Reflectance (%) of non-acupoint before and after irradiation with different power at different wavelengths 3 讨论 Fig.1 Reflectance spectroscopy of the Laogong acupointion 受激光照射前， 劳宫穴和非穴位的反射光谱曲线整体变化趋and non-acupoint before irradiation 势基本相同， 在400,475 nm劳宫穴和非穴位的反射率基本相同， 在475,1 000 nm， 劳宫穴的反射率在任意波长都要比非穴位要 小， 如图1所示， 劳宫穴和非穴位在400,423 nm反射率随着波 长的增大而急剧下降， 在423 nm处达到一个波谷， 劳宫穴和非 穴位的反射率分别为17.1%和17.1%。 在423,515 nm反射率随着 波长增大而急剧上升。 在515~577 nm， 反射率先急剧下降， 然 后急剧上升， 再急剧下降， 其中两次达到波谷， 波谷对应波长 分别为544和577 nm。 这两个波谷对应的波长与人体血液吸收峰 几乎在同一波长。 在544 nm处劳宫穴和非穴位的反射率分别为 26.1%和27.6%， 在577 nm处分别为25.9%和28.1%。 在577, 630 nm， 随着波长的增加， 反射率几乎呈直线上升， 在630, 705 nm， 随着波长的增加， 反射率缓慢增加， 之后， 从705,Fig.2 Reflectance spectroscopy of the Laogong acupoint 980 nm， 随着波长的增加， 反射率缓慢降低， 在980 nm处达到before and after irradiation with different power 一个波谷， 劳宫穴和非穴位的反射率分别为35.0%和36.5%。 在 980,1 000 nm， 反射率又缓慢上升。 在400,800 nm 范围内与 第29卷,第11期 光谱学与光谱分析 Vol.29,No.11,pp2930-2933 2009年11月 Spectroscopy and Spectral Analysis November,2009 ,,17杨洪钦研究的人体载体皮肤组织的反射光谱基本一致。 后在423， 544， 577， 980 nm这,个波谷处的反射率分别为 经过20， 50， 100 mW不同功率的激光照射以后， 劳宫穴12.8%， 19.0%， 19.0%， 27.2%， 比受激光照射前分别下降了的反射率显著下降， 并且随着功率的增加反射率下降得越多， 如4.3%， 7.1%， 6.9%， 7.8%。 非穴位经过100 mW激光照射后图2所示， 但反射光谱轮廓与受激光照射前相似， 波谷仍然与受在,个波谷处的反射率依次为16.5%， 26.0%， 26.6%， 35.8%， 激光照射前的一样， 分别出现在423， 544， 577， 980 nm。 非比受激光照射前分别只下降了0.6%， 1.6%， 1.5%， 0.7%。 劳穴位经过不同功率的半导体激光照射后， 反射光谱轮廓也与受激宫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光照射前相似， 波谷与受激光照射前一样， 也是分别出现在423， 大的原因是劳宫穴比非穴位对外界刺激更敏感， 激光照射穴位以 ,,18544， 577， 980 nm， 如图3所示， 与劳宫穴不同的是， 非穴后， 随着照射功率的增大， 穴位组织的温度和血液灌注量增加， 位经过照射后， 随着照射功率增大， 反射率稍有下降， 但下降从而引起反射率下降。 幅度远没有劳宫穴那么明显。 如表1和表2所示， 劳宫穴经过4结论 20 mW激光照射后， 在423， 544， 577， 980 nm这,个波谷本文研究了人体劳宫穴和非穴位受激光照射前和受功率分别处的反射率分别为15.6%， 24.3%， 24.3%， 31.3%， 比受激光为20， 50和100 mW的半导体激光照射后在400,1 000 nm范围照射前分别下降了1.5%， 1.8%， 1.6%， 3.7%。 非穴位经过20 内的反射光谱， 通过对比， 得出以下结论: 受激光照射前， 劳mW激光照射后在,个波谷处的反射率依次为17.2%， 27.5%， 宫穴和非穴位在400,1 000 nm范围内的反射光谱形状基本相同， 27.9%， 36.5%， 比受激光照射前分别只下降了0.0%， 0.1%， 劳宫穴的反射率低于非穴位。 在受不同功率激光照射之后， 劳宫0.2%， 0.0%; 劳宫穴经过50 mW激光照射后在423， 544， 577， 穴和非穴位的反射率都随激光照射功率的增大而减小， 但劳宫穴980 nm这,个波谷处的反射率分别为14.8%， 22.1%， 22.1%， 反射率下降幅度比非穴位要大得多。 本研究说明劳宫穴与非穴位30.0%， 比受激光照射前分别下降了2.3%， 4.0%， 3.8%， 5.0%。 的反射光谱存在差异并且劳宫穴比非穴位对激光照射的刺激更敏非穴位经过50 mW激光照射后在4个波谷处的反射率依次为感。 这一结论为穴位的特异性研究以及临床激光针灸治疗疾病提16.4%， 26.7%， 27.4%， 36.4%， 比受激光照射前分别只下降供了有益的参考。 了0.7%， 0.9%， 0.7%， 0.1%; 劳宫穴经过100 mW激光照射 参 考 文 献 ,1,LIN Wen-zhu(林文注). 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Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, Fujian Normal University, Fuzhou350007, China Abstract Characteristics and differences 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 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 Laogong acupoint and non-acupoint at these wavelengths is 17.1%, 26.1%, 25.9% and 35.0%, and 17.1%, 27.6%, 28.1% and 36.5% respectively. But from 475 to 1 000 nm, the reflectance of Laogong acupoint is smaller than that of non-acupoint. After being irradiated by semiconductor laser at the power of 20, 50 and 100 mW, there is a very significant decrease in the reflectance of Laogong acupoint compared to that before irradiation, and the higher the power, the lower the reflectance. But there is just a small decrease in the reflectance for non-acupoint compared to that before irradiation. From the above results, it is clearly seen that Laogong acupoint is different from non-acupoint on reflectance spectroscopy, and Laogong acupoint is more sensitive to laser irradiation than non-acupoint tissue. Keywords Laogong acupoint; Non-acupoint; Reflection spectroscopy; Semiconductor laser; Irradiate (Received Nov. 18, 2008; accepted Feb. 22, 2009)