李立國，付紅光，周學(xué)軍，鄭俊超，高希言，肖紅恩

（1.鄭州衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院；2.河南中醫(yī)藥大學(xué)；3.河南智領(lǐng)醫(yī)療設(shè)備有限公司，河南 鄭州 450000）

艾灸療法具有溫經(jīng)散寒、活血止痛和防病保健的作用，是一種臨床療效確切、應(yīng)用范圍廣泛的中醫(yī)傳統(tǒng)治療方法。灸療歷史悠久，歷代醫(yī)家在長期醫(yī)療實踐中，提出了許多認識，如艾炷底部直徑的要求要有3分大“灸不三分，是謂徒冤”，孫思邈對灸量提出“外氣務(wù)生，內(nèi)氣務(wù)熟”的“灸之生熟”說，形成了多種灸法，亦有灸后需留瘢痕，都是為了達到一定的施灸量，才有好的效果。透灸法是在施灸時，使熱量透達至機體深部組織，產(chǎn)生明顯的灸感，達到氣血調(diào)和、經(jīng)絡(luò)疏通的一種灸治方法。

“透灸”是河南中醫(yī)藥大學(xué)高希言教授多年灸療科研和臨床成果。灸療器具是施行灸療的一個重要環(huán)節(jié)，其功能直接影響灸療效果及應(yīng)用推廣。目前，傳統(tǒng)灸療方法和灸療器具實現(xiàn)透灸效果很難或成本很高并且操作繁雜，浪費人力，煙霧粉塵不能得到較好的控制，容易造成環(huán)境污染、資源浪費，及危害醫(yī)務(wù)工作者的身體健康等不良影響?，F(xiàn)有灸療存在環(huán)境污染（煙、味污染）、溫控差、安全性低（易燙傷）、人工依賴性高四大瓶頸問題，嚴重影響灸療的透灸效果和臨床療效，限制灸療的推廣和使用。雖然已經(jīng)研制了系列透灸器具在臨床中應(yīng)用，取得了一定成績，積累了豐富經(jīng)驗，但仍然不能克服四大瓶頸問題。因此，在前期透灸器具研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研制出符合透灸效果、便于臨床推廣使用的智能透灸設(shè)備迫在眉睫。因此，筆者根據(jù)臨床應(yīng)用需要設(shè)計出一種智能化艾灸設(shè)備，介紹如下。

1 設(shè)計思路

目前傳統(tǒng)灸療方法和灸療器具溫度、透灸效果難以實時掌控，且成本偏高、操作繁雜，浪費人力物力，煙霧粉塵污染，資源浪費。灸療中，傳統(tǒng)明火灸療具有得天獨厚的優(yōu)勢，雖然有眾多現(xiàn)在光電仿制艾灸施灸的儀器，但都不能夠達到透灸標準，不能完全發(fā)揮傳統(tǒng)艾灸的良好療效。

實踐和研究表明，溫?zé)岷凸鉄嵝?yīng)是灸療療效的關(guān)鍵。很對艾灸治療的病人，都需要達到“透灸”效果才能夠真正實現(xiàn)治療的目的。這就需要大面積、長時間“透灸”來保證療效。現(xiàn)代明火灸療器具不能智能控溫，要實現(xiàn)大面積、長時間“透灸”，只能通過大量人工操作來實現(xiàn)，并且容易因人為因素導(dǎo)致患者燒燙傷醫(yī)療事故現(xiàn)象的發(fā)生。

浙江大學(xué)2013 年研究報告指出，長期工作在中醫(yī)院艾灸室的醫(yī)務(wù)人員，吸入的有害物質(zhì)超過聯(lián)合國推薦的安全標準200 倍。浙江大學(xué)2013 年的研究報告指出：一根艾條燃燒所產(chǎn)生的焦油相當(dāng)于20 ～40 根中等焦油香煙產(chǎn)生的焦油。同時艾灸后會在衣物、環(huán)境中遺留1 周左右的味道，甚至有報道大夫或患者出現(xiàn)艾煙、艾味過敏病例。

灸療治療應(yīng)針對施灸個體差異進行靈活治療調(diào)整。艾灸療法特別是應(yīng)用最廣泛的懸灸（溫和灸），需要熟練的技師手持艾條對準穴位操作。操作者要不斷地觀察和詢問被灸者的感覺，并隨著艾條燃燒變短不斷地調(diào)整溫度（距離）。并且注意及時清除灸條上的灰，以避免燙傷被灸者。這就導(dǎo)致治療耗費人工，費時費力，這也是艾灸治療費用不斷上漲的主要原因，很多中醫(yī)院不愿意提供艾灸治療服務(wù)的主要原因之一。這就要求理想的灸療器要能夠適應(yīng)各種方案、差異和調(diào)整。

