1.2.5 电针与TEAS设备的研制
如上所述，不论手针或电针，都要将针插入分布在14条经络上的“穴位”点，按照特定方向，达到一定深度；如果采用TEAS方法，则可把皮肤电极放置在体表的穴位上，使电流透过表皮刺激穴位区的神经，去除了扎针的操作步骤，大大简化了操作流程，有利于患者在医师指导下居家进行治疗，大幅度节约时间及医疗成本。从技术层面上看，经皮神经电刺激（transcutaneous electrical nerve stimulation, TENS）与TEAS极为相似，但从医学指导思想上考虑，两者有很大不同。
将电流施加于人体组织上，组织不是被动地接受刺激，而是会产生一定的反应，因此其电阻抗是会改变的，这种改变会反过来影响电流的数值，为此有必要了解刺激过程中电流变化的特性。特别是将电极放置于皮肤表面时，皮肤最外层角质层导电性很差，阻抗大，需要高的电压才能将其击穿，因此，TEAS的仪器要求与电针仪的要求有很大不同。一般的“恒压”仪器难以完成任务，需要用“恒流”仪器，才能保证所用电流达到预定的数值。例如，电针仪发出3 V的电刺激加在刺入穴位的电针手柄上，可以产生3mA电流，但同样的电刺激施加在皮肤表面就不足以产生3mA电流，而必须用恒流的TEAS仪器；后者启动时可以自动升压几倍或几十倍，才能克服阻抗，达到预定电流值。另一方面，由于阻抗随时间变化，一台“恒压”仪器发出的电流难以在预定波宽（例如0.3ms）范围内保持一个恒定值，而是在示波器的荧屏上显示一个逐渐下降的斜坡，因此必须使用“恒流”的仪器，才能产生标准的矩形波（俗称“方波”），以达到预期的效果。由于技术要求较高，恒流仪器的价格必然会高于恒压仪器。至于更多的自动化输出要求，此处不再详述。
电针仪或经皮电刺激仪器参数的确定，需要电子工程师、基础医学研究者和临床医师三方面的通力合作。以脉冲电刺激的频率而论，可以设计为从1Hz到100Hz自由可调，但临床医师面对各色各样的症状，使用这样的仪器，究竟选用什么频率为佳，似乎无从入手。经过基础研究发现，神经系统对外来脉冲刺激的应答，是按照刺激频率的对数值起反应的。如果将电刺激频率的对数值作为X轴，将阿片肽释放量作为Y轴，那么脑啡肽的释放随着刺激频率增加而减少，强啡肽的释放量随着刺激频率增加而加大。由此可将2 Hz作为促进脑啡肽生成的优选点，100Hz作为促进强啡肽生成的优选点。如果只能选用一种频率，那么15Hz就成为两种阿片肽的共用点，而2Hz和100Hz两种频率交替出现的疏密波就成为“熊掌和鱼两者兼得”的最佳方案（图1.7）。在这种思路指导下，医生只要试用三种频率（2Hz、15Hz、100Hz），就可以基本掌握各种频段的镇痛效果，看哪一种频率可以发挥最佳治疗效果，然后在此基础上加以细化。
图1.7 给大鼠脊髓蛛网膜下腔注射脑啡肽的抗体（AB），防止脑啡肽对其受体产生作用，则2Hz低频电针的镇痛效应大幅度降低，而100Hz以上高频电针的镇痛效果很少受到影响。反之，将强啡肽的抗体注入大鼠蛛网膜下腔，防止强啡肽对其受体产生作用，则100Hz以上高频电针的镇痛效应显著减弱，而2 Hz低频电针的镇痛效果不受影响。这一结果提示，低频电针主要通过脑啡肽介导其镇痛效应，高频电针主要通过强啡肽实现其镇痛效应。如果应用15Hz或30Hz的电针，其镇痛效果既有脑啡肽的部分参与，也有强啡肽的部分参与
1）关于电针应用的时间（单次治疗持续若干时间）和频度（每周治疗次数）的选定也应有所规范
实验研究发现，如果刺激时间过长（例如同样参数的电刺激持续几小时，或一周中每天都治疗1次），其镇痛作用可能会逐渐减弱，正如连续注射吗啡，其镇痛效果会逐渐减弱一样。这种现象可以称之为“耐受”效应。发生耐受的原因很多，可能是受体数量逐渐减少，或激活了负反馈机制，例如由于脑啡肽等“阿片肽”分泌过多，激起其对立面“抗阿片肽”的生成，导致镇痛效果逐渐减弱。因此，电针仪每次开动时要设定一个自动关机时间（一般自动关机时间设定为30min，但也可以设定为60min或90min），否则刺激时间过长，可能会激活负反馈机制而影响疗效。
