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筋膜学与针灸经络
日期: 2019-03-16
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一、引言 

        中国传统医学有2500多年的历史,先人们在同疾病抗争中积累了大量的经验,基于当时的科学技术水平和对疾病的认识逐步形成了一套独立的理论体系,为中华民族的繁衍生息做出了巨大的贡献。随着近代现代生物学对生命起源和对生物进化的认识逐渐清晰,中医建立在经验基础上的理论体系在现代生物学理论面前显得软弱无力,因而长期以来中医未被西方医学体系所接纳,进而有不科学之说。然而,在现代医学高度发展的今天仍然有大量的临床病症用现代医学的治疗手段并不能取得好的疗效,还有许多疾病的发病机制不能用现代生物学理论基础上的理论所解释。这些疾病常常用传统中医疗法能够取得意想不到的疗效,这正是中医疗法能够在科技高度发达的今天,能够被广大患者接受和欢迎的原因,而且在世界范围内有逐渐接受的趋势,如现在越来越多的世界发达国家的立法承认针灸在医疗体制的地位,但将中医归属到辅助医学的困境也标志着不能进入主流医学的门槛。 


        长期以来国家对针灸机制的研究极为重视,投入了大量的人力、物力、财力,也提出了各种学说,但并无取得根本的突破,经络与穴位的实质结构仍是众说纷纭,莫衷一是,在世界范围内尚无统一的认可,我们根据发育生物学理论和现代医学生物学的研究结果,结合我们在数字人研究过程中的发现提出了人体第十个功能系统(筋膜学)的新学说,在此基础上提出进一步研究的科学问题和临床问题(包括针灸疗法的机制),以期为针灸疗法提供一个医学生物学的研究平台,并从功能系统的角度深入研究人体筋膜在人体整个生命过程中的作用。 


        中医疗法的基本点是通过包括针灸、刮痧、梅花针在内的各种物理刺激调整人体的机能状况和生命代谢;通过中药汤剂的内服等生物活性成分的作用,调整人体结缔组织和功能细胞的机能状况和生命代谢。中医针灸刺激的解剖学基础为人体结缔组织所较丰富的筋膜结构(如:肌间隔、肌间隙等在旋转针体时能牵动较大范围筋膜结构,可达骨膜,产生较强生物信息的部位),刺激点(穴位)与非刺激点的区别其实只是量的不同而没有质的不同。中药通过改善筋膜的微循环状况(活血化淤)和上皮基膜的通透性(补气)调节功能细胞的再生和活性。

 
        经络学说是整个中医理论的基础与核心,从现代生物学的角度揭示经络实质是中医理论现代化的关键,其中寻找人体经络的解剖学依据则是50多年来科技界锲而不舍的基本目标。我们在数字人研究的过程中,对近年来经络研究中受关注较多的人体筋膜结构进行了分割、标记和三维重建。发现了与古代经络记载走行相似的串珠样立体结构,认为其中较粗的部位相当于经络上的“穴位”,较细的部位相当于经络的“经脉”。通过对整个人体的筋膜进行重建,显示出筋膜在人体内部所形成的软支架,从浅入深有5种结构构成:1、真皮致密结缔组织;2、皮下疏松结缔组织(浅筋膜);3、肌肉表面疏松结缔组织(深筋膜);4、肌间隔和肌间隙结缔组织;5、内脏器官门、被膜和内部间隔结缔组织。通过研究国标人体14条经络361个穴位的进针部位和手法,发现人体穴位的针刺部位均位于筋膜的不同层次,其中位于肌间隔和肌间隙结缔组织者最多,其次是真皮致密结缔组织层和皮下疏松结缔组织层,少数位于肌肉表面疏松结缔组织(深筋膜)和内脏器官门、被膜和内部间隔结缔组织。 


        在现代医学生物学知识的基础上结合我们的研究,我们提出:人体筋膜支架是经络的解剖学基础,其中“穴位”是富含神经感受器和活性细胞而能产生较强生物信息的结缔组织聚集处,“经脉”为“穴位”间具有解剖学结构相连或神经传入接近的筋膜结构。由于筋膜遍布人体的各个部位,所以提出古代医书所记载的穴位与非穴位之间只有产生生物信息量的差异而无质的区别。 


