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문제 정의
- 일정한 음압으로 족태양방광경(BL)에서 배수혈에 부항자극을 하는 동시에 체표 경락⋅경혈 에너지(용량성 전위)을 측정함에 따라 생체이온양 변화의 반영 유무와 정도를 분석하고자 하였다. 그 결과, 부항자극에 대한 생체 에너지 변화가 유도되고, 그 생체이온 변화량에 비례한 경락전위가 측정됨에 따라 새로운 경락 진단기로써의 가능성을 확인하였기에 이를 보고하는 바이다.
- 본 연구에서는 인체의 경혈 부위에서 저항성 임피던스 측정방식이 아닌 용량성 특성을 측정할 수 있는 시스템을 이용하여, 다수의 경혈을 대상으로 용량성 특성(생체 이온량에 비례한 전위)를 측정하고, 부항자극에 대한 이온 응집정도에 따른 생체에너지 변화를 통해 경락진단의 새로운 가능성을 확인해 보고자 하였다.
- 일정한 음압으로 족태양방광경(BL)에서 배수혈에 부항자극을 하는 동시에 체표 경락⋅경혈 에너지(용량성 전위)을 측정함에 따라 생체이온양 변화의 반영 유무와 정도를 분석하고자 하였다.
가설 설정
- 경혈에서 Life energy(Qi)의 상태가 경혈의 용량성분에 내포되어있는 이온의 상태와 유관하다면, Life energy(Qi)의 고/저에 따라 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP, Meridian energy potential)의 증/감하는 현상을 관찰 가능하다는 가정을 하, 다수의 경혈을 측정하기 위하여 12Channel 체표 경락⋅경혈 시스템을 개발하였다.
제안 방법
- 12원혈과 동일 경락상의 요혈을 대상으로 시간에 따른 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)변화 분석을 통해 한의학적 이론과 부합 정도를 확인하였다10,11).
- 부항 안에 전극을 삽입하여 자극 중 실시간으로 측정을 하도록 설계하였으며 자극 직후 5분간의 안정 상태를 유지한 후 재 측정하여 경혈의 이온 변화 상태를 재확인하였다. 600 mmHg의 일정 음압 충격에 의하여 발생되는 근육의 통증을 호소하는 사례를 줄이기 위하여, 배부의 근육상의 족태양방광경(BL Meridian)의 배수혈을 선택하였다. 또한 배수혈은 자율신경계의 분포와 대부분 일치하고 있으며, 상하 대정맥 사이를 분할하는 부분으로서 최적의 자극부위로 판단하였다.
- 일정 음압을 유지할 수 있도록 음압센서를 감지하여 세팅한 음압이 연속적으로 유지될 수 있도록 음압펌프 제어부를 설계하였다. Fig. 4와 같이 음압 자극전과 후의 경락에너지를 측정할 수 있도록 전극부를 설계하였으며, 공통 접지는 상용화된 Ag/AgCl 전극을 사용하였으며 중완(CV12)에 접지하였다.
- 6는 경혈에 대하여 6㎐의 속도로 충⋅방전된 전위를 반전시킨 후, 충전된 이온의양에 비례한 방전 전위만을 GUI을 통하여 실시간 확인한 예이다. 각 채널당 1초에 300개의 Digital 값을 GUI에서 수신하여 각 경혈의 방전전위의 그래프와 각 채널의 평균 Peak값을 자동 검출하고, 측정된 값은 자동으로 Excel에 저장할 수 있도록 설계하였다. 이때, 각 피크값들에 대한 평균값 ± 표준편차을 분석하였다.
- 전극 부착은 부직포로 하였으며, 전극은 비침습적이고 압통을 느끼지 않도록 라운드 형태로 제작하였다. 경혈의 크기를 고려하여 직경 5㎜로 제작하였다. 이때, 음압자극에 대한 경혈부위의 전위를 측정하기 위해서 부항내부에 제작된 전극을 삽입하였다.
- 두 개의 MCU를 이용하여 충⋅방전 SW역할을 위한 파형 발생과 미 측정 시 인체와 완전히 단락시키는 신호 발생 및 ADC(Analog to digital converter)와 Serial interface의 역할을 하도록 제작하였다.
- 또한 부항자극 5분경과 후의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 자극 도중보다 감소하는 변화 추이를 동일하게 관찰하였다.
- 두 개의 MCU를 이용하여 충⋅방전 SW역할을 위한 파형 발생과 미 측정 시 인체와 완전히 단락시키는 신호 발생 및 ADC(Analog to digital converter)와 Serial interface의 역할을 하도록 제작하였다. 또한 심장 박동과 근 신호에 의하여 발생하는 잡음의 간섭을 최소화하기 위하여 5.3㎐이하의 신호만 검출하기 위한 저역 필터를 설계하였으며, 저 잡음 증폭기를 이용하여 ㎷단위로 측정되는 (-) 방전전위 값을 반전시켜 증폭하였다. 24Channel 체표 경락⋅경혈 에너지 측정시스템과의 작동 제어를 위한 Software로 Matlab version 7.
