鍼治療の持ち上げと突き上げ操作の安定性と安全性を高めるための機械的構造

サマリー

このプロトコルは、鍼治療における持ち上げと突き上げの操作の可動域を制御するために使用できるカニューレを設計し、それによって安定性と安全性を向上させます。したがって、鍼治療の臨床応用と科学研究の両方に役立つことができます。

要約

鍼治療の治療効果は安全性と安定性の両方に依存しているため、これらの要素は鍼治療マニピュレーション研究に不可欠です。しかし、手動操作では避けられない不正確さが生じ、研究結果の信頼性に影響を与える可能性があります。この課題に対処するために、この研究では、動きの振幅を柔軟に調整できる独自の持ち上げおよび推力操作制御カニューレが設計されました。カニューレは3Dプリント技術を用いて作製され、鍼の可動範囲を光学センサー技術で記録することで、安定性維持の有効性を検証しました。この研究の結果は、制御カニューレが鍼治療の安定性を大幅に向上させ、人為的ミスを減らすことを示しています。この革新は、カニューレが鍼治療関連の実験的研究の精度と安全性の両方を確保するための貴重な補助ツールとして役立つ可能性があることを示唆しています。また、鍼灸治療の採用は、鍼灸治療の標準化にも貢献し、より一貫性のある正確な研究成果を確保することができます。これは、鍼灸研究と臨床応用の将来の進歩に不可欠です。

概要

ニードリングマニピュレーションは、鍼を患者さんの皮膚に挿入した後に行うことで、「DeQi」(経絡の経絡の気の誘導の感覚を指す)と呼ばれる鍼感覚を誘発するか、鍼感覚の方向と強度を調整します。鍼治療の重要な部分として、さまざまな鍼術がさまざまな効果を生み出します¹.ニードリングマニピュレーションは、鍼治療の有効性に影響を与える重要な要素です^2,3。研究によると、リフティングスラスト技術によって活性化される信号は、他のニードリング方法によって誘発される信号よりも強いことが示されています⁴。

鍼治療の治療効果は、刺激の強度^5,6,7と密接に関連しており、これは次に、使用される鍼操作の種類に依存します。その結果、鍼治療マニピュレーションの定量的-効果関係は、^{実験的研究8,9,10}の重要な領域である。標準化と再現性は、鍼灸研究の科学的妥当性を確保するために重要です¹¹。持ち上げ推力法とねじり法のいずれにおいても、特定の周波数と振幅の操作が必要であり^12,13、また、ツボの選択も疾患の治療にとって重要である¹⁴。しかし、手動鍼治療は人間のオペレーターに依存しているため、鍼操作中に一貫した周波数と振幅を維持することが困難になります¹⁵。さらに、気胸のような合併症を避けるための予防策を講じる必要があり、身体の特定の領域における針挿入の深さと方向を注意深く制御することによって^16,17。

したがって、鍼灸マニピュレーションの科学的研究における最も緊急の課題の一つは、鍼灸治療の安全性と標準化を確保するために不可欠な、鍼灸手技の安定性を向上させるためのコントローラーの開発である¹⁸。

リフティングスラストは、最も一般的に使用される基本的な鍼治療技術の1つです。これは、針を持ち上げて、特定の深さのツボに挿入した後、下に突き刺すことを含みます。上向きの動きはリフティングと呼ばれ、下向きの動きはスラストと呼ばれます。このプロセスは、所望の臨床効果を達成するために繰り返され、刺激のレベルは、持ち上げおよび推力運動の振幅および周波数に依存する19,20,21,22。現在、持ち上げと突き上げの技術の振幅は主に施術者によって制御されており、その有効性は「De Qi」(経穴での経絡気の誘導の感覚)の感覚に基づいて評価されることがよくあります^23、24、25。ただし、この技術の安定性と安全性を評価するための確立された基準はなく、針の挿入深さは開業医のスキルに完全に依存しています。

