高 棟 李鄉(xiāng)云 劉恩玲

1.山東省沂南縣中醫(yī)醫(yī)院，山東沂南276300；2.山東省沂南縣疾病預(yù)防控制中心，山東沂南276300

醫(yī)療器械的自動化、智能化是一大發(fā)展趨勢，特別中醫(yī)治療設(shè)備更需要現(xiàn)代化。醫(yī)院現(xiàn)在灸療方法為傳統(tǒng)艾灸法和艾灸儀灸療。缺點(diǎn)：傳統(tǒng)艾灸法醫(yī)生工作量大、煙霧大、患者舒適度差，意見大（督灸等方法患者躺一個多小時不能動）；我院有幾臺艾灸儀達(dá)不到傳統(tǒng)艾灸的治療效果。根據(jù)臨床需要想克服這些問題，我們通過大量臨床調(diào)查了解，設(shè)計一款由中心處理器、探測器、傳感器、驅(qū)動器、三維電動床等基本部件組成。這種設(shè)備即減輕醫(yī)生工作負(fù)擔(dān)也能解決排煙問題又能達(dá)到傳統(tǒng)艾灸的治療效果，目前這款治療儀已經(jīng)獲得一項(xiàng)國家發(fā)明專利（申請公布號：2018105481491）。在治療過程中，由于燃燒的艾絨或艾條懸吊在設(shè)備上患者可以改變體位休息，增加患者治療舒適度。也可以多個穴位一次性完成艾灸，灸療醫(yī)生省時省力。

1 材料與方法

1.1 三維移動電動床

床面運(yùn)動的三維立體移動是由三個馬達(dá)完成。M1 完成床面升降移動，用來調(diào)節(jié)艾灸頭到患者的皮膚的距離，可以手動用控制器調(diào)節(jié)，也可以用設(shè)置程序調(diào)節(jié)，主要是在艾灸的過程中根據(jù)患者的耐受力和艾灸頭的熱力來調(diào)節(jié)；M2 完成床面前后移動；M3 完成床面左右移動。M2、M3 基本用程序來控制，在程序控制下來改變艾灸穴位，同時也能手動調(diào)節(jié)，當(dāng)患者在灸療過程中移動了位置，艾灸點(diǎn)不在穴位上，可以用手動調(diào)節(jié)到設(shè)定位置。原來設(shè)計：有兩個馬達(dá)控制艾灸頭上下前后移動，艾灸頭移動排煙系統(tǒng)必須跟隨移動，這樣設(shè)計排煙系統(tǒng)很容易損壞，使用不方便，就改成現(xiàn)在這種方式，這種方式電源及控制系統(tǒng)線路全部設(shè)在非運(yùn)動系統(tǒng)，這樣線路不容易損壞，排煙系統(tǒng)也不需要移動，增強(qiáng)設(shè)備穩(wěn)定性，這是本設(shè)備的設(shè)計亮點(diǎn)。但是這種方式的缺點(diǎn)是馬達(dá)功率大，設(shè)備占空間也大。

1.2 吸煙、排煙系統(tǒng)

研究表明，施灸過程中，艾灸室內(nèi)空氣污染物氮氧化合物、一氧化碳和飄塵的含量濃度均高于國家環(huán)保法所規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)十倍之多[1-2]。艾灸煙可增加針灸醫(yī)生慢性咽炎的患病風(fēng)險多[3]。不管是對個人還是對環(huán)境，艾灸除煙都是勢在必行。排煙管路接室外抽風(fēng)機(jī)（參考生物安全柜的排氣方法），床體上面集煙罩將煙塵收集到排煙管路，經(jīng)過過濾網(wǎng)過濾，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)排到室外。抽風(fēng)機(jī)控制原理：煙塵傳感器是感應(yīng)艾灸室內(nèi)有煙塵時，中心處理器發(fā)出指令，驅(qū)動板驅(qū)動抽風(fēng)機(jī)工作，并且根據(jù)煙塵的濃度調(diào)節(jié)抽風(fēng)機(jī)的抽力。使室內(nèi)空氣保持潔凈，經(jīng)過濾網(wǎng)過濾的煙塵基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。集煙罩下端艾灰過濾裝置，設(shè)計方案：經(jīng)過多次操作測試，使用各種不同孔徑的絲網(wǎng)搖篩艾灰，觀察艾灰掉落情況，最終采用60 目絲網(wǎng)盛放艾灰。