        关于经络本质的描述,中医书籍称为“内属脏腑,外络于肢节”,我们今天中医所用的十四经,361穴,实际分别是元代和清代总结完成的,除此之外还有众多经络穴位如“奇经八脉”、“十五络脉”、“十二经别”等等。实际上已经说的很清楚了,能与这些众多经络穴位相匹配的人体结构只有遍布人体的筋膜结缔组织支架,实际上在以往的研究中很多学者也意识到了筋膜结缔组织与经络穴位的密切关系,关键是没有认识到人体的筋膜支架,在神经系统和免疫系统参与下组成的是一个通过监测内环境变化和调节人体机能,维持机体内环境稳定的功能系统。因而,在以往的研究中,组织学家对穴位进行了组织学切片观察、生理学工作者进行了神经传导测试、物理学家用各种声、光、电磁探测手段,这就像一副拼图,每个单元都能有一定的发现,但未能了解整副图像的全貌,反而越是细微(从大体解剖到组织切片、电镜切片、神经电信号、细胞信号传导、分子水平、离子水平)离目的越远;就像是用放大镜去看长城,始终未能触及经络的本质、看到经络的全貌。数字人研究使我们第一次具备了从更宏观的角度来观察人体结构的手段,计算机图像分割和重建技术使我们能够任意显示所关注的组织在人体的分布,通过与经络学位的对比分析,得出经络穴位的分布与筋膜结缔组织支架分布的一致性结论。找到经络的解剖学结构只能是说完成了经络的这副“拼图”,要解释这副拼图同样需要从宏观的角度,就要从最原始的生物向高等动物人,逐步推演筋膜结缔组织在生物进化的各个阶段所扮演的角色。


        “穴位”的本质是在刺激时能产生较强生物信息的部位,这种信息通常以神经感觉信息为主,还有转动针体时结缔组织的扭动挤压毛细淋巴管促进淋巴液回流等作用,位于躯干和四肢的穴位多处于结缔组织聚集的肌间隔或肌间隙处,在该部位进针能够带动较多的筋膜从而刺激较多的神经产生神经冲动;由于周围神经在躯干呈节段性分布,在四肢沿神经走行分布,这些不同节段末梢的刺激点在人体是沿躯干和四肢的长轴分布,将各个穴位点相连就形成线或“经”,沿一条神经在横向的各个刺激点相连就形成“络”。在研究经络穴位时我们了解古代经络和穴位的记载更多的是建立在临床实践的基础上,因此在我们研究时更应该从中枢神经对各部刺激的整合中理解经络的存在而不是机械的一定要形态结构上的完全统一。

二、构建经络的材料和方法 

        采用数字化中国人男性和女性的断面切削数据集,两套数据集均为真彩色断层图像序列,层厚0.2mm,数字化摄影分辨率为600万象素(点距0.2mm),以tiff格式保存。根据解剖学识别,分割出结缔组织,通过计算机三维重建构筑全身结缔组织网状支架,在四肢和躯干断面标记结缔组织在人体的分布。对部分真皮结缔组织、肌间隔结缔组织和器官门结缔组织分别进行了分割和重建:取虚拟人男性图像躯干部分200幅,间隔4mm,上肢和下肢部分各100幅 ,间隔5mm图像均为TIFF格式。根据原始图像中的4个标志点进行配准处理,然后根据边缘检测(sobel算法检测)结果,用图像处理软件Photoshop去除背景,得到3组图像序列。对照标准人体断层图谱识别断层图像中的人体结缔组织,在深部连于骨的结缔组织聚集处中心,用图像处理软件加以绿色实心圆点标记,圆点直径为此结缔组织聚集区三角形或多边形最大直径的1/2。为减少运算量,对3组图像作剪切和图像缩小处理,插值方法为双三次插值算法[5],得到810×390(单位:像素)大小的3组序列图像。变为灰度图像后,利用基于MC(marching cubes)算法的VC++(Visual C++)程序重建出三维模型。图1为结缔组织聚集区的标注方法和重建示意图,实际重建时,我们选择标注躯干前后正中线、上肢内外侧,下肢内外侧附近的结缔组织聚集区,通过对人体轮廓和所标记圆点的三维重建,与传统经络学说中的“经穴”进行对比。 