关于每周治疗次数，一般为每周5次（周末休息）或每周3次（隔天1次），也可以每周1～2次。选定的原则是：症状严重者刺激次数可以略多，例如每天1～2次。事实证明，对于药物依赖患者戒断症状严重者，每天治疗3～4次依然有效，并未发生耐受；而症状较轻者，隔天1次，或每周1～2次为宜。
2）关于针刺效果个体差异的问题
从图1.4可以看出，施加同样的针刺手法，有的动物痛阈升高1倍以上，有的升高不到50%，这种个体差异是可以重复出现的，说明不同的个体其体质有所不同。但是这种“体质”的不同，具体表现在何处？值得探讨。
如果针刺引起镇痛作用主要是由于引起阿片肽的分泌，那么如果体内阿片肽含量不足，针刺效果肯定不会理想。
另一方面，体内有正面力量，往往就有反面力量来对抗，两者保持一个相对平衡。例如体内有交感神经系统，就有副交感神经系统作为对立面来保持平衡。脑内既然有“阿片肽”发挥镇痛作用，是否会有“抗阿片肽”来制衡呢？为此我们专门挑选针刺镇痛无效的动物，观察其脑内是否有较多的“抗阿片肽”。在研究过程中我们还发现一个现象是，正如注射吗啡过于频繁时其镇痛效果会逐渐减弱（发生吗啡耐受）一样，原来电针有效（镇痛）的动物，如果连续不断地给以电针，其镇痛效果也会逐渐减弱，我们将此现象命名为“电针耐受”。我们设想其可能的机制是：由于多次电针引起阿片肽分泌太多，导致其对立面“抗阿片肽”的生成，发挥制衡作用（虽然当时我们对于设想中的“抗阿片肽”的具体特征并无认识）。
为了验证上述设想，我们采用针刺镇痛无效的大鼠和多次电针引起“耐受”的大鼠，取其大脑制成匀浆，提取其有效成分，检测是否有“抗阿片肽”物质。结果发现，确实有一种分子量1000左右的成分在生物检测中具有非常明显的对抗阿片肽作用。经过多方论证，我们怀疑其为8个氨基酸组成的小肽“八肽胆囊收缩素”（CCK-8）。我们在此基础上进行了下列实验：给大鼠15Hz电针刺激，连续6h，测定大鼠的痛阈，发现电针初期存在显著的镇痛效果，但随着时间延长，镇痛效果逐渐降低，最终完全消失，而大鼠脑内CCK-8的含量则与时俱增。此时向大鼠脑室注射CCK-8的抗体，将脑内CCK-8的作用完全抵消，则原已消失的镇痛效果重新出现，而注射不含CCK-8抗体的对照血清则无此效果（图1.8）[10]。
图1.8 持续6h的电针刺激，导致大鼠镇痛效果逐渐减弱，发生“耐受”现象。此时向大鼠脑室注射CCK-8的抗体，抵消了脑内CCK-8的抗阿片肽效应，则电针镇痛作用重新出现
我们将阿片肽的镇痛作用与CCK-8的抗阿片肽作用看作是中枢神经系统调控个体痛觉敏感性的两条杠杆。阿片肽可以降低痛敏感性，而CCK-8（通过抵消阿片肽的作用）则可提高痛敏感性，两种力量保持着一个动态平衡。降低痛敏的力量除了阿片肽，还有其他神经递质，例如5-羟色胺、去甲肾上腺素等；提高痛敏的力量也不仅是CCK-8，还有其他抗阿片肽物质，如痛敏素（Nociceptin）、血管紧张素Ⅱ（angiotensin Ⅱ, Ag Ⅱ）等。对每一个个体来说，这些复杂因素使个体痛敏的水平保持在一个相对的“常态”。易经的太极图（图1.9）就代表着相互对立力量的相对平衡，针刺的作用可能是使失常的对立力量恢复到相对的平衡状态。当采用不同频率的电针对患者进行治疗时，对于每一条杠杆的撬动力实际上并不是均一的，可以随着患者当时精神和身体状态而不同。这就不难理解，针刺或电针的疗效会因人而异，因时而异。人体如此，动物实验也不例外。实验过程中除了严格控制动物种系、年龄、性别等条件，有人在做正式动物实验前，会先给动物进行一轮试验性电针，观察是否有镇痛效果；如见到电针无效的个体就将其排除在外，而专选电针有效的动物分析其作用机制。在这种特殊安排下，实验结果的波动性必然缩小，也不失为一种可供选择的方法。临床上有各种可供选择的疗法，应根据患者具体情况顺势而行，让每位患者作出最佳选择，这是医者的最高境界。
