鄒和德 周文輝 程妍 張迪

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，哈爾濱 150040）

火針，又名燔針、燒針，首見(jiàn)于《黃帝內(nèi)經(jīng)》，在《靈樞·官針》中有“悴刺者，刺燔針則取痹也”的記載?；疳槸煼ń?jīng)過(guò)歷代醫(yī)家不斷地研究、改進(jìn)、發(fā)展，現(xiàn)今已成為中醫(yī)理論系統(tǒng)中較為完善和富有特色的針灸治療方法?；疳樦饕ㄟ^(guò)溫灸和針刺雙重刺激一定的穴位發(fā)揮溫陽(yáng)補(bǔ)虛、溫經(jīng)散寒、祛痛止癢、除麻止痙等作用，適用于痤瘡、多發(fā)性毛囊炎、濕疹、帶狀皰疹、白癜風(fēng)、扁平疣、神經(jīng)性皮炎等多種皮膚疾病，治療疾病范圍廣，且均能獲得較好效果，臨床應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)火針針具粗大，容易造成皮膚損傷且易使患者產(chǎn)生恐懼心理，對(duì)操作者的技術(shù)要求比較高，而毫火針操作過(guò)程中易彎曲變形［1］，火焰加熱法在針尖離開(kāi)后容易迅速散熱變黑，操作不嫻熟很難達(dá)到目標(biāo)效果，正如《針灸大成》所述“火針即燁針，頻以麻油蘸其針，燈上燒令其紅，用方有功。若不紅不能祛病，反損于人”。現(xiàn)有的電火針及槍式電火針等器械則存在一些操作不便、成本高、使用復(fù)雜的不足［2］，為此提出設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電火針筆。

1 簡(jiǎn)易電火針筆的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)與操作

1.1 設(shè)計(jì)原理

電火針筆整體設(shè)計(jì)分為兩大部分，機(jī)械部分與電路部分。機(jī)械部分分為筆身與筆芯兩大結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)電火針各結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算，進(jìn)行兩者的精密配合，整體結(jié)構(gòu)類似左輪手槍的轉(zhuǎn)輪彈夾，筆頭處出針孔與筆芯轉(zhuǎn)輪上的儲(chǔ)針槽、推桿、按鈕帽位于同一條軸上，推桿與儲(chǔ)針槽接觸面有磁性可吸引成整體，按下按鈕帽針具即刺出，相當(dāng)于左輪手槍子彈擊出，泄力時(shí)彈簧可使儲(chǔ)針槽自動(dòng)回彈。儲(chǔ)針槽直徑大于推桿，回拉推桿由于推桿外筒的阻擋可分離兩者，撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪換針（即換儲(chǔ)針槽），裝有新針的儲(chǔ)針槽可與推桿吸引連接，相當(dāng)于手槍轉(zhuǎn)輪換彈，然后繼續(xù)針刺。固定軸固定轉(zhuǎn)輪（即筆芯前半部分）和限制彈簧運(yùn)動(dòng)軌跡。電路部分?jǐn)M采用Pt100鉑熱電阻溫度控制器，其由溫度傳感部分、判斷部分和輸出部分組成，溫度傳感器的溫度探頭選取Pt100鉑熱電阻，其電阻值與溫度呈線性變化關(guān)系，在傳感器NE5532芯片和多個(gè)元器件組合［3］下將溫度信息處理轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將電壓信號(hào)分別傳至AD轉(zhuǎn)換器和判斷部分，AD轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)并傳給數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步處理，最后傳至顯示器顯示溫度，判斷部分接受溫度傳感器的電壓信號(hào)，集成電路A設(shè)置600℃與700℃對(duì)應(yīng)的電壓值，接受到的電壓信號(hào)與此低值與高值對(duì)比，當(dāng)改電壓信號(hào)低于低值時(shí)，輸出加熱信號(hào)，當(dāng)高于高值時(shí)輸出斷電信號(hào)，輸出電路選用固態(tài)繼電器，加熱信號(hào)與斷電信號(hào)傳至繼電器，控制其輸出端的閉合與斷開(kāi)，閉合時(shí)加熱管通電加熱，溫度升高，斷開(kāi)時(shí)停止加熱，溫度下降。各部分關(guān)系框圖如圖1所示。

