【专刊选读】闭环式神经调控技术给针灸学科带来的机遇和挑战

何家恺¹，赵亚楠¹，贾宝辉²，方继良²，

王瑜¹，张帅¹，荣培晶¹

(¹中国中医科学院针灸研究所； 

²中国中医科学院广安门医院)

Closed-loop neuromodulation

近年来兴起的闭环式神经调控技术将闭环式控制刺激系统和神经调控相结合，是医学和多个学科交叉的产物。医学临床实践中，闭环式控制刺激的思维随处可见，医者、患者同时达到“得气”状态，就是一种类似闭环式控制刺激系统的反馈调节过程。多学科交叉共同发展是未来医学科学的发展趋势，美国SPARC计划和闭环式神经调控技术的出现，挑战了传统针灸通过刺激外周达到治疗效果的话语权。这些挑战同时也促使传统中医针灸必须通过理论和方法创新、多学科交叉等途径加快现代化进程，以保护和发展学科阵地。借鉴闭环式神经调控技术的发展过程，将“闭环”思想引入针灸学科，可为探索经络、腧穴、针刺手法、穴位配伍的本源及提高中医针灸的临床疗效提供新的思路。

#1

闭环式神经调控技术是一种闭环式控制刺激系统

闭环式神经调控技术是一种闭环式控制刺激系统现有的神经调控技术多以“开环”方式提供刺激，即根据预编程的主动设置刺激参数的方式来进行调节，并且不受患者刺激后出现的临床症状或疾病变化的影响。而闭环式控制刺激系统，可即刻提取多种物理、化学信号，根据先验知识自动识别出信号特征，自动调整刺激参数，以提高刺激效率。

在开环系统的基础上，实时采集并输出患者生理信号，高可靠性算法分析刺激参数的影响，是闭环神经调控技术的重要保障。多学科交叉合作研究将成为神经调控技术突破和更深层发展的关键，材料学的发展已为神经调控技术的临床转化提供了可能。人工智能的发展又促使神经调控技术进入“智能神经调控技术”时代，即基于个体特征进行自动化的机器学习调整神经调控技术，还可对预后进行预测。

#2

中医药临床实践中的“闭环”

模式举隅

事实上，“诊断-治疗-疗效-反馈”这样的“闭环”，在传统中医学和现代医学临床实践中均随处可见。个体化治疗是中医药的优势所在，如起源于《内经》《伤寒论》的辨证论治，丰富发展于明清，是中医学最基本的特点之一，在当今精准医学的热潮中，这种中医诊疗方法的丰富内容和思维方式，被赋予了与时俱进的强大生命力。

中医的辨证论治诊疗观念强调的是一种“动态”的整体观，即实时个体化的诊疗。中医师对患者的治疗，往往不是选择单一不变的固定方案，而是以动态整体的辨证论治来提高患者健康的整体功能态为总目标，辨证论治体现了个体化治疗的思想。又如，医者在诊察患者时，既要考虑四季变化规律、当地气候特征及患者的生活环境，又要考虑患者状态实时产生的变化，即“三因制宜”。“因时”要“顺天之时，而病可与期”；“因地”即指“地势使然”，就可“治所以异而病皆愈者，得病之情，知治之大体也”；“因人”就是在治疗前“必先明知二十五人则血气之所在，左右上下”(《灵枢·阴阳二十五人》)。三因制宜体现了实时调整的思想。