鍼灸の標準化を促進するために、パルス電気鍼灸、超音波鍼灸、マイクロ波鍼灸、レーザー鍼灸、体外衝撃波鍼灸など、従来の手動鍼灸に代わるいくつかの新しい技術が開発されました²⁶。これらの方法は、鍼治療の効果をある程度標準化するのにある程度役立ちますが、臨床診療における従来の手動鍼治療を完全に置き換えることはできません。したがって、手動鍼治療の操作を標準化することは依然として不可欠です。

前述の問題に対処するために、この研究では、持ち上げおよび突き上げ技術の安全性と安定性を向上させる鍼針カニューレを設計しました。この研究で使用された制御カニューレは、3Dプリンティング技術を使用して製造され( 材料の表を参照)、全体的な構造は、カニューレ、針スリーブ、調整可能なストッパーの3つのコンポーネントと、使い捨ての鍼で構成されています(図1)。カニューレ、ニードルスリーブ、調整可能なストッパーは、すべて3Dプリンティング技術で製作されました( 補足ファイル1、 補足ファイル2、 補足ファイル3参照)。

カニューレにはいくつかの利点があります:まず、振幅はストッパーによって制御され、開業医の負担が大幅に軽減されます。第二に、針とカニューレの分離により、鍼治療中の汚染を防ぎます。そして第三に、調整可能なスケールにより、針の深さと振幅を正確に制御でき、必要に応じて自由に調整できます。この研究の結果は、鍼治療技術の標準化を進めるために重要な鍼治療マニピュレーションに関する実験的研究のための安全な補助ツールを提供します。

プロトコル

プロトコルのすべての手順は、人間ではなく市販の人体シミュレーション材料( 材料の表を参照)で実施されたため、この研究には倫理的な問題は関与しませんでした。また、研究に参加したすべてのボランティアからインフォームドコンセントが得られました。この実験の参加者は、上海中医薬大学のアキュモックス・トゥイナ学院の学生20名でした。これらの学生は、「鍼灸と灸の科学」^{カリキュラム27}の一環として、鍼灸の持ち上げと突き上げの技術に関するコースワークを完了していました。さらに、彼らはレッスンと実践的な実践を通じて、人間の針の着用について約1年間の実践的な経験を積んでいました。使用した機器やソフトウェアの詳細は、 資料表に記載されています。

1. 制御カニューレの製作

1. カニューレ、ニードルスリーブ、調整可能なストッパーを3Dプリント技術を使用して準備します。
2. 3Dプリントの材料には白色樹脂を使用し、0.1mm以上の精度を確保し、エラーによる構造物の噛み合わせを防止します。また、この材料はより費用対効果が高く、構造の調整を容易にします。