圖1 電火針筆各部分關(guān)系框圖

1.2 結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)易電火針筆設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度15 cm，直徑約2.5 cm。圖2為電火針筆的整體結(jié)構(gòu)展示。轉(zhuǎn)輪用于變換儲(chǔ)針槽，推桿外筒內(nèi)有推桿，按鈕帽為操作時(shí)按下的部分，以上共同組成筆芯，固定柱固定轉(zhuǎn)輪和彈簧，彈簧與轉(zhuǎn)輪的距離即為推桿外露部分的長(zhǎng)度，若裝好火針針具，推進(jìn)推桿外露部分，則儲(chǔ)針槽與彈簧剛好接觸，針尖到達(dá)加熱管中央。

圖2 電火針筆整體結(jié)構(gòu)圖

圖3為電火針筆拆解圖。筆頭上有出針孔，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部一圈有4個(gè)儲(chǔ)針槽，每個(gè)儲(chǔ)針槽中間有一個(gè)針槽口，可插入火針針柄，出針孔、圖中下方的儲(chǔ)針槽、推桿、按鈕帽有同一條軸線。圖4為筆芯的拆解圖，針槽內(nèi)面與推桿內(nèi)面為磁性材料可吸引連接成一個(gè)整體，針槽直徑略大于推桿直徑，推桿的中軸插入轉(zhuǎn)輪的中軸口以連接為一個(gè)整體。圖5為推桿尾部結(jié)構(gòu)圖，推桿可與按鈕帽分離，末端有三個(gè)突起的標(biāo)度點(diǎn)，均間隔2mm，用于調(diào)節(jié)出針長(zhǎng)度。

圖3 電火針筆拆解圖

圖4 電火針筆筆芯拆解圖

圖5 電火針筆推桿尾部結(jié)構(gòu)圖

圖6為電火針筆的橫截面投影圖，其中紅圈為彈簧的投影，如圖所示，彈簧直徑大于固定柱但未觸及針槽口。圖7為外部控制電路，電路接通指示燈用于指示電路是否接通，溫度顯示器顯示加熱管溫度，開(kāi)關(guān)控制電路是否接通。

圖6 電火針筆橫截面圖

圖7 外部控制電路圖

1.3 操作

將轉(zhuǎn)筒、推桿外筒等從針身內(nèi)取出，根據(jù)需要將四根火針針具固定于針槽上并裝回，調(diào)節(jié)按鈕帽到需要刻度（不拔出時(shí)出針長(zhǎng)度為2 mm，每拔出一個(gè)刻度點(diǎn)，針刺深度加深2 mm，針刺深度為2～8 mm），將推桿外露部分推進(jìn)，接通電源，按下開(kāi)關(guān)加熱針尖，單手握筆，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度后即可針刺。此針用完后回抽一下推桿，感受到阻擋時(shí)即可撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪換針，推進(jìn)推桿加熱后可繼續(xù)針刺，可重復(fù)撥動(dòng)三次，直到四根火針用完取出內(nèi)部整條筆芯更換新的針具。治療結(jié)束后即可關(guān)閉電源，更換新的針具預(yù)備下次使用。圖8為電火針筆操的作流程示意圖。

圖8 簡(jiǎn)易電火針筆操作流程示意圖

2 簡(jiǎn)易電火針筆的加熱設(shè)計(jì)

2.1 持續(xù)加熱設(shè)計(jì)