1.3 中心處理器

整臺設(shè)備由觸摸屏與單片機(jī)控制，三維電動床的三維移動、傳感器工作狀態(tài)、控制面板的顯示、工作程序的寫入、艾灸頭的工作狀態(tài)等都由單片機(jī)來完成[4-6]。設(shè)備使灸前由醫(yī)生將艾灸模式寫到中心處理器，單片機(jī)內(nèi)儲存著多種艾灸模式，這些工作模式是由多名有經(jīng)驗(yàn)的艾灸醫(yī)生提供的，通過層層篩選和臨床驗(yàn)證才錄用的。在艾灸過程中通過導(dǎo)航跟蹤傳感器反饋信號對每個艾灸的穴位精準(zhǔn)定位，確定第一個使灸穴位開始灸療，根據(jù)程序設(shè)定灸完一個穴位，由中心處理器發(fā)出指令到驅(qū)動板，再灸另一個穴位，按循序完成整個灸療過程，并在顯示屏上顯示整個灸療過程。在灸療過程中也可以隨時修正艾灸狀態(tài)，如由于患者耐熱程度不同，需要改變灸頭到皮膚的距離、改變艾灸穴位和調(diào)整艾灸位置等。

1.4 溫度探測器

溫度探測器測試艾灸穴位艾灸時表皮的溫度（與紅外線體溫計原理相同），防止燒燙傷，根據(jù)測試溫度值調(diào)節(jié)艾灸頭到皮膚的距離。熱對皮膚、皮下組織的損傷程度，只要取決于溫度數(shù)值和熱作用時間[7]。臨床醫(yī)學(xué)中，42 ～45℃內(nèi)細(xì)胞死亡方式為凋亡，而不同細(xì)胞引起凋亡的溫度、時間相差很大。對敏感組織43℃時，30min 可能引起廣泛的細(xì)胞凋亡。當(dāng)溫度達(dá)到45℃時，壞死細(xì)胞的數(shù)量將迅速增加，溶酶體酶活性也開始增加，其崩解釋放的消化酶使損傷細(xì)胞蛋白消化溶解[8]。49℃熱源持續(xù)作用皮膚3min 可致表皮損傷，超過9min 表皮將壞死[9]。當(dāng)艾灸穴位皮膚超過設(shè)定溫度時，溫度探測器測試的溫度值通過傳感器傳到中心處理器，中心處理器將信息傳遞到到驅(qū)動板，驅(qū)動板驅(qū)動馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，使艾灸頭到皮膚的距離加大，反之當(dāng)艾灸穴位皮膚低于設(shè)定溫度時，就減小艾灸頭到皮膚的距離。

1.5 驅(qū)動板

寫入信息由中心處理器將信息傳到驅(qū)動板，或者由傳感器反饋信息作用于驅(qū)動板驅(qū)動馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)或停止，是艾灸頭到設(shè)定位置并設(shè)定停留時間（即灸療時間）。驅(qū)動板實(shí)際就是功率轉(zhuǎn)換控制板，將單片機(jī)發(fā)出的低功率信號轉(zhuǎn)換大功率信號，實(shí)現(xiàn)了弱電控制強(qiáng)電的轉(zhuǎn)換，同時電氣系統(tǒng)通過驅(qū)動板隔離了強(qiáng)電的干擾信號。驅(qū)動板的設(shè)置，有效的減少電子線路的故障，提高設(shè)備的使用率。同時也控制抽風(fēng)機(jī)馬達(dá)工作與停止。

1.6 傳感器

治療床面運(yùn)動限位、灸療穴位、灸頭到皮膚的距離、工作流程完成提示與設(shè)備故障報警等都是由傳感器來完成。

1.7 控制面板

控制面板包括顯示裝置、操作裝置、急停裝置等[10]。顯示裝置：通過觸摸屏選擇艾灸模式、艾灸穴位、艾灸軌跡，輸入工作流程[5]，設(shè)置完工作流程后，進(jìn)入工作狀態(tài)，顯示全工作過程，顯示艾灸時間，顯示通過傳感器傳到單片機(jī)的信息，顯示艾灸的穴位，正在艾灸的穴位皮膚的溫度等；操作裝置：操作床面上下、左右、前后移動，也控制抽風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)。急停裝置：用于設(shè)備失控或有危險時緊急停止工作用，一個灸療流程沒有結(jié)束時，需要停止灸療，也可以用急停按鈕停止工作。當(dāng)檢測到正在艾灸的穴位皮膚溫度高于設(shè)定溫度時會報警，當(dāng)檢測到溫度過高時（高出設(shè)置溫度5℃時），床面會自動下降10cm，并且急停裝置工作，整個工作流程結(jié)束，安全隱患解除以后，可以重新設(shè)置再繼續(xù)工作。