- 측정 전극은 자체 제작된 전극으로써, 매우 작고 도전성이 우수한 저항 7[Ω]의 전극을 사용하였다. 또한 피부에 부착이 가능하도록 제작하였으며, 이에 측정하는 동안 일정한 압력과 동일한 위치를 유지하여 미동으로 인한 오차를 최소화하였다. 전극 부착은 부직포로 하였으며, 전극은 비침습적이고 압통을 느끼지 않도록 라운드 형태로 제작하였다.
- 각 경혈마다 세포 내⋅외막에 존재하는 총체 이온의 양이 다르므로 외부 커패시터의 충⋅방전되는 전하량 또한 상이하다. 모든 채널에 각 경혈마다 1초 동안 6번의 방전된 전위 중 Peak Detector를 하여 평균을 낸 값을 표시하도록 GUI를 설계하였다. Fig.
- 또한 배수혈은 자율신경계의 분포와 대부분 일치하고 있으며, 상하 대정맥 사이를 분할하는 부분으로서 최적의 자극부위로 판단하였다. 배수혈 중 오장을 대변하고 있는 좌/우 폐수(BL13), 심수(BL15), 간수(BL18), 비수(BL20), 신수(BL23) 10개를 선택하여 각 10회 측정하였다.
- 본 연구에서는 부항자극에 의한 적혈구와 백혈구 및 혈구용적의 경미한 증가가 관찰된다는 기존의 연구결과12)를 근거로, 다수의 경혈을 대상으로 부항자극에 대한 생체 이온의 변화 반영정도에 대한 실증적인 평가를 위해서 24 Channel 체표 경락⋅경혈 시스템을 이용하여 에너지 변화를 측정하였다.
- 일반적으로 부항요법의 진단 및 치료로 사용되는 600 mmHg (80 kPa)의 일정 음압세기를 선정하였으며 5분간 자극하였다. 부항 안에 전극을 삽입하여 자극 중 실시간으로 측정을 하도록 설계하였으며 자극 직후 5분간의 안정 상태를 유지한 후 재 측정하여 경혈의 이온 변화 상태를 재확인하였다. 600 mmHg의 일정 음압 충격에 의하여 발생되는 근육의 통증을 호소하는 사례를 줄이기 위하여, 배부의 근육상의 족태양방광경(BL Meridian)의 배수혈을 선택하였다.
- 이에 생체전하량을 증가시키고 생체 전위와 체표 경락⋅경혈 에너지 측정 시스템의 전위차를 증가시키는 방법으로 부항요법을 선택하였다.
- 1은 기존의 연구에서 규명된 결과를 바탕으로 경혈과 비경혈 간의 상대적인 전기적 특성을 도식화한 모형이다. 이와 같이 경혈은 비경혈에 비하여 저항성분이 낮고 용량성분이 높은 부위라는 전기적 특성을 이용하여 Fig. 2와 같이 기존의 전기자극 인가 방식에서 탈피한 무자극 방식으로 경혈에서 발생되는 전기적 용량성분을 측정하는 방법을 제안하였다. Cbody는 측정하고자 하는 경혈부위의 용량성분이며, 해당 경혈에서는 Cbody의 크기에 따라 생체 이온전하량을 보존하고 있으므로 그에 비례한 생체전위(VS)가 측정하고자 한다.
- 한의학에서 경락과 경혈은 인체의 전반적인 생리⋅병리학적 상태를 내포하고 있음에도 불구하고, 이를 객관적으로 측정하고 분석하기 어려운 이유로 주로 치료의 대상으로만 적용되어왔다. 일부 경락과 경혈의 전기적 특성을 이용한 객관적인 상태 판별을 하고자 하는 노력이 있어왔으나, 가압형식의 전극을 이용하여 인체에 전기를 인입하는 방식으로 저항성 임피던스를 측정하였다. 이는 측정압력, 피부건습 상태, 인입전류량, 동일한 측정압력 제어의 어려움 등으로 인하여 측정 결과에 대한 신뢰성과 재현성이 낮으며, 순수 경혈의 특성을 판별하기 어려운 단점을 내포하고 있다.
- 이때, 음압자극에 대한 경혈부위의 전위를 측정하기 위해서 부항내부에 제작된 전극을 삽입하였다. 일정 음압을 유지할 수 있도록 음압센서를 감지하여 세팅한 음압이 연속적으로 유지될 수 있도록 음압펌프 제어부를 설계하였다. Fig.