图1.9 太极图提示体内存在着对立的因素，起着相互制约的作用。如果把阿片肽看作是镇痛物质的代表，则胆囊收缩素（CCK）可以被视为是抗镇痛物质的代表。一方温和增长，有利于达到一个新平衡点；如增长过快，可能会激活对立面而起制衡作用
3）关于对照组设计的意义
基于患者对医师的高度信任，医师施加于患者的任何一种治疗方法都包含着给患者一种心理暗示：“这应该是对患者有益的最佳选择。”这种心理影响是普遍存在的。例如，医生和患者都熟知吗啡是一种公认的强效镇痛药物，具有明确的药理作用，但实际上科学实验已经证明，吗啡的疗效中有1/3是由心理暗示产生的。针刺疗法中也包含着心理暗示作用，甚至外科手术也不能例外。从临床上考虑，我们完全没有必要特意排除某种疗法的心理效应，但要从科学意义上确定一种疗法的实际效果时，有必要将心理暗示作用加以排除。
如前所述，决定针刺疗法的有效性，至少需要考虑两个重要成分：一是选择正确的部位（例如选哪条经？哪个穴位？）扎针或贴电极；二是选用适宜的手法来捻针（提、插的深度和速度，捻转、弹拨的力度等），并在使用电针疗法时，应该选用正确的电刺激参数（脉冲电流的频率、波宽、强度）等。理论上，上述诸多条件中只要改变了其中任何一项，都有可能改变疗效。因此，要排除所有干扰因素的对照实验是很难设计的，至今没有一种公认的方法可用于设计排除针刺心理效应的标准对照组。
常用的穴位对照组，是在目标穴位的旁开1～2cm取一个点进针，认为它已经偏离经络线，可以作为标准穴位的“无效对照点”。实际上多数学者认为，针灸穴位不是一个物理意义上的“点”，而是一个面积或区域，因此所谓旁开1～2cm进针，很可能仍然刺入了该穴的有效区域内，并非是完全无效的对照点。另一种常用的对照实验，是使用一种具有套筒的针具（Streitberger针，1998），表面上是将针具弹压进入皮肤，实际上该针具缩入了套管内，只是针尖稍稍触及皮肤，而没有刺入皮肤。对于首次接受针刺治疗的患者，可能难以区分针尖是接触皮肤还是针体刺入皮肤，也难以分辨是否产生了特殊的“得气”感，但对于接受过真正针刺疗法的患者，是很难将两者混淆的。为此，在设计试验时常常提出“接受过真正的针刺疗法者，排除其入组”，以免其辨别出假针与真针的区别。此外，即使是针尖接触皮肤，这也是一种真实的刺激，必然有其生理、心理效应，而绝非等同于无刺激。特别是施加多根假针时，其产生的生理、心理效应决不能予以忽视。有文献报道，在对照实验中使用的假针多达10枚；在这种情况下，要假设这10根针刺入皮肤是完全“无效”的，还值得商榷。
我们通过大量实验研究，发现了一种特殊的对照方法，简述如下：有一些疾病（例如患不孕症的妇女）必须用2 Hz的低频电刺激才有疗效，而采用100Hz的高频电刺激完全无效；另一种情况是，脊髓受到损伤导致下肢肌肉痉挛的患者，只有100Hz电针有效，而2Hz的无效。在这种情况下，应用无效频率的那一组就成为一个非常理想的“对照组”，因为接受2Hz刺激和100Hz刺激的两组患者都感受到了真正的电刺激，并产生完全相同的心理效应。结果是，只有一种频率真正有效，其他频率无效。这就充分说明，该有效针刺或电针必然是通过一些特定的生理机制才发挥治疗效果。但这样的例子可遇而不可求，如果发生了，当然具有特别强的说服力。
还有一种方法可以作为对照，是将电针刺激的强度降低到1/3（刚能感觉到），刺激时间减少到1/3（刺激10s，停止20s），从而使刺激量降低到正常值的1/9。这也是一种非常严格而且可以定量的“最小刺激”方法。
关于针刺镇痛的实验研究的文献很多，现列出几篇总结性的论文[11—16]供参考。