針對艾灸目前存在的諸多問題，本研究綜合運用燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、空氣動力學(xué)、污染控制學(xué)等相關(guān)交叉學(xué)科理論和技術(shù)，針對性地提出改進缺點的具體解決方案，研制出智能化艾灸設(shè)備。

2 智能透灸設(shè)備構(gòu)造

（1）智能透灸設(shè)備主要由主機、自動懸臂、隔離治療單元三部分組成，由MCU 控制整機智能功能處理。

（2）治療隔離單元為相對密閉空間。保留傳統(tǒng)明火灸療特色，通過電弧自動點燃艾條；單元內(nèi)包含有艾條固定裝置、排煙排氣孔道、應(yīng)急孔。根據(jù)治療部位和個體差異可自由更換適宜治療單元。通過多個溫控單元，實時采集艾條溫度、人體溫度、密閉空間溫度，達到精確實時控溫。

（3）自動懸臂采用可伸縮可任意形變金屬軟管構(gòu)成，排煙管道和供氧管道附著懸臂上，懸臂可任意角度、任意位置調(diào)整。可以實現(xiàn)治療保健對象本人單獨進行多體位個性化無線遙控操作功能。

（4）主機由電機控制單元、無線遙控通信單元、無線溫控單元組、氣泵控制單元和除煙除味單元組成。通過水和活性炭達到除煙徹底、除味徹底的效果。

通過對MCU 編程實現(xiàn)智能控制。

3 使用方法

（1）通過MCU 編程對供氧泵控制模塊、無線遙控控制模塊、控溫模塊、點火控制模塊、除煙除味控制模塊、電壓保護電路模塊及自由懸臂進行智能調(diào)控。

（2）將3 段長度為2 ～3cm 艾條固定于艾條槽內(nèi)，通過操控面板啟動主機，利用電弧點火器自動點燃艾條，利用第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別檢測人體艾灸局位溫度、艾條槽內(nèi)部艾條燃燒溫度和隔離罩內(nèi)腔溫度，根據(jù)設(shè)定溫度值自動調(diào)控電磁閥的開啟進而控制供氧泵的進氧量，調(diào)節(jié)艾條燃燒速率，如果溫度偏低，可增加進氧量，加速艾條燃燒，以升高溫度；若溫度過高，人體艾灸部位感覺灼熱，可減少進氧量，以降低溫度。

（3）通過水和活性炭進行除煙、除味。另外，可根據(jù)實際需要，遙控自由懸臂進行雀啄灸、回旋灸等多重灸法及拔罐。

（4）隔離罩內(nèi)防護網(wǎng)可防止艾灰掉落以免燙傷人體，并可根據(jù)使用情況隨時更換，施灸完畢,關(guān)閉主機，待艾灰冷卻以后,將艾灰倒出即可。

4 技術(shù)特點

（1）能夠在保留傳統(tǒng)明灸療特色，實現(xiàn)透灸療效，通過電弧自動點燃艾條；通過采用耐高溫耐腐蝕透明材質(zhì)（有機玻璃、玻璃、橡膠或塑料）構(gòu)建相對密閉空間的治療隔離單元，為設(shè)備創(chuàng)造控?zé)?、控味、控溫的基礎(chǔ)環(huán)境。

（2）利用相對密閉空間的治療隔離單元，通過多個溫控單元，根據(jù)實時采集艾條溫度、人體溫度、密閉空間溫度的數(shù)據(jù)改變來控制進氧量和艾條燃燒值，達到精確實時控溫，建立安全保障；利用相對密閉空間的治療隔離單元，采用碳水雙重技術(shù)解決灸療煙、味污染問題；利用自動懸臂實現(xiàn)雀啄灸、回旋灸等多重灸法及拔罐功能。

（3）通過MCU 編程對電機控制單元、無線遙控通信單元、無線溫控單元組、氣泵控制單元、除煙除味單元、自動懸臂單元、隔離治療單元實現(xiàn)智能控制，達到自我進行多體位個性化無線遙控操作功能。

5 結(jié)語

本設(shè)備綜合運用針灸學(xué)、人體工程學(xué)、機械動力學(xué)、電子信息學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、污染控制學(xué)等相關(guān)交叉學(xué)科理論和技術(shù)；采用人體工程學(xué)、材料工程學(xué)、機械動力學(xué)等技術(shù)解決透灸設(shè)備透明隔離治療單元和自動懸臂的構(gòu)造問題；采用空氣動力學(xué)、電子信息學(xué)、燃燒學(xué)技術(shù)方法解決自動點火和溫度實時控制問題；采用污染控制學(xué)方法解決艾煙、艾味污染問題；采用MCU 集成電路和機械工程學(xué)技術(shù)解決整機智能控制問題。在繼承傳統(tǒng)灸療器具優(yōu)點的基礎(chǔ)上，同時具有透灸效果好、智能操作、使用簡便、安全環(huán)保、節(jié)約人力物力、設(shè)計更人性化、智能化等特點，具有較高的臨床應(yīng)用和市場推廣價值。