三、构建的结果 

    1、人体结缔组织支架重建和分布 
        人工对数字人女性数据进行分割并进行了整体筋膜重建,构筑了全身冠状面结缔组织筋膜支架;在躯干水平切面上可以看到人体结缔组织广泛分布到人体的各个部位,形成一个完整的结缔组织支架,人体器官均被结缔组织所包绕,它不但包绕器官的表面,还深入到所有器官的内部(中枢神经系统除外),形成器官的间隔。根据结缔组织分布的部位不同从浅到深可分为:真皮致密结缔组织层、皮下疏松结缔组织层、肌间隔疏松结缔组织、神经血管束周围结缔组织及器官门和被膜结缔组织。


    2、结缔组织的标记和重建 
        真皮层致密结缔组织和皮下疏松结缔组织分别构成两层包绕人体表面和肌肉表面的完整筋膜囊,两层筋膜的厚度在背部和四肢的伸侧较厚,在腹部和四肢的屈侧较薄,疏松结缔组织包绕全身肌肉的表面形成肌的外膜,深入到肌肉内部形成肌束膜和内膜,在肌肉或肌群分界处由疏松结缔组织充填肌肉的间隙之间形成肌间隔筋膜,肌间隔筋膜深入到四肢深层包绕神经血管束并进一步与深层的骨膜相连。在断面图像上对肌间隔结缔组织集中的部位进行人工标记,通过三维重建和透明处理显示为分布于身体内部的串珠样连线。经过对比观察,发现这些连线的走行和分布与中医书籍所记载的经穴相近。


        利用三维浏览软件,根据国标14条经穴针刺的深度和位置,对人体361个穴位在重建的虚拟人体上进行了逐个对比,根据针刺的部位和深度,统计穴位刺入部位与筋膜的关系,所得结果如附表。(针灸穴位所刺激的组织结构分为5种类型:1. 真皮层致密结缔组织,2. 皮下疏松结缔组织,3. 肌间隔疏松结缔组织,4. 神经血管束疏松结缔组织,5. 器官门疏松结缔组织)。



国标经脉

(经脉缩写)

穴位个数

1

2

3

4

5

手太阴肺经

(LU)

11

1


8

0

2

手阳明大肠经

(LI)

20

2

3

12

2

1

足阳明胃经

(ST)

45

2

6

23

2

12

足太阴脾经

(SP)

21

0

3

10

3

5

手少阴心经

(HT)

9

1

1

5

0

2

手太阳小肠经

(SI)

19

2

4

10

1

2

足太阳膀胱经

(BL)

67

0

14

45

7

1

足少阴肾经

(KI)

27

2

8

12

0

5

手劂阴心包经

(PC)

9

2

2

4

1

0

手少阳三焦经

(SJ)

23

1

5

13

0

4

足少阳胆经

(GB)

44

9

8

22

1

4

足劂阴肝经

(LR)

14

1

2

5

2

4

督脉

(DU)

28

1

3

23


1

任脉

(RN)

24

0

2

12

0

10

合 计


361

24

61

204

19

53

  

、针灸疗法的刺激组织与各类型结缔组织对应关系

        “刮痧”疗法、“梅花针”疗法、“膏药”疗法以及现代常用的各种皮肤刺激疗法的刺激组织为真皮层致密结缔组织层;针灸“浮针”疗法、“皮下针”疗法的刺激组织为皮下疏松结缔组织层;针灸经穴疗法的刺激组织为肌间隔结缔组织、神经血管周围结缔组织、器官门以及被膜结缔组织。经穴的定位在四肢大多数定位于肌间隔疏松结缔组织聚集处,少数定位于神经血管束结缔组织;在躯干经穴多数定位于肌间隔疏松结缔组织聚集处,少数定位于器官门结缔组织。在头的脑颅部经穴多定位于神经末梢分布的真皮层致密结缔组织层和皮下疏松结缔组织层;颈根部和面部经穴定位于肌间隔疏松结缔组织聚集处。 