通過(guò)電火針筆的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)針尖的持續(xù)加熱，縮短加熱時(shí)間，減少熱量散失，提高加熱效率。持續(xù)加熱過(guò)程如圖9所示，加熱時(shí)針頭位于加熱管內(nèi)部，達(dá)到指定溫度后按下按鈕帽，推桿推動(dòng)針槽壓縮彈簧，針頭刺出，進(jìn)行局部火針治療，松開(kāi)手指，彈簧自動(dòng)復(fù)原，推動(dòng)針槽推桿回到開(kāi)始位置，針頭歸位加熱，由于針刺在瞬間完成，且過(guò)程中加熱管始終維持高溫狀態(tài)，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)針具的持續(xù)加熱。

圖9 持續(xù)加熱過(guò)程圖

2.2 加熱管溫度控制設(shè)計(jì)

電火針筆的優(yōu)勢(shì)之一為加熱溫度的穩(wěn)定與可視，可以保證對(duì)針具的持續(xù)有效的加熱，縮短每次加熱的時(shí)間，從而提高針刺速度，具有很大的實(shí)際意義。通過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)75%酒精外焰與內(nèi)焰可以使火針迅速燒紅，焰心不能燒紅；普通打火機(jī)外焰可以燒紅，內(nèi)焰與焰心處燒紅需要較長(zhǎng)時(shí)間且不明顯。王程杰［4］通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)95%乙醇外焰與內(nèi)焰溫度的兩次測(cè)試結(jié)果的平均值分別為714℃與635℃和670℃與617℃。周進(jìn)康［5］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)酒精含水量越大，火焰溫度越低。鑒于此，擬將加熱管溫度控制在600～700℃范圍內(nèi)。電火針筆主要通過(guò)兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，首先，筆頭與筆身的內(nèi)部擬填用二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，1100℃下材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定［6］，熱導(dǎo)系數(shù)低，具有其他材料無(wú)法比擬的隔熱效果［7］，具有耐高溫、隔熱等優(yōu)點(diǎn)，可以減少加熱過(guò)程中熱量的散失，以維持加熱管溫度穩(wěn)定；其次，電路中設(shè)置溫控器，溫度范圍設(shè)為600～700℃，加熱管旁邊設(shè)置耐高溫感溫探頭，將溫度信息傳至溫控器，溫控器屏幕（溫度顯示器）顯示溫度。

2.3 電火針筆的安全性設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

加熱管采用金屬陶瓷加熱體，具有升溫快、無(wú)明火、表面安全不帶電、不含有害物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，其外部即筆頭和筆身填充二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，具有耐高溫、隔熱性好等優(yōu)點(diǎn)，溫控器用于控制溫度穩(wěn)定，防止熱量積聚燒壞電火針筆和對(duì)皮膚造成損傷。此三者的采用以保證簡(jiǎn)易電火針筆使用時(shí)的安全性。

3 對(duì)電火針筆創(chuàng)新的探討

所設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易電火針筆，目的是實(shí)現(xiàn)持續(xù)加熱，溫度穩(wěn)定、可視，進(jìn)針深度可調(diào)節(jié)，針刺深度誤差范圍小，且進(jìn)針?biāo)俣取⒒蒯標(biāo)俣?、針在穴位的停留時(shí)間等均可由施術(shù)醫(yī)生根據(jù)病人和穴位或疾病的實(shí)際情況靈活調(diào)控，以解決傳統(tǒng)普通火針難以熟練的“紅、準(zhǔn)、快”［8］難題。

3.1 換針快捷與針具選擇靈活

該簡(jiǎn)易電火針筆轉(zhuǎn)輪內(nèi)部設(shè)計(jì)有4個(gè)獨(dú)立針槽進(jìn)行儲(chǔ)針，可根據(jù)病情需要放置4根粗細(xì)、形狀各不同的火針，撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪變換針具，能減少換針頻率和滿足不同疾病的治療需要，簡(jiǎn)便而快捷，更加益于臨床操作。

3.2 外形小巧而結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)