- 또한 피부에 부착이 가능하도록 제작하였으며, 이에 측정하는 동안 일정한 압력과 동일한 위치를 유지하여 미동으로 인한 오차를 최소화하였다. 전극 부착은 부직포로 하였으며, 전극은 비침습적이고 압통을 느끼지 않도록 라운드 형태로 제작하였다. 경혈의 크기를 고려하여 직경 5㎜로 제작하였다.
대상 데이터
- Fig. 3과 같이 다수 경혈에서 동시에 측정이 가능한 24Channel로 제작하였으며, MCU로는 ATmega2560과 ATmage128(ATmel co. Ltd, USA)을 사용하였다. 두 개의 MCU를 이용하여 충⋅방전 SW역할을 위한 파형 발생과 미 측정 시 인체와 완전히 단락시키는 신호 발생 및 ADC(Analog to digital converter)와 Serial interface의 역할을 하도록 제작하였다.
- 이에 생체전하량을 증가시키고 생체 전위와 체표 경락⋅경혈 에너지 측정 시스템의 전위차를 증가시키는 방법으로 부항요법을 선택하였다. 일반적으로 부항요법의 진단 및 치료로 사용되는 600 mmHg (80 kPa)의 일정 음압세기를 선정하였으며 5분간 자극하였다. 부항 안에 전극을 삽입하여 자극 중 실시간으로 측정을 하도록 설계하였으며 자극 직후 5분간의 안정 상태를 유지한 후 재 측정하여 경혈의 이온 변화 상태를 재확인하였다.
- 측정 전극은 자체 제작된 전극으로써, 매우 작고 도전성이 우수한 저항 7[Ω]의 전극을 사용하였다. 또한 피부에 부착이 가능하도록 제작하였으며, 이에 측정하는 동안 일정한 압력과 동일한 위치를 유지하여 미동으로 인한 오차를 최소화하였다.
- 피험자의 평균 연령은 25± 2세였으며, 성인 남성 8명을 대상으로 하였다.
데이터처리
- 24Channel 체표 경락⋅경혈 에너지 측정시스템과의 작동 제어를 위한 Software로 Matlab version 7.1을 GUI(Graphic User Interface) 설계하였으며 이를 통하여 실시간으로 분석하였다.
- 이때, 각 피크값들에 대한 평균값 ± 표준편차을 분석하였다.
- 자극 전, 자극 도중, 5분경과 후의 체표 경락ㆍ경혈 에너지(MEP)들간의 상관성을 검정하기 위하여 분산분석 기법 중 하나인 일변량 분산분석(oneway Anova)을 이행하였다. 각 범주마다 독립적이며 동일한 측정값의 개수를 삽입하여 모든 경혈에 대하여 일변량 분산분석(one-way Anova)을 한 결과 Fig.
성능/효과
- 1. 부항 자극을 통하여 경혈 내의 이온이 응집되므로 인해 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 증가함을 확인하였으며, 5분경과 후 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 감소함을 확인하였다.
- 2. 경락⋅경혈 에너지 시스템의 측정원리가 경혈내 전체적인 용량성분의 양(이온양)을 대변하고 있음을 확인하여 본 시스템의 신뢰성 및 유의성을 확인하였다.
- 3. 또한 한의학적 경맥관점에서 좌/우의 경혈은 동일한 경락을 통해 제어를 받으므로 정상인 상태에서는 좌/우 균형의 높은 상관성을 가져야 한다. 이에 각 피험자의 경혈마다 좌/우 동일 경혈의 전위 크기에 대한 균형/불균형 상태가 다양하게 관찰되었다.
- 4. 경혈마다 부항 시술중과 전의 체표 경락⋅경혈에너지 변화량(⊿MEP)이 다양한 분포와 특이적인 감소 추이가 관찰되는 소수 경혈을 확인함에 따라 향후 경혈 총 용량성분 상태 판별의 중요한 요소로 경락진단 방법으로 활용 가능성을 확보하였다.
- 각 범주마다 독립적이며 동일한 측정값의 개수를 삽입하여 모든 경혈에 대하여 일변량 분산분석(one-way Anova)을 한 결과 Fig. 9와 같은 추이변화를 관찰하였으며, 유의확률 P=0.000으로 유의수준 P<0.05이하로 분석되었다.
- 그러나 부항 자극 전과 5분경과 후 재 측정한 결과를 비교⋅분석해본 결과, 각 경혈마다 자극 전의 측정값이 비하여 증/감소하는 다양한 변화추이를 확인하였다.
- 그러나 좌측 폐수(BL13)의 경우 부항자극 도중 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 253.35로 증가하였지만, 우측 폐수(BL13)에서 -22.45로 감소하는 상반된 결과를 확인하였다(Fig. 7).