2. ビデオ撮影

1. カメラ設定
   1. オペレーターの机の前に2本の三脚を適切な高さで置き、2台のモーションカメラを接続します。2台のモーションカメラ間の角度を60°〜120°に設定します(図2A)。
   2. 解像度1280×720ピクセル、MP4フォーマット、フルマニュアルモード(M)、絞りF1.2、シャッタースピード1/1000秒、ISO6400、オートホワイトバランス、光学ズーム0mmでカメラの設定を調整します。
2. キャリブレーション設定
   1. 15 cm × 15 cm × 15 cm の 3D キャリブレーション スタンドをテーブルの上に置きます (図 2B)。2台のモーションカメラの範囲内にあることを確認します。
3. トラッキングマーカーの配置
   1. 直径6.5mmのパッシブ赤外線反射球を準備します。参加者の右手親指の爪蓋に取り付けて、動きの軌跡を測定します。
4. 実験運転
   注:20人の参加者は、人間のシミュレーション材料に対して、持ち上げて突き上げる、押し上げる、重い突き上げと軽い持ち上げ、軽い突き上げと重い持ち上げの技術を含む、持ち上げと突き上げの操作を実行するように指示されました。各参加者は、人間のシミュレーション材料に対して、カニューレを15mmの振幅に設定した状態と使用しない場合の両方で、3種類の操作を完了しました。次に、振幅が5mm、10mm、15mmのカニューレを使用して3つの操作を繰り返しました。各操作セッションの間には、参加者間の一貫性を確保するために 30 分の間隔が設けられました。各操作は10回繰り返されました。
   1. カニューレなしで持ち上げと突き上げの操作を行います
      1. 持ち上げて突き出すのも簡単:針を20mmの深さまで挿入します。針を均一な速度で上下に持ち上げます ampリチュード 15 mm 、周波数 1 分あたり 60 回。
      2. 軽い持ち上げで重い突き上げ:針を20mmの深さまで挿入します。針を一定の深さまですばやく挿入し、次に15mmの振幅で毎分60回の頻度でゆっくりと表層に引き抜きます。
      3. 重いものを持ち上げる軽い突き上げ:針を20mmの深さまで挿入します。針を一定の深さまでゆっくりと挿入し、次に毎分60回の頻度で振幅15mmの浅い層に急速に引き抜きます。
   2. カニューレで持ち上げと突き上げの操作を行います
      注:針のサイズと互換性のある3つのカニューレを製作します。調整可能なストッパーを適切な長さにスライドさせて、振幅を5mm、10mm、および15mmに調整します。
      1. カニューレで5mmの振幅で操作します
         1. 持ち上げたり突き刺したりしても:針を針スリーブに固定します。ニードルスリーブを5mmの振幅のカニューレに配置します。針を20mmの深さまで挿入し、カニューレを毎分60回の頻度で均一な速度で上下に持ち上げます。
         2. 軽い持ち上げで重い突き上げ:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまですばやく挿入し、次に毎分60回の頻度でゆっくりと表層に引き抜きます。
         3. 重いものを持ち上げる軽いスラスト:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまでゆっくりと挿入し、その後、毎分60回の頻度で急速に表層に引き抜きます。
      2. カニューレで10mmの振幅で操作します
         1. 持ち上げたり突き刺したりしても:針を針スリーブに固定します。ニードルスリーブを10mmの振幅のカニューレに入れます。針を20mmの深さまで挿入し、カニューレを毎分60回の頻度で均一な速度で上下に持ち上げます。
         2. 軽い持ち上げで重い突き上げ:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまですばやく挿入し、次に毎分60回の頻度でゆっくりと表層に引き抜きます。
         3. 重いものを持ち上げる軽いスラスト:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまでゆっくりと挿入し、その後、毎分60回の頻度で急速に表層に引き抜きます。
      3. カニューレで15mmの振幅で操作します
         1. 持ち上げたり突き刺したりしても:針を針スリーブに固定します。ニードルスリーブを15mmの振幅のカニューレに配置します。針を20mmの深さまで挿入し、カニューレを毎分60回の頻度で均一な速度で上下に持ち上げます。
         2. 軽い持ち上げで重い突き上げ:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまですばやく挿入し、次に毎分60回の頻度でゆっくりと表層に引き抜きます。
         3. 重いものを持ち上げる軽いスラスト:同じカニューレを使用します。針を20mmの深さまで挿入します。針を限られた深さまでゆっくりと挿入し、その後、毎分60回の頻度で急速に表層に引き抜きます。

