本文關(guān)鍵詞：砭石溫法在模擬人體的傳熱性能研究及臨床應用　出處：《廣州中醫(yī)藥大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：目的:(1)砭石臨床操作方法多種多樣,目前關(guān)于砭石溫法熱應用研究較少,本文探索泗濱砭石熱量傳遞與臨床療效的關(guān)系,一方面,研究砭石溫法操作中砭石溫度、厚度、石材對傳熱效果的影響,從而規(guī)范砭石溫法的臨床操作,促進臨床應用標準化和療效最大化。另一方面,將泗濱浮石與幾種常見石材傳熱性能作對比,為從古至今砭具選材是泗濱浮石提供理論依據(jù)。(2)分析砭石溫法在五輸穴中井穴與合穴的傳熱差異,探索中醫(yī)經(jīng)絡學說五輸穴的特異性。嘗試采用現(xiàn)代科學手段解讀中醫(yī)經(jīng)絡學說理論。(3)探索砭石溫法操作在現(xiàn)代科學手段中優(yōu)化應用,提出新的溫法應用系統(tǒng),并用計算機模擬其應用的可行性和有效性,倡導更安全、環(huán)保、綠色的砭石理療床、砭石養(yǎng)生房的設計模式,促進砭石療法的推廣普及和在養(yǎng)生保健中的應用,探索中醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展方向。方法:(1)建立人體二維模型和局部三維模型首先建立人體傳熱模型,包括計算機的二維數(shù)學模型和局部的三維模型,采用數(shù)值方法,對復雜的人體進行合理的簡化,是本論文的研究基礎。本課題得到了美國圣母大學傳熱學相關(guān)的研究團隊幫助和指導,其中包括ANSYS系統(tǒng)的操作,人體的二維和局部三維的建模,數(shù)值計算,敏感性分析等,這是研究順利進展的重要條件。(2)分析不同條件下砭石溫法傳熱性能在所建的模型基礎上,采取計算機模型和數(shù)值模擬手段,對砭石溫法應用中熱量在人體內(nèi)的傳導行為進行深入研究,分析砭石溫法在五輸穴上的傳熱特異性,以足少陰腎經(jīng)井穴和合穴為例,探討五輸穴的經(jīng)氣運行傳輸與熱量傳遞的內(nèi)在聯(lián)系,從生物傳熱學角度探討五輸穴的經(jīng)氣輸布規(guī)律,用現(xiàn)代科學研究方法詮釋古老的中醫(yī)經(jīng)絡學說理論。設置參數(shù)進行敏感性分析,探討不同砭石溫度、厚度和不同石材與砭石傳熱性能的相關(guān)性。一方面分析砭石傳熱規(guī)律和熱量最大化的條件,通過對砭石溫法溫度的設置,厚度的設定,使砭石溫法作用達到最大化,更好地指導臨床應用。另一方面對比研究泗濱砭石與其它石料的傳熱性能差異,與花崗巖、石灰?guī)r、砂巖和沙做對比,探究其優(yōu)于其它石料的特點,進一步為泗濱浮石是砭具佳石提供理論支持。(3)新型砭石溫法的系統(tǒng)研究采用現(xiàn)代科學手段,對中醫(yī)砭石療法進行優(yōu)化應用。提出太陽集熱作用于砭石的安全溫法理論,并對其進行模擬應用分析�；谔岢龅男滦吞柲茼臼瘻胤ㄏ到y(tǒng)的數(shù)學模型,開展了新型溫法系統(tǒng)的熱性能分析研究和敏感性分析。分析砭石-人體接觸面對溫度變化的效果,在不同太陽輻射強度、管長度、管徑、隔熱層厚度和管內(nèi)水流流速對應的溫度變化率。探討該新型溫法系統(tǒng)應用的可行性和有效性,拓展了砭石療法在養(yǎng)生保健中的應用前景,包括砭石溫法理療床、砭石養(yǎng)生法的設計理念等,促進砭石療法的健康產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,探索傳統(tǒng)中醫(yī)療法在現(xiàn)代科學應用的新思路。結(jié)果:(1)文獻研究本文對砭石療法的起源、發(fā)展、臨床應用等做了系統(tǒng)的文獻研究,也闡述了中醫(yī)經(jīng)絡學說"五輸穴"理論來源、現(xiàn)代研究概況。