1.8 艾灸頭

艾灸頭是懸掛在設(shè)備上方，由多種規(guī)格的灸頭組成，各種灸頭可以相互置換：圓形鋼絲網(wǎng)容器其上有卡口，大小多個規(guī)格，圓形鋼絲網(wǎng)內(nèi)放艾絨，用于穴位灸療，根據(jù)穴位不同更換不同規(guī)格的艾絨容器；窄長方形鋼絲網(wǎng)容器其上有卡口，內(nèi)裝艾絨，多用于督灸；也可以直接將艾條裝在艾條固定器上，用于穴位灸療。鋼絲網(wǎng)容器卡扣接在煙塵收集罩上，煙塵收集器接在排煙系統(tǒng)上。單穴位艾灸條固定裝置：根據(jù)需要可以更換艾條夾持器接在煙塵收集罩上，用艾條灸療。

2 結(jié)果

目前國內(nèi)外尚未報道同類用于艾灸的治療設(shè)備，而與傳統(tǒng)設(shè)備和電加熱艾灸設(shè)備相比[11]，這款設(shè)備有一下核心技術(shù)：（1）獨(dú)特的三維艾灸床在單片機(jī)的控制下完成多穴位艾灸一次完成，特別是在做督灸時，減少治療時間、增加治療效果、患者在治療過程中可以適當(dāng)改變體位增加舒適感。一位灸療大夫可以同時給多位（5 ～10 位）患者使用艾灸儀進(jìn)行灸療，并且能保障傳統(tǒng)灸療的效果，增加工作效率，減輕醫(yī)生負(fù)擔(dān)。治療床的三維移動方式電源及控制系統(tǒng)線路全部設(shè)在非運(yùn)動系統(tǒng)，這樣線路不容易損壞，減少設(shè)備故障率。還設(shè)有急停開關(guān)鍵，能讓患者在感覺不適時迅速安全的停止治療，減少風(fēng)險發(fā)生。這樣凸顯設(shè)備設(shè)計個性化。（2）排煙系統(tǒng)的設(shè)計，降低污染。傳統(tǒng)艾灸盒、手持艾條穴位艾灸、督灸等方法室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，對患者和使灸者的健康危害特別大，使用吸煙過濾器排煙效果差、氣味重、噪聲大、勞動量大、成本高，2 ～ 3d 換一次過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)還不能重復(fù)使用。使用外排式排放一切問題都解決了。（3）艾灸頭的設(shè)計方便各種灸療方法的開展，也可以使用艾條使灸，能達(dá)到傳統(tǒng)灸療的效果。

目前該款設(shè)備樣機(jī)已投入臨床試用階段，關(guān)鍵是穴位精準(zhǔn)度的調(diào)試，使用情況基本能達(dá)到預(yù)想的效果。

3 討論與結(jié)論

現(xiàn)在我們國家加強(qiáng)中醫(yī)文化建設(shè)，大力開展各種中醫(yī)療法，艾灸是一種古老的中醫(yī)療法[12]，醫(yī)院和中醫(yī)診所都開展了的多種艾灸療法，艾灸能夠治療各種疼痛性疾病、頸椎病、腰間盤突出、肩周炎、靜脈炎、末梢神經(jīng)炎、關(guān)節(jié)炎、腰腿痛、腹痛、腹瀉、扭傷紅腫疼痛、面神經(jīng)麻痹、中風(fēng)、半身不遂、高血壓。內(nèi)、外、婦、兒、五官科、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿、內(nèi)分秘調(diào)節(jié)儀對減肥、祛斑、美白、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、對乳腺增生、乳腺囊性腫瘤、纖維瘤、女性更年期綜合征、盆腔炎、附件炎、痛經(jīng)、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病。對這些疾病特別是慢性病有很好的療效[13-15]，但中醫(yī)艾灸設(shè)備相對西醫(yī)來說比較少，自動化程度高的艾灸設(shè)備更少，中醫(yī)醫(yī)療設(shè)備科研人員數(shù)量有限，接觸中醫(yī)設(shè)備的設(shè)備科研人員更少。在醫(yī)療設(shè)備展會上也有類似設(shè)備，但是與臨床需求相差甚遠(yuǎn)，達(dá)不到艾灸的效果。因此設(shè)計制造這種艾灸設(shè)備用于臨床治療，將有助于提高我國在中醫(yī)艾灸設(shè)備水平，造?；颊?。