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基于能量传输增益的能量传递特性研究 1 能量传输特性 中医认为人是一个统一的整体，经络是气血循环的通道。体内脏腑疾病可以通过经络表现出病理改变,又可通过穴位与体表相联系。近五十多年来,关于经络的现代研究发现了循经感传现象,探测到了经络具有电、热、光、声、磁、同位素的循经移动等特性,在一定程度上验证了经络的存在性。现代生物物理学研究证明,在经络循行路线上,相对于非经络部位,有较为明显的高电流及低电阻的特征,在体表和深层次经络循行线上有不断的电位波动运动着。依照现代中医学观点,经络可以是多种物质运动形式运行的通路。 文献指出经络的实质是机体内的纤维状蛋白等生物高分子物质分子内和分子间的能量传递系统的理论,该理论认为机体分子的能量吸收转化储存传递释放伴随分子的能量状态电子云分布状态及构像构型的不断的改变,可以测得一定的电位波动。文献则提出了经络干涉假说,认为光子具有能量且可传输信息,生物机体光子辐射场在机体内发生干涉现象,其干涉聚束构成一个整体的立体性网络,在生物体表(相当半反射面)形成强弱相间的条纹(聚束)即经络。它携带着相关脏器的生物信息,将机体内各组织器官联系起来。俄罗斯科学家设计了一种称为BAIEIT-1的装置测量位于皮肤上的生物活性点参数以描绘经络间的能量转换来进行快速诊断,经过纠正治疗,同一个病人不同的经络之间的测量参数被均衡化,证明这些均衡化是经络能量交换的结果。 以上研究进展显示近年来对能量在经络中传输的研究大多数是在分子生物学,生物光子学,神经生物学等边缘学科中展开,此类研究的特点是引入解剖、生理、药理学各学科,实验过程较复杂,对人体会造成一定伤害,结果也不够精确直观。而已发现的经络低阻性也存在着测量结果重复性差,精确度不高等问题,文献提出低阻点的分布基本上是循经的,90%的低阻点都分布在经脉上。要研究经络信道的传输特性,可以从电信号能量传输角度进行研究。本文根据经络电信号刺激的响应,定义了相应的能量描述函数,进而定义了能量传输增益,并以此研究经络信道的能量传输特性。有关实验效果表明经络穴位点的电信号能量传输增益要高于非经络点的能量传输增益。 1 孔最列缺经渠鱼际少商穴刺激信号和反向实验 本文以人体手太阴肺经作为实验对象,该经络的经脉循环起于中焦,向下联络大肠回绕胃口过膈属于肺脏,从肺系(肺与喉咙相联系的部位)横行出来,沿上臂内侧下行,行于手少阴经和手厥阴经的前面,经肘窝入寸口,沿鱼际边缘,出拇指内侧端(少商)。手腕后方支脉,从列缺处分出,走向食指内侧端,与手阳明大肠经相接。历经中府→云门→天府→侠白→尺泽→孔最→列缺→经渠→太渊→鱼际→少商共1 1个穴位。 在实验中,我们设计周期性电压信号对特定穴位,如天府穴或少商穴进行刺激,并采集该经络上其他穴位点以及附近非穴位点的电信号。该经络上 以Agilent 33250A信号发生器所产生的信号作为刺激信号源,用氯化银电极在手太阴肺经的天府穴输入电压刺激信号,少商穴接地,并选取监测尺泽,孔最以及孔最外侧与孔最平行距离约1厘米处的非穴位点;同时采集天府、尺泽、孔最、孔最外侧与孔最平行距离约1 cm处的非穴位点的响应信号;输入刺激信号1为脉冲周期信号,刺激信号2为正弦周期信号。 首先在天府穴输入刺激信号,少商穴接地,因为其符合手太阴肺经经脉循环,称之为正向实验;将刺激点与接地点倒置,进行反向实验。 其中,‘—’标识输入刺激信号,‘+’标识尺泽穴响应信号,‘*’标识孔最穴响应信号,‘△’标识孔最穴旁的非穴位点响应信号。反向实验也获得类似的效果。 由此可以观察到在同一个采样时刻,‘△’标识的非穴位信号幅值在多数情况下低于‘+’标识的尺泽穴幅值和‘*’标识的孔最穴幅值。 采用正弦波进行正向刺激时,在经络和非经络有关点上响应的测量结果,如图2所示。 2 信号激励函数 为了更好地对电信号能量在经络中的传输情况进行分析,根据周期信号的自相关函数在延迟时间为零时表示信号的能量的物理意义,我们定义如下能量函数: 激励引起的响应能量: 激励输入能量: 由此可定义相应的从激励点到测量点之间电信号能量传输增益为 由于经络系统可以视为一个无源能耗系统,因此受激励响应点的信号能量值一般不会超过输入激励信号的能量值。因而,能量传输增益值通常小于或等于1。定义各测量点响应输出信号的能量分别为 尺泽穴能量:E(z1), 孔最穴能量:E(z2), 孔最穴外侧非穴位点能量:E(z3)。 计算各测量点的信号能量传输增益: 3 不同穴位点的能量传输增益 在天府穴输入刺激信号,少商穴接地,因为其符合手太阴肺经经脉循环,称之为正向实验。 输入频率为500 HZ、1 kHZ、2 kHZ,幅值为1V、2 V、3 V、4 V、5 V的脉冲周期信号进行刺激,得到包括尺泽穴输出、孔最穴输出、孔最旁非穴位输出各15组数据,分别计