        针刺疏松结缔组织聚集处的结果是能够在针体旋转时牵动较大范围的筋膜,从而产生较大的生物学信息(对感觉神经末梢的牵拉刺激和对结缔组织的局部刺激)。神经牵拉刺激使众多感觉神经的末梢和感受器位于结缔组织内刺激牵拉筋膜可产生较强的神经信息。牵拉扭转筋膜可促进淋巴回流。牵拉扭转筋膜产生交感神经兴奋和局部血管反应和细胞反映。 
因此,从筋膜学的角度,人体穴位与非穴位的区别只有量的不同而没有质的不同。


        针灸刺激效应:感觉神经冲动+淋巴回流→感觉神经冲动→神经反射调控→镇痛+解痉→神经内分泌调控→起到镇痛+调节内脏活动+调节机体代谢。淋巴回流→激活特异免疫反应+通过体液细胞免疫反应清除变性细胞。 


        根据前人的研究结果,以上各种刺激疗法刺激的部位均含有丰富的感觉神经(Ⅲ类纤维和C纤维)末梢和毛细淋巴管。其调控机制为:(1)神经反射调控:感觉神经冲动(传入纤维有髓或无髓,往往是直径小传导速度慢的Ⅲ类(Aδ)或Ⅳ类(C)纤维)经脊神经节进入脊髓后角,然后通过中间神经元或之间作用于脊髓前角运动神经元和感觉中间神经元,提高这两种神经元的兴奋阈值,起到解痉和镇痛的作用;(2)神经内分泌调控:感觉神经冲动经脊髓皮质束达丘脑换元后向大脑皮层、边缘系统及皮层下结构发出冲动,再由这些结构向丘脑发出冲动阻断上行伤害刺激向皮层传导,向丘脑下部发出冲动激发下丘脑内分泌各种调节激素,调节交感、副交感兴奋性,起到镇痛、调节内脏活动、调节机体代谢的作用。交感神经的功能在于调节器官本身组织细胞的生命活动(代谢、修复、再生),副交感神经的功能在于调控内脏作为功能性活动(分泌、蠕动),下丘脑神经内分泌激素调节整个机体状况;(3)淋巴自体免疫调控:机体细胞碎片及大分子物质进入筋膜毛细血管→淋巴管进入中枢淋巴器官,激活特异免疫反应,通过体液和细胞免疫反应清除变性细胞。


        根据在数字化虚拟人筋膜结缔组织重建的结果,分析经穴的定位有两个特征:(1)各种针刺疗法选穴点的神经传入脊髓节段均与病变部位的神经传入节段相一致;(2)各种针灸疗法均需要有较大的刺激量,如通过在相连的筋膜间隙上取数个穴位(称为循经取穴),或通过大面积刺激增加强度(如刮痧、梅花针及浮针的弹拨)。 


        自体调控根据反应速度可分为快、中、慢速反应3种:通过感觉神经→脊髓、丘脑、边缘系神经的反射性调控为快调控;通过感觉神经→丘脑、边缘系、丘脑下部→神经内分泌系统的调控为中速反应;通过淋巴→中枢淋巴器官→免疫因子的调控为慢速反应。 


        自体调控系统按机能可分为两类:(1)机能状态调控(代谢活跃程度、兴奋性),包括神经反射调控和神经内分泌调控;(2)生命状态调控(诱导细胞分化发育和细胞凋亡),包括交感神经对细胞分化发育的调控和淋巴免疫对细胞凋亡的调控。 


        针刺穴位的解剖学定位:传统取穴定位为表面解剖定位法。骨度分寸取穴法(折量法)。指量法(中指法;拇指法;横指法)。简便法(动态标志法)。解剖学取穴法为在解剖学基础上根据神经分布、筋膜结构和神经对应关系确定针刺部位、深度和进针路径。 


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