- 또한 5분경과 후와 자극 전의 좌/우 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP) 차가 각 -235.3, -223.05로 급격하게 감소하고 있음을 확인하였다.
- 또한 5분경과 후와 자극 전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP) 차가 좌/우측 신수(BL23)은 각 -161.9, -408.6으로 급격한 감소하는 변화추이를 확인하였다.
- 또한 모든 경혈에 대하여 자극 전 비하여 자극 도중 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)의 증가 여부를 회귀분석을 한 결과 P=0.048로 유의수준 P<0.05이하로 유의한 증가추이를 확인하였다.
- 또한 모든 피험자에게서 부항 음압 전/후의 체표 경락⋅경혈에너지(MEP)가 증/감하는 비교적 동일한 패턴을 확인하였지만, 각각의 피험자의 경혈마다 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 상이함을 확인하였다.
- 600 mmHg의 일정 음압 충격에 의하여 발생되는 근육의 통증을 호소하는 사례를 줄이기 위하여, 배부의 근육상의 족태양방광경(BL Meridian)의 배수혈을 선택하였다. 또한 배수혈은 자율신경계의 분포와 대부분 일치하고 있으며, 상하 대정맥 사이를 분할하는 부분으로서 최적의 자극부위로 판단하였다. 배수혈 중 오장을 대변하고 있는 좌/우 폐수(BL13), 심수(BL15), 간수(BL18), 비수(BL20), 신수(BL23) 10개를 선택하여 각 10회 측정하였다.
- 모든 경혈에서 부항 자극 도중의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 자극 전에 비하여 증가하는 추이를 확인하였다.
- 피험자의 평균 연령은 25± 2세였으며, 성인 남성 8명을 대상으로 하였다. 모든 피험자는 흡연을 하지 않고 1주일 이상 음주를 하지 않는 자로 혈압이 120-130 / 80-90 mmHg의 정상 혈압군으로 설정하였으며 실험 전 모든 피험자는 현재 특정한 질병이나 질환이 없거나 과거에 장부 치료 병력이 없음을 확인하였다. 모든 실험 대상자로부터 실험 참여 동의를 받았으며, 자발적 참여자로 선정하였다.
- 부항 자극으로 인한 생체 이온 응집에도 불구하고 부항 자극중의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)이 오히려 감소하는 특이사항이 관찰되었다.
- 이에 좌측 폐수(BL13)는 5분경과 후와 자극전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP) 차가 -23.7로 자극 전의 상태와 유사하도록 회복되는 반면, 우측 폐수(BL13)는 자극전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP) -92.9로 지속적으로 감소하고 있음을 확인하였다.
- 좌/우 폐수(BL13), 좌측 심수(BL15), 우측 간수(BL18), 좌/우 비수(BL20), 좌측 신수(BL23)는 자극전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)보다 부항도중과 5분경과 후 모두 증가하였지만 우측 심수(BL15), 좌측 간수(BL18), 우측 신수(BL23)에서는 자극 전보다 5분경과 후 감소하였음을 확인하였다.
- 좌측 폐수(BL13)는 97.17, 좌측 간수(BL18)은 -97.02로 비교적 크게 증/감 하였지만, 우측 폐수(BL13) 15.02, 좌/우측 신수(BL15)는 각 22.83, -3.12, 우측 간수(BL18) 29.99, 좌/우측 비수(BL20)는 각 0.801, 5.17, 좌/우측 신수(BL23)은 각 18.66, -10.57로 자극 전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)와 다소 작은 증/감 차이이므로 자극 전의 경혈의 상태로 회복되고 있음을 확인하였다.
- 즉 부항자극에 따른 이온 응집에 따라 자극 도중 경혈의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)가 증가하는 추이를 동일하게 관찰되었으나, 5분경과 후 정상상태로 회복되는 과정에서 자극 전보다 증/감하는 상이한 결과를 확인하였다.
- 추가적으로 동일한 변화추이가 관찰된 경혈로는 좌/우측 신수(BL23)이며, 자극 전의 좌/우 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)의 절대차가 835.8로 좌/우 불균형 상태를 확인하였다.
- 피험자 8명 중 2명의 피험자의 소수 경혈에서 부항자극 도중 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP)의 변화추이가 감소하는 특이 사항이 관찰되었다.
- 8로 좌/우 불균형 상태를 확인하였다. 하지만 자극 도중, 좌측 신수(BL23)은 자극 전보다 46.55로 증가하였으며, 우측 신수(BL23)은 -29.2로 감소하고 있음을 확인하였다. 또한 5분경과 후와 자극 전의 체표 경락⋅경혈 에너지(MEP) 차가 좌/우측 신수(BL23)은 각 -161.
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