砭石療法,古稱"砭術(shù)",在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中與針、灸、藥、導引并稱五大醫(yī)術(shù),并為五大醫(yī)術(shù)之首。砭石療法作為中醫(yī)學體系的重要組成部分,歷史上它先后經(jīng)歷了起源、發(fā)展、沉寂、再發(fā)現(xiàn)幾個階段。砭石療法起源于新石器時代,上古曾被先民們廣泛的應用,砭石療法在東漢開始失傳,清代更不見痕跡。直至二十世紀三十年代《砭經(jīng)》問世,泗濱浮石的發(fā)現(xiàn),新砭石療法的興起,砭石療法進入新的發(fā)展時期�，F(xiàn)代關(guān)于砭石療法的研究主要分兩方面:一是泗濱砭石的獨特生物物理特性,二是砭石療法的臨床操作和臨床觀察。文獻表明,砭石療法在砭石在臨床中的應用如骨關(guān)節(jié)病,內(nèi)科疾病如中風后遺癥、高血壓、冠心病、失眠、婦科疾病,慢性疲勞綜合征等取得較好的療效�，F(xiàn)代學者提出了砭術(shù)十六法,以及砭石治療操作的三大類,分別是感應療法、溫度療法和砭石手法。砭石療法的砭具多種多樣,操作手法多種多樣,目前尚缺乏砭具制作和操作的規(guī)范標準。本文研究的砭石溫法即溫度療法的一種。該療法臨床應用較廣泛,也易于形成標準化操作,值得對其臨床應用進行優(yōu)化方案研究。泗濱浮石是砭石佳具,其具有微晶結(jié)構(gòu),主要成分是納米晶方解石。具有豐富的超聲波電磁波、極寬的遠紅外輻射波譜,以及接觸人體時引起體表的感應增溫效應等特點。泗濱砭石具有很好的臨床效果,這些大多與傳熱性能有關(guān)系,現(xiàn)代關(guān)于砭石傳熱性能的研究甚少,文獻表明,采用ANSYS系統(tǒng)數(shù)值建模,運用生物傳熱學方法研究傳統(tǒng)中醫(yī)的如中醫(yī)隔物灸和溫針灸產(chǎn)生的熱在人體組織中的傳導過程,其研究對象和建立模型有一定的局限性,而目目前沒有針對砭石傳熱特性的類似研究,故砭石溫法的人體傳熱規(guī)律研究十分重要。(2)傳熱性能研究建立起人體理論和數(shù)值模型來研究砭石溫法的傳熱性能,其中包括計算機二維模型和局部三維模型。研究初期所建立的復雜人體的簡化數(shù)學模型十分重要,是本研究得以開展的前提條件,通過所建立的局部的三維模型來分析不同穴位傳熱的特異性,通過人體的二維模型來對比分析各種條件下的砭石傳熱規(guī)律。研究砭石溫法的傳熱性能,總結(jié)了一些規(guī)律。三維模型下,砭石溫法的引起人體組織溫度的升高主要在淺層皮膚組織,距皮膚外表面6cm以下的溫度幾乎沒有變化。對比井穴和合穴的傳熱效果,涌泉穴和陰谷穴處砭石傳熱效果稍有不同。在有砭石加熱的情況下,涌泉穴在皮膚外表面的溫度為337K,熱量向兩邊擴散;且在距皮膚外表面6cm處溫度不再變化,與無砭石加熱條件下的溫度相同,此時溫度為306K。陰谷穴在皮膚外表面的溫度為341K,熱量往深度方向傳遞較多,在距皮膚外表面6cm處溫度仍在變化,此時溫度為307K,無砭石加熱條件下的溫度為306K。故合穴(陰谷穴)傳熱效果優(yōu)于井穴(涌泉穴)。二維模型下,研究表明,時間步長0.05 s是足夠小的,采用該時間步長,計算結(jié)果是可靠的。砭石周邊的對流熱損失對人體組織溫度分布影響小,可忽略不計。對于敏感性分析,當砭石外表面溫度為45 ℃時候,皮膚、脂肪、肌肉、骨骼外表面溫度分別為:42.1℃、41.1℃、39.0 ℃和37.3 ℃;砭石外表面溫度越高,人體組織的溫度越高,砭石與皮膚外表面之間溫度差也越大;砭石越薄,換熱能力越好,因此薄砭石用作溫法效果更佳;砭石熱穿透能力遠高于花崗巖、石灰?guī)r、砂巖和沙,導致人體組織的溫度更高。