不同电针连接模式对大鼠心电图和神经放电的影响

摘要

迄今为止，在临床和基础研究中尚无统一的电针连接方法。本研究提出了一种实验方案，旨在通过比较不同连接方式对大鼠心电图（ECG）和神经放电的影响，探索连接电针仪器的最适宜方法。

摘要

电针（EA）是针灸中最常用的方法之一，对疼痛、抑郁、感觉运动障碍及其他疾病具有良好的疗效。EA的疗效受多种因素影响，例如穴位选择的准确性、电针治疗的持续时间与疗程，以及电针参数等。然而，关于电针仪器的正负极连接在不同位置和距离的穴位时是否会影响治疗效果，目前鲜有讨论。本实验观察了将电针仪器连接于不同位置和距离的穴位时，对大鼠心电图（ECG）及迷走神经放电活动的影响，并初步探讨了不同电针连接方式所形成的电场是否对机体功能产生影响。本实验中的电针连接方式包括：身体两侧的同名穴位、同侧经络内或不同经络的穴位，以及同一穴位区域内的两个针头。结果显示，当正负极分别连接于身体两侧的穴位时（如左右前肢或后肢），心电图和迷走神经活动的记录会受到干扰；当穴位位于身体同侧时，两针之间的距离越小，对心电图和迷走神经活动记录的影响越小，且该影响随电流增大而增强；当两个针位于同一穴位区域时，若未形成短路，则心电图和迷走神经活动的记录不受干扰。

引言

电针（EA）是一种针灸疗法，通过仪器输出脉冲电流作用于人体经络穴位来治疗疾病。电针具有刺激参数稳定且可调节的优点，可实现量化、定时操作，并节省人力，在某些疾病的治疗和科学研究中具有独特优势，例如各种神经痛的治疗机制研究、针刺麻醉、针刺镇痛等¹。

一些因素会影响电针（EA）的疗效，例如穴位准确性、治疗持续时间以及电针参数，如波形、脉冲强度和频率。临床上常用的电针为双向电针，其引起的组织损伤较小，对人体正常生理功能的干扰也较轻，同时具有防治疾病的作用。人体组织是由水、无机盐和带电胶体组成的复杂电解质导体²。当电针施加于人体时，电场中的带电粒子将发生移动，导致浓度和分布的变化，从而影响人体功能。运动、浓度及粒子分布的变化是电针治疗作用的基础¹。

在过去十年中，针对多种疾病的电针（EA）研究数量有所增加^1,2,3。关于电针中正负电极的连接方式，目前尚缺乏详细阐明该问题的研究。在实施电针时，应将电针仪上的正极和负极分别连接至两根针灸针，以实现电刺激作用。目前常见的连接模式如下：将身体同侧的两根针连接至相同穴位，或将身体同侧的不同穴位进行连接¹。然而，这些连接方式的有效性尚未得到证实。一些科学家推测，不应将身体两侧的针分别连接为正极和负极，否则电流可能影响心脏功能；而同一侧身体上的两个不同穴位则可以分别连接正负极³。部分研究人员认为，连接正负电极的针灸针应置于单一穴位区域内，以便在该穴位形成电刺激，从而促进经络感传²。

在不同穴位进行电针刺激可激活或抑制神经放电^4,5。许多研究阐述了足三里（ST36）电针刺激对迷走神经的影响^6,7,8。然而，这些研究尚未详细说明电针连接方式的作用机制，也未解释不同电针连接模式效应之间的差异。鉴于该研究领域的空白，本研究采用电生理技术，阐明不同电针连接方式对心电图（ECG）和神经活动的影响。研究结果为正确选择电针连接方式提供了进一步的证据。

方案

本实验方案经北京中医药大学实验动物伦理审查委员会批准，并严格按照实验方案进行（伦理审查编号：BUCM-2023110901-4046）。

1. 动物与分组

1. 动物
   1. 获取48只健康的雄性SPF级大鼠（8周龄），体重约为200–240 g。
      ​注：本研究中动物由维通利华公司提供［许可证号：SYXK（北京）2020-0033］。
   2. 将所有大鼠饲养于北京中医药大学动物实验中心。实验期间，确保大鼠可自由摄取食物和饮水。
   3. 维持12小时昼夜节律循环的饲养环境，并将环境温度控制在23 ± 2 °C。
   4. 将所有手术器械浸泡于75%酒精中并进行高压灭菌处理。使用紫外灯对动物操作室进行消毒。
   5. 所有动物手术均在麻醉下进行。通过腹腔注射20%乌拉坦（1 g/kg）对大鼠实施麻醉，并确保其保持自主呼吸。
   6. 手术期间使用恒温板维持大鼠体温在37 °C。
   7. 实验过程中使用红霉素眼膏保持大鼠眼部湿润。
   8. 实验结束后，在麻醉状态下对大鼠实施断头处死，并根据需要保存标本/样本。
2. 分组
   1. 根据电针连接方式随机分组。每组随机分配8只大鼠。
   2. 对照组（无针刺）：正常喂养大鼠，不进行任何处理。
   3. A组，左侧前肢单穴位组：将正负电针电极分别连接至曲池穴及距曲池穴3 mm处（见图1A）。曲池穴（LI11）位于肘关节外侧前缘凹陷处，定位后垂直进针，深度约5 mm。
   4. B组，左侧前肢双穴位组：将正负电针电极分别连接至曲池（LI11）和外关（TE5）穴（见图1B）。外关穴（TE5）位于前臂背侧，尺骨与桡骨之间，约在前臂下1/6折叠点外侧，进针深度为2 mm。
   5. C组，左侧前后肢双穴位组：将正负电针电极分别连接至曲池（LI11）和足三里（ST36）穴（见图1C）。足三里穴（ST36）位于腓骨小头下方5 mm、膝关节后外侧，垂直进针，深度约1 cm。
   6. D组，双侧后肢相同穴位组：将正负电针电极连接至双侧足三里（ST36）穴（见图1D）。
   7. E组，双侧前肢相同穴位组：将正负电针电极连接至双侧曲池穴（见图1E）。