#3

闭环式控制刺激系统和针灸“得气”的共同点

闭环式控制刺激系统和针灸“得气”的共同点“刺之要,气至而有效”，针灸得气指的是治疗中，医者出现“气至针下”和患者出现“气至病所”的状态。“得气”一方面要求医者感觉到“气至针下”，对施针后的病理生理反应进行实时性监控和调整；另一方面，要求施针者根据“气至针下”后的反馈，即刻、动态地调整施针方法，即“欲以微针通其经脉，调其血气，荣其逆顺出入之会”，以达到患者感觉“气至病所”，疾病得以缓解的状态。由此可见，针灸治病的过程中，十分强调“得气”状态的重要性，可以说，“得气”是“效之信,若风之吹云,明乎若见苍天”的基本要求。《灵枢·九针十二原》曰“方刺之时,必在悬阳,及与两卫”，又曰“夫气之在脉也,邪气在上,浊气在中,清气在下，故针陷脉则邪气出,针中脉则浊气出,针太深则邪气反沉、病益……无实无虚。损不足而益有余,是谓甚病”。以上两点指的是医者在施针过程中，需要密切观察“悬阳”“两卫”，协助判断针下气血盛衰以迎之随之而行补泻和补泻后的效果，指导针刺补泻强度和出针的时机，以免造成“精泄”“致气”这样的医源性损害。《灵枢·九针十二原》要求医者应用针灸治病时，需时刻注意患者“证型”的动态变化，即“粗守形,上守神”“粗守关,上守机”。“得气”状态的产生，需要医者通过“守形”“守神”“守机”“守关”，多维度、动态地仔细洞察患者的各种病理体征，并将这些体征加以综合分析后，高度概括为“证”，再针对“证”，施以针术，对患者的阴阳气血进行调整。

针灸得气和闭环式控制刺激系统有相似之处。如图1所示：闭环式控制刺激系统的下位机部分，可同时、多维度地采集患者接受治疗后的多种疾病信息，并将这部分生理数据、临床信息进行综合分析，即刻调整。同时，这些信息可同时传送至本地及云端的储存器、上位机中。上位机也可根据多维度的信号特征，对下位机的刺激模式进行监测并发出交互指令。实际上，这种多维度、动态的信息采集过程和针灸治病时的“守形”“守神”“守机”“守关”是相似的。对疾病信息的综合分析、计算、演绎，即可通过上位机对这些综合信息进行“指令交互”和“监测调整”。这种闭环式神经调控的过程，实际上将“气至针下”和“气至病所”两种要求有机结合，个体化地定制调整治疗的刺激参数，以达到最好临床疗效。

#4

小结

闭环式针灸疗法的初步建立，首先要从临床实践出发，在疗效可靠的基础上，寻找某种针灸治疗方法对某种疾病和证型的适宜人群。其次，根据临床疗效，从适宜人群的临床信息及生理指标中，采用人工智能机器学习及深度学习技术，提取和识别出和疗效相关的多维度的生物标记物，并建立疗效预测模型。最后，在提取出可靠生物标记物的基础上，以这些生物标记物为目标，通过上位机指令交互和下位机的无监控机器学习等途径，进行即时、连续、个体化的闭环调整。如本团队将传统耳穴疗法和经皮迷走神经刺激这样的神经调控方法结合，已形成了经皮耳穴-迷走神经电刺激治疗“脑病”的新思路，应用功能核磁共振的方法，也发现了经皮耳穴-迷走神经电刺激治疗抑郁的一些特征性神经影像学标识，现阶段正以多模态磁共振成像、脑电、肌电、基因组学、蛋白组学、光遗传等多个维度的基础和临床研究结果进行以提高疗效和筛查敏感人群为导向的模型探索。闭环式刺激系统已向多通道、微型处理、高性能自动化识别、低延迟、低能耗、低成本的方向发展。相信随着科学技术的进步，模型的准确性和计算速度将不断提高，以减少误诊率和漏诊率。提高临床疗效是闭环式针灸疗法的根本目标，因此，对于闭环式针灸疗法的优化和再验证，也应回到临床疗效中。值得注意的是，在模型和仪器的开发和使用中，还需重视原创性知识产权的保护。

来源：何家恺,赵亚楠,贾宝辉,方继良,王瑜,张帅,荣培晶.闭环式神经调控技术给针灸学科带来的机遇和挑战[J].针刺研究,2021,46(6):451-454+491.

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