3. モーションキャプチャーおよび分析ソフトウェアとビデオ分析のプロジェクト構成

1. ビデオのエクスポートと名前変更
   メモ: カメラからすべてのビデオファイルをコンピューターの指定の保存ディスクに転送します。カメラ1とカメラ2の3Dキャリブレーションビデオファイルの名前をそれぞれ「1.mp4」と「2.mp4」に変更します。
   1. ビデオストレージ
      1. 操作動画をパソコン指定の保存ディスクに保存します。参加者のフルイニシャルを使用して、「xxx-1」と「xxx-2」の形式で名前を付けます。
2. リアリティモーションシステムプロジェクト構成(モーションキャプチャおよび分析ソフトウェア)
   1. 新しいプロジェクト: モーション キャプチャおよび分析ソフトウェアを起動し、[ 新しいプロジェクト] を選択します。プロジェクトタブでプロジェクト名を設定し、[ 作成して保存 ]をクリックして、指定したストレージディスクにプロジェクトを保存します。
   2. 仕様: [ 仕様] > [ポイント] > [親指の先端] を選択し、トラッキング ポイントを定義済みのポイント ボックスから使用済みポイント ボックスにドラッグし、[閉じる] ボタンをクリックして続行します。
   3. カメラグループの追加: [カメラ]>[カメラグループの追加 ]を右クリックして、新しいカメラグループを追加します。
   4. トラッキングファイルの選択:トラッキングボックスの「ファイルの選択」ボタンをクリックします。
   5. 操作ビデオのインポート: [既存のファイルを開く ]をクリックし、ポップアップウィンドウで操作ビデオ xxx-1 を選択します。 「適用 」をクリックして、ビデオのインポートを完了します。
   6. キャリブレーションビデオのインポート:3Dキャリブレーションボックスの[ ファイルの選択 ]をクリックして、対応するキャリブレーションビデオ「1.mp4」をインポートします。
   7. 他のビデオのインポート:手順3.2.5と同じ手順に従って、操作ビデオ「xxx-2」とそれに対応するキャリブレーションビデオ「2.mp4」をインポートします。
3. ビデオ分析
   1. カメラグループを開く:カメラグループを開き、[プロパティ]を右クリックし 1.mp4 >。
   2. 3Dキャリブレーションの実行:[3Dキャリブレーション]ボックスの[ 3Dキャリブレーション ]ボタンをクリックし、説明を入力して、[ ポイントの追加 ]ボタンを20回クリックして20ポイントを追加します。
   3. ポイントパラメータの設定:各ポイントの名前と対応するX、Y、Z値を設定し、キャリブレーションパラメータに従って[ 適用 ]をクリックします。
   4. キャリブレーションの完了: すべてのポイントを設定したら、キャリブレーション ビデオの各エンドポイントをクリックして 3D キャリブレーションを完了します。
   5. 他のカメラをキャリブレーションする: 手順 3.3.1 から 3.3.4 に従って、他のカメラの 3D キャリブレーションを完了します。
   6. 3Dトラッキングの設定: [カメラグループ]>[3Dトラッキング]を右クリックし、 すべてのカメラを選択し、[ OK ]ボタンをクリックして3Dトラッキングウィンドウを開きます。
   7. モードマッチングトラッキングの適用: 両方のカメラに [パターンマッチングトラッキングを使用] を設定します。最初のフレームの 親指の先端 ポイントを手動でクリックします。
   8. 自動追跡の開始: [自動検索 ]ボタンをクリックして、フレームごとに自動3D追跡を開始します。
   9. その他のビデオトラッキングを完了する:手順3.3.6〜3.3.8に従って、他のビデオのモーショントラッキングを完了します。
      注: 自動 3D トラッキング中にトラッキング ポイントが失われた場合は、ポイントが失われる行を選択して右クリックし、[ ここからポイントを破棄] を選択します。次に、ポイントと [自動検索 ]ボタンを再度クリックします。
4. データのエクスポート
   1. 3D計算の作成: [カメラグループ]を右クリックして[新しい3D計算]>[すべてのカメラ]を選択し、[3Dデータの作成]ウィンドウで [データの連続更新 ]と [データの明示的な保存 ]をオンにします。データを更新し、データをファイルに明示的に格納します。 「OK 」ボタンをクリックして続行します。
   2. エクスポート設定: エクスポート>すべてのデータを含むフォルダーを右クリックします。
   3. データファイルのエクスポート:[ エクスポート ]ボタンをクリックして、カスタマイズされた名前(*.txt)でデータファイルをエクスポートします。他のデータファイルも同じ方法でエクスポートします。