市場(chǎng)上有少量電火針用電加熱取代了酒精燈加熱。電火針一般有以下兩種類型：一種是通過(guò)連接交流電源獲得電能；另一種是通過(guò)安裝在電火針內(nèi)部的充電電池提供電能，雖然可攜帶外出，但是存在體積過(guò)大導(dǎo)致握持不便、影響操作性能等缺點(diǎn)。所設(shè)計(jì)的電火針筆亦采用家用交流電加熱的方式，但電路的控制部分與筆身部分分離，可使筆身整體結(jié)構(gòu)緊湊而且相對(duì)簡(jiǎn)單合理，體積小，單手即可握筆。相比充電電池，電火針握持方便，操作時(shí)可以更加靈活，解放另一只手進(jìn)行輔助操作，使治療上更方便和多樣，同時(shí)可節(jié)省人力。

3.3 耗能減少且溫度穩(wěn)定

該簡(jiǎn)易電火針筆采取電加熱方式，二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料能減少散熱，與溫控器搭配可減少持續(xù)通電對(duì)于電能的消耗，又能保證加熱管的高溫狀態(tài)，達(dá)到溫經(jīng)散寒、通經(jīng)活絡(luò)等治療目的，保證治療效果。

3.4 針刺深度可精確調(diào)節(jié)

人體皮膚真皮層厚度為0.4～5.0mm［2］，為保證針刺深度又不傷及真皮層，在筆尾處設(shè)計(jì)了3個(gè)刻度點(diǎn)，間隔距離相等，均為2mm，由于基礎(chǔ)針刺深度設(shè)計(jì)為2mm，使得針刺深度范圍在2～8mm之間，可達(dá)到精準(zhǔn)控制進(jìn)針深度，并可隨病變部位以及病變情況進(jìn)行選擇調(diào)節(jié)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，使得針達(dá)病所，針到病除。

3.5 安全防燙傷

內(nèi)部電加熱的方式不產(chǎn)生明火，可減輕患者心理負(fù)擔(dān)，從而讓患者更加配合治療，降低意外發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，隔熱材料可防止針頭過(guò)熱燙傷患者與操作者，安全性高。

4 討論

近年來(lái)在臨床的實(shí)際操作中，火針療法逐漸廣泛開(kāi)展，主要應(yīng)用于皮膚科、骨科、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病［9］?？紤]到火針療法的廣泛應(yīng)用，針對(duì)火針操作的各種問(wèn)題，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易電火針筆，首先，對(duì)于加熱與持針需要兩手操作，將兩者結(jié)合在一起，同時(shí)要保證良好的操作性，因此設(shè)計(jì)成筆的外型與大小、電加熱管與儲(chǔ)針槽相結(jié)合的形式；第二，對(duì)于火針治療過(guò)程中換針的問(wèn)題，設(shè)計(jì)多個(gè)儲(chǔ)針槽，可以放置多個(gè)針具，單手撥動(dòng)轉(zhuǎn)輪換針；第三，由于各種疾病治療的需要，在推桿尾部設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)針刺深度的結(jié)構(gòu)，使針刺深度在一定范圍內(nèi)變化，同時(shí)針具可選擇不同的類型，以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍；第四，溫度穩(wěn)定的設(shè)計(jì)以保證安全性和加熱效果，因此電火針筆具有多方面的優(yōu)勢(shì)，但是高溫狀態(tài)下，加熱管耐用性，以及損壞后如何更換是值得探究的問(wèn)題，在未來(lái)可根據(jù)實(shí)體實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)易電火針筆作為一種火針針灸器具，不僅可以保留火針本身“火”與針刺的雙重優(yōu)點(diǎn)，還可以改善火針操作困難的不足，且易于學(xué)習(xí)使用，對(duì)于火針治療的初學(xué)者操作簡(jiǎn)便，具有很好的幫助作用，對(duì)于患者可減輕緊張情緒，這對(duì)于火針療法的傳承與推廣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。