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Von M. MOSER, L. DORFER, F. MUHRY D.
MESSERSCHMIDT, M. FRÜHWIRTH, F. BAHR
Akupunktur / Aurikulomedizin 2/1998
Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit werden
physiologische Korrelate zum Nogier-Reflex (RAC)
aufgezeigt.
1. Einleitung
2. Methodik
3. Versuchsdurchführung
4. Ergebnisse und Diskussion
5. Physiologie der RAC-Tastung
1. Einleitung
In der Ohrakupunktur wird seit Nogier (1968) eine
Veränderung der Pulswelle am Radialispuls als
Indikator zum Auffinden von gestörten
Akupunkturpunkten verwendet. Dieses Phänomen wurde von
Nogier als Reflex Auriculocardiaque (RAC) bezeichnet,
da eine Beteiligung des Herzens an seiner Entstehung
vermutet wurde [1]. Obwohl der physiologische
Hintergrund des Phänomens bisher nicht vollständig
geklärt ist, wird dieser Reflex von erfahrenen
Akupunkteuren als äußerst hilfreich für die
Diagnosestellung und zur Erprobung therapeutischer
Maßnahmen dargestellt [2]. Im Rahmen der vorliegenden
Arbeit soll mit Hilfe moderner
kreislaufphysiologischer Meßmethoden geklärt werden,
ob es physiologische Korrelate zum Nogier-Reflex gibt.
2. Methodik
An zehn Versuchspersonen (VP) im Alter von 23-47
Jahren (Mittel: 31,2; 4 weibliche VP) wurden mit Hilfe
einer ursprünglich für die Weltraummedizin
entwickelten Sensorjacke physiologische Messungen
durchgeführt. An der Studie waren Patienten der Praxis
eines mit dieser Methode gut vertrauten
Akupunkturarztes (Dr. Leopold Dorfer) beteiligt. Die
Patienten, deren schriftliches Einverständnis vor
Beginn der Studie eingeholt wurde und die über die Art
der Untersuchung informiert waren, wurden im Liegen
auf einer bequemen Liege in einem ruhigen und
gleichmäßig temperierten Raum untersucht. Während der
Untersuchung wurden folgende Parameter gemessen:
- Elektrokardiogramm (EKG)
- Seismokardiogramm (SKG)
- Ballistokardiogramm (BKG)
- Carotispuls
- 1-2 Radialispulse an der rechten Hand
- Fingerpuls an der rechten Hand
- Atmung
Seismo- und Ballistokardiogramm wurden mittels
einachsiger Beschleunigungsaufnehmer in sagittaler (SKG)
bzw. in longitudinaler (BKG) Körperachse aufgezeichnet.
Der Carotispuls wurde mit Hilfe eines
piezomechanischen Sensors, Radialis- und Fingerpuls
mit optoelektrischen Reflexionssensoren registriert.
Die Atmung wurde mit Hilfe eines
Thermistornasenfühlers gemessen. Pulssensoren (Abb. 1)
sowie Datenaufzeichnungsgerät (Abb. 2) wurden im
Rahmen des österreichisch-russischen Weltraumprojekts
(Abb. 3) entwickelt und sind von Gallasch, Moser und
Rafolt an anderer Stelle ausführlich beschrieben [3,
4, 5]. Aus den Originaldaten wurden folgende Parameter
berechnet: RR-Intervalle des EKGs bzw. Herzfrequenz,
Pulswellenlaufzeit zum Carotis-, Radialis- und
Fingerpuls sowie die Pulswellenamplitude von Carotis-,
Radialis- und Fingerpuls.
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Abb. 1: Optische Pulssensoren. Die Sensorgehäuse
aus Apfelholz enthalten einen optoelektrischen
Reflexionssensor, der auf einer Fläche von ca. 2
MM2 den photoplethysmographischen Puls mißt.