4. データ分析

1. データの要約
   1. 受動的な赤外線反射球のX軸、Y軸、Z軸上の移動範囲の最大値を参加者のサムネイルキャップに記録して、空間分散を測定します(図2C)。
   2. 標準偏差を計算し、平均値を取ります。データをMicrosoft Office Excelファイルに保存し、グラフ作成のために平均±標準偏差を計算します。
2. データの分析
   1. カニューレがある場合とない場合の条件の違いを評価するには、独立したサンプルの t検定 (正規分布と一致するデータの場合)またはランクサム検定(正規分布と一致しないデータの場合)を実行します。
   2. 次に、2因子、3水準の分散分析を実行して、さまざまな振幅の持ち上げと挿入の安定性を評価します。アルファ水準を p < 0.05に設定し、データ解析用のStatistical Packageを使用して、すべての統計解析を実行します。

結果

カニューレがリフティングおよびスラスト操作の安定性に及ぼす影響
グラフは、 図 3、 図 4、 および図 5 に示すように、1 人のオペレーターからのデータに基づいて生成されました。各図の横軸は時間を表し、縦軸はオペレーターの親指の先端にある追跡点の位置を表し、この点の運動軌跡を記録します。異なる色の2本の線は、カニューレがある場合とない場合の運動軌跡を示しています。

X軸、Y軸、Z軸の持ち上げと推力の操作中の動作範囲を 図6に示します。X軸とY軸は、それぞれ前後方向と左右方向の動きの偏差を表します。運動振幅が0に近いほど、持ち上げと推力の操作はより安定します。Z軸は上下運動偏差を表し、これがこの実験の主要な観測指標です。運動振幅が規定の15mmに近いほど、操作の安定性が向上します。X軸に沿った3つの持ち上...

ディスカッション

この研究では、鍼治療のリフティングと挿入操作の安定性と安全性を向上させるためのカニューレを革新的に設計し、その有効性を評価するための実験を実施しました。研究者たちは、構造設計に3Dモデリングを使用し、3Dプリントの材料として白色樹脂を使用しました。3Dプリンティング技術は、金型を製作する場合と比較して、低コストで構造調整が容易であるという利点があります。また、使い捨ての針はニードルスリーブの溝に横向きに配置されているため(図2)、鍼治療中に人が直接鍼に触れることがなく、臨床使用における感染リスクを低減します。

本研究では、3次元モーショントラッキングソフトウェアであるSimi Motion 3Dを用いて、持ち上げ・推力操作の動き振幅を捉えました。定規を使用した手動測定と比較して、3Dモーションソフトウェアを介してオペレーターの指の位置を追跡することで、各持ち上げおよび推力動作のさまざまな深さをより効率的かつ正確に測定することができました。Motion 3D...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
ブレンダー	ブレンダーインスティテュート B.V.	Blender 4.2.2 LTS	Blender は、無料のオープン ソースの 3D 作成スイートです。3Dパイプライン全体をサポートします。モデリング、リギング、アニメーション、シミュレーション、レンダリング、合成、モーショントラッキング、さらにはビデオ編集やゲーム制作まで。上級ユーザーは、Pythonスクリプト用のBlenderのAPIを使用して、アプリケーションをカスタマイズし、専用のツールを作成します。多くの場合、これらは Blender の将来のリリースに含まれています。Blender は、その統一されたパイプラインと応答性の高い開発プロセスの恩恵を受ける個人や小規模なスタジオに適しています。
人間のシミュレーション材料	東莞江趙シリコン工業有限公司	鍼灸練習皮膚モデル	ポータブル鍼灸練習皮膚モデル、シミュレートされた皮膚、延性層で、鍼治療の感覚をよりよくシミュレートできます。
IBM SPSS Statistics	IBM	R26.0.0.0	IBM SPSS Statisticsソフトウェアは、あらゆる経験レベルのユーザーに高度な統計分析を提供します。包括的な機能スイートを提供し、従来の統計ソフトウェアを超える柔軟性と使いやすさを提供します。
Prism 9	GraphPad Software, LLC.	GraphPad Prism 9.5.0 (525)	Prismはグラフを描くためのソフトウェアです。
Simi Reality Motion Systems	Simi Reality Motion Systems GmbH	Simi Motion 2D / 3D	Simi Motionは モーションキャプチャと2D/3D動作解析のための広範なプラットフォーム。