2. 心电图连接

1. 将大鼠充分麻醉后，使其仰卧位固定。
2. 将1/2 英寸的针灸针平行于大鼠右侧前肢腕部、右侧后肢和左侧后肢的皮肤插入，避免刺入肌肉。
3. 将针柄连接至记录电极：正极（白色）连接右侧前肢，负极（红色）连接左侧后肢，参考电极（黑色）连接右侧后肢（见图2）。
4. 使用生理信号记录仪实时记录大鼠标准肢体II导联体表心电图（采样率：1 KHz，滤波范围：高通滤波器0.8 Hz，低通滤波器200 Hz）。

3. 迷走神经的分离及迷走神经放电信号的记录

1. 将麻醉后的大鼠仰卧位固定，在喉部与胸骨之间沿颈部正中线做一长度为2-4 cm的切口。
2. 找到右侧颈动脉鞘（内含颈总动脉、迷走神经及交感干）后，切断右侧迷走神经主干约1-2 cm（见图3A）。
   注意：交感神经位于颈总动脉外侧，与迷走神经伴行。与迷走神经相比，颈段交感神经较细。
3. 将神经主干与一对铜钩电极连接，并将参考电极夹在切口处以消除干扰。实验全程使用生理盐水维持迷走神经的活性（见图3B）。
4. 用矿物油覆盖创面，以保持电极与肌肉之间的绝缘。
5. 使用生理信号记录仪实时记录大鼠的神经放电情况（采样率：5 KHz，滤波范围：高通滤波100 Hz，低通滤波1000 Hz）。

4. 电针干预

注意：在大鼠心电图和迷走神经放电稳定后进行针刺。

1. 将两个针柄分别连接到电针仪的针夹上。
2. 将电针刺激设置为双向方波，脉宽为 0.3 ms，刺激强度为 0.2 mA，频率为 10 Hz，刺激时间为 20 min。
3. 实时观察不同电针连接模式下大鼠心电图和神经放电的变化。使用生理信号记录仪在无刺激时采集 30 s 数据，电针前采集 30 s 数据，电针后采集 30 s 数据。
4. 使用记录软件记录大鼠心率、心电图波形及迷走神经放电的变化。

5. 数据的统计分析

1. 比较不同电针（EA）连接模式下大鼠心电图（ECG）和神经放电的变化（电针前后）。
2. 所有实验数据均以均值 ± 标准误表示。
3. 数据通过正态分布检验后采用学生t检验；对电针前后变化的比较采用配对样本t检验，以 p < 0.05 为差异具有统计学意义。

结果

不同电针连接模式对大鼠心电图的影响
在对照组中，记录了正常大鼠的心电图（见图4A）。结果显示，大鼠的基线条件存在显著差异，心率范围为258至473次/分钟（见补充表1）。

A组的记录数据与对照组相似。A组大鼠在电针刺激后，心率和波形均无显著变化（见图4A）。B组的心电图波形相较于对照组和A组仅有轻微干扰，该组的心率仍可实时记录。其他组的结果显示，心电图数据受到电针频率的干扰（见图4A），因此在电针干预期间无法实时记录心电图。故我们在电针干预前和干预后各记录60秒的数据。

C组和D组...

讨论

在本实验中，我们观察了正负电极不同连接方式对心率、迷走神经活动频率及放电幅度的影响。结果显示，当正负极连接至身体双侧前肢时，会影响生物电的发放；当正负极连接于身体同侧时，两针距离越近，对生物电的影响越小。电流越大，对生物电的影响越大。因此，我们推荐采用同穴位的连接方式，该方式不会改变生物电。

通常情况下，由于身体电阻的存在，随着电针（EA）正负极之间距离的增加，电场强度也随之增强¹。目前尚不清楚电场效应是否会影响经络的运行及穴位的功能。为了验证这一点，需要更严谨的实验设计。在电针刺激过程中，记录设备会同时捕捉到来自电针刺激信号的伪迹以及组织本身的电信号。因此，所记录到的频率实际上是这两种信号的叠加，从而导致记录结果发生失真。因此，一些研究人员在电针治疗期间中止数据记录，这使得他们无法观察整个过程中组织放电的变化情况⁹。在我们的实验中，即使在对侧同名穴位连接模式以及同侧前后肢连接模式下电流非常微弱，电针的频率仍会直接影响心电图（ECG）记录和神经放电记录。这种现象在电针研究中被称为电针伪迹...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
针灸针	Hwato	N/A
BL-420N 生理信号记录仪	Techman	LAB-0017-0002-CDTM
电针仪	HANS	200A
红霉素软膏	双吉	N/A
矿物油	Solarbio	8012-95-1
恒温大鼠板	Techman	JR-30