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Abb. 2: In einer Sensorjacke aus
Leinen und Merinowolle sind die Kabel
zusammengefaßt, um ein störendes Kabelgewirr zu
vermeiden. Ein 16-Kanal-Datenaufzeichnungsgerät
(KYMO) zeichnet die gemessenen Analogdaten
digital auf. Ein Gerät gleicher Bauart wird auf
der Raumstation MIR zur Aufzeichnung
physiologischer Parameter bei Kosmonauten
eingesetzt. |
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3. Versuchsdurchführung
Vor Beginn der Experimente wurden die Versuchs
personen an die Sensoren, die in einer Sensorjacke
zusammengefaßt sind, angeschlossen und konnten sich 15
Minuten in bequemer Ruhelage entspannen. Vom
Versuchsleiter wurde während dieser Zeit ein Test
vorgenommen, ob und in welchem Ausmaß der RAC am
linken Handgelenk der Versuchsperson zu tasten war,
wenn eine Provokation durch einen dafür geeigneten
Reiz erfolgte. Als Reiz wurden folgende Maßnahmen
gesetzt:
Annäherung einer
Ampulle mit toxischen Substanzen an die Stirn der
Versuchsperson (Ampulle)
Laserung eines
ausgewählten Akupunkturpunktes (Laser)
Einschalten einer
Niedervoltlampe im Gesichtsfeld der Versuchsperson (Heinelampe)
Laserung eines
neutralen Hautpunktes (Plazebolaser)
Annäherung eines
elektrischen Feldes an bestimmte Areale der
Ohrmuschel (3-V-Hämmerchen)
Händeklatschen über
dem Scheitel der Versuchsperson (Klatschen)
Durch die Auswahl der
Reize sollten einerseits Interventionen geprüft werden,
die zum normalen Repertoire des Akupunkturarztes
gehören (Ampulle, Laser, Heinelampe, 3-V-Hämmerchen),
andererseits Reize, von denen man annehmen konnte, daß
sie eine physiologische Schreckreaktion auslösen (Klatschen).
Da in Vorversuchen festgestellt wurde, daß die Atmung
eine stark modulierende Auswirkung auf verschiedene
der Meßparameter hat, wurde ver sucht, den Zeitpunkt
der Reizsetzung so zu wählen, daß es nicht zu einer
Synchronisation zwischen Reiz und Atemphase kommen
konnte. Zu diesem Zweck wurde eine Experimentsteuerung
programmiert, die nach einem unregelmäßigen Muster den
Beginn der Reizsetzung optisch vorgab. In Abb. 4 ist
ein Überblick über das jeweils durchgeführte
Gesamtexperiment (unten) sowie über den Aufbau d er
Teilexperimente (oben) gegeben.
Abb. 3: Der österreichische Kosmonaut in der
Schwerelosigkeit bei der Durchführung eines
physiologischen Experiments mit KYMO.
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Abb.4:Übersicht über das Versuchsprotokoll |
4. Ergebnisse und Diskussion
Abb. 5 beinhaltet die während eines Experiments
aufgezeichneten Originaldaten. Von oben nach unten
sind in der Abbildung das Elektro- Seismo- und
Ballistokardiogramm sowie Carotis-, Finger- und
Radialispuls gezeigt. Der unterste Teil der Abbildung
zeigt die Atmung. Es ist deutlich erkennbar, daß die
Atmung auf jeden anderen Parameter amplitudenund/oder
frequenzmodulierend wirkt. Besonders deutliche
Auswirkungen sind im Bereich des Seismo- und
Ballistokardiogramms sowie des Carotispulses zu
erkennen. Während der 30 dargestellten Sekunden wurden
zweimal an den vertikal gekennzeichneten Stellen
RAC-Testungen mittels 3Volt-Hämmerchen durchgeführt.
Gegenüber der Atmung ist der unmittelbar sichtbare
Einfluß der RACTestung mit dem Hämmerchen sehr gering.
Es ist daher verständlich, daß eine Bearbeitung der
Daten erfolgen mußte, die den Effekt der
Atmungsartefakte minimiert und die Wirkung des RAC
maximiert. Als erster Schritt wurde deshalb eine
Mittelung von zahlreichen Einzelversuchen durchgeführt,
wobei die Parameter über den Zeitpunkt des RAC-Reizes
gemittelt wurden. Ähnlich elektroenzephalografischen
Messungen von den evozierten Potentialen, bei denen
durch mehrmalige Wiederholung von Reizen die zufällige
Grundschwingung herausgemittelt und die Wirkung des
Reizes dadurch deutlich wird, erfolgte die Mittelung
in diesem Fall in der Absicht, die zufällig verteilten
Einflüsse der Atmung aus den Meßparametern durch
Mittelung zu entfernen. Abb. 6 zeigt fünf wichtige
Kenngrößen, deren Verlauf jeweils für 10
Versuchspersonen und 20 Einzelreize über den Zeitpunkt
der Reizsetzung gemittelt wurde. Durch die 6
unterschiedlichen Reiztypen ergeben sich jeweils sechs
Verlaufskurven. Die dünn gezeichneten Kurven
entsprechen dem mittleren Verlauf der sieben
Herzschläge vor der Reizsetzung, die dicker
gezeichneten Kurven dem Verlauf von 12 Herzschlägen
nach der Reizsetzung.