(3)新型砭石溫法系統(tǒng)的研究基于提出的數(shù)學模型,開展了新型溫法系統(tǒng)的熱性能研究和敏感性分析,并獲得以下結(jié)論:從假設的早晨5:00開始,砭石被逐漸加熱,并在29.9分鐘時刻其溫度達到初始人體溫度。故建議在29.9分鐘以后使用該溫法系統(tǒng)。在57.2分鐘時刻其溫度達到人體目標溫度45℃。早上溫法系統(tǒng)早用將非常重要,因為早上溫度通常比較低,治療效果會更明顯。強太陽輻射、小或短的水管都能引起更好的溫法系統(tǒng)熱性能。過高的水流流速會稍微提高該系統(tǒng)的熱性能,但電耗更高;過低的水流流速會導致管內(nèi)水較差的混合效果,故建議采用適中管內(nèi)水流流速。砭石-人體接觸面對砭石和人體溫度以及達到目標溫度的時間的影響非常小,故該溫法系統(tǒng)具有安全性和可行性。結(jié)論:(1)本文開展砭石溫法的傳熱性能研究,研究表明,砭石溫法五輸穴中井穴和合穴上的傳熱效果是有差異的,對比分析足少陰腎經(jīng)井穴涌泉穴與合穴陰谷穴,其傳熱效果在傳熱效果涌泉穴優(yōu)于陰谷穴,涌泉穴為腎經(jīng)的井穴,陰谷穴為腎經(jīng)的合穴,井穴為經(jīng)氣所出,故氣血不多,合穴為經(jīng)氣匯合之處,氣血豐富。但是本研究由于受到計算機模擬模型的簡化限制,不考慮血管、神經(jīng)、組織液的特征,實難準確反映經(jīng)絡穴位的特點,為后世的研究提供了方法和借鑒,有待進一步深入研究。(2)總結(jié)了砭石溫法臨床操作中規(guī)范化方案,如砭石的溫度設定、砭石厚度、砭石石材的選取等。研究表明,當砭石外表面溫度為45℃時候,計算結(jié)果比較合理,能夠做到熱量輸入的最大化,從而使得臨床療效也最佳。砭石的外表面溫度越高,傳熱性能越好,在砭石溫法操作中,建議將初始溫度設定為45℃,臨床應用中此溫度是比較合理的,既不會燙傷皮膚,也能使人體各層組織的溫度分布達到最大化。建議臨床應用上將砭石外表面初始溫度設定為45℃。砭石外表面溫度與人體組織的溫度正相關(guān);薄砭石傳熱效果更好;在臨床應用中,砭石的選材制作上,砭石的厚度不宜過厚,厚度的增加會降低砭石的傳熱效果,因此建議采用薄砭石制作砭具。砭石熱穿透能力遠高于花崗巖、石灰?guī)r、砂巖和沙等其它材質(zhì),因此,泗濱砭石確實有優(yōu)良的傳熱性能,證明了無論從古代砭術(shù)起源到現(xiàn)代新砭石療法興起,泗濱浮石都為砭具的最佳石材,也為人們選擇泗濱浮石作為砭具佳石都是找到科學依據(jù)。(3)本文設計新型的太陽能砭石溫法應用系統(tǒng),提出太陽集熱作用于砭石的安全溫法理論,利用新型的太陽能系統(tǒng)對砭石溫法做模擬,結(jié)果表明該溫法系統(tǒng)具有有效性和可行性。該系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的加熱方式更安全、環(huán)保、節(jié)能,降低了電熱砭石儀或電熱毯之類的事故率。本研究開拓了新型砭石溫法現(xiàn)代化發(fā)展的新思路,易于砭石養(yǎng)生理念的推廣應用,促進砭石療法的健康產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。綜上所述,砭石療法是中醫(yī)傳統(tǒng)療法的重要組成部分,用現(xiàn)代科學對其進行研究有重要的價值和意義。
【學位授予單位】：廣州中醫(yī)藥大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R244

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉琴;孫平龍;;人體胃經(jīng)五輸穴電導特性觀察[J];世界最新醫(yī)學信息文摘;2016年01期

2 張U，

本文編號：1311961