In der Abbildung sind von links oben nach rechts unten
die Auswirkungen der Reizsetzung auf die RRIntervalle
des EKGs, die Finger- und die Radialispulslaufzeit
sowie die Radialis- und Fingerpulsamplituden gezeigt.
Man erkennt, daß durch Atmung bzw. zufällige
Schwankungen eine gewisse Unruhe der Kurren vor der
Reizsetzung zu beobachten ist, diese ist allerdings
wesentlich geringer als die Wirkung der Reize.
Praktisch alle Reiztypen zeigen eine Verlangsamung des
Herzschlages (Zunahme des RR-Intervalls) in den ersten
3 Herzschlägen nach der Reizsetzung. Fingerpuls und
Radialislaufzeit zeigen eine biphasische Antwort, in
deren Verlauf es zunächst zu einer Beschleunigung,
dann jedoch zu einer Verzögerung der Pulswelle kommt.
In der Pulsamplitude verursacht besonders Klatschen
und der Lichtreiz der Heine-Lampe eine deutliche
biphasische Reaktion mit einer vorübergehenden Zunahme
und danach Abnahme der Pulsamplitude. Die anderen
Meßparameter weisen hier keine besonders deutliche
Reaktion auf.
Abb.5:Kreislaufparameter ! |
Abb. 6: Über den Reizzeitpunkt ...
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...gemittelte
Zeitverläufe kardiovaskulärer Parameter für
verschiedene Reiztypen. Die vor Reizbeginn
gemessenen Kurven (dünne Linien) zeigen weniger
Auslenkung vom Mittelwert als die nach dem Reiz.
Jede Einzelkurve wurde aus 20 Messungen bei je
10 Versuchspersonen gemittelt, d.h. aus jeweils
insgesamt 200 Einzelversuchen.
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Zusammenfassend kann
gesagt werden, daß eine deutliche physiologische
Reaktion als Folge der verschiedenen Reize beobachtet
wurde, die für eine Reaktion der Herzfrequenz wie auch
der peripheren Gefäße spricht. Die schnelle transiente
Abnahme der Herzfrequenz (Zunahme der RR-Intervalle)
spricht hierbei für eine Vagusreaktion; die
biphasischen Antworten der Pulslaufzeiten und
Pulsamplituden für eine sympathische Gefäßreaktion.
Die Form des Verlaufs von Finger- und Radialispulszeit
läßt auf eine transiente Anspannung und nachfolgende
Entspannung des Gefäßtonus schließen. Diese
Gefäßmotorik führt offensichtlich in den weiter
proximal gelegenen Arterien zu einer vorübergehenden
Überhöhung der Pulswelle, was besonders deutlich beim
Klatschen und bei der Heine-Lampe im unteren Bereich
der Abb. 6 gesehen werden kann. Um statistische
Aussagen über die Sicherheit des Nachweises
verschiedener Reizformen durch physiologische Größen
machen zu können, wurden 5 Parameter herangezogen und
der prozentuale Anteil an signifikanten Abweichungen
von der Ruhewertlinie für die jeweils 10
Versuchspersonen mit je 20 Messungen berechnet.
Gewertet wurden dabei jene Versuche, bei denen nach
der Reizsetzung innerhalb von 12 Herzschlägen eine
signifikante Abweichung (p kleiner 0,01) vom
Mittelwert der 7 Pulse vor dem Reiz nachgewiesen
werden konnte. Die Signifikanz wurde mittels eines
nichtparametrischen Wilcoxon-Signed-RankTests
überprüft. Wie in Abb. 7 erkennnbar, ist Klatschen in
fast 60% der Versuche auf einem hohen
Signifikanzniveau nachweisbar, während der
Placebolaser nur in 9% der Fälle eine signifikante
Abweichung vom Ausgangswert erzeugt. Zwischen diesen
beiden Extremen liegen in fallender Reihenfolge der
Lichtreiz der Heine-Lampe, das 3-Volt-Hämmerchen, die
Ampulle und der Akupunkturlaser. Es ist noch nicht
klar, ob die gerade noch nachweisbare Wirkung des
Plazebolasers auf Zufall oder auf einer unspezifischen
Reizung durch den auf neutraler Hautoberfläche
applizierten Laserreiz verursacht wurde.
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Abb. 7: Prozentualer Anteil an
signifikanten Versuchsergebnissen (p kleiner
0,01 %) bei verschiedenen Reizen, wenn die 5
aussagekräftigsten Parameter herangezogen wurden
(RR-Intervalle, Fingerpulslaufzeit,
Fingerpulsampiitude, Radialispulslaufzeit,
Radialispulsamplitude; n=10 VP mit je 20
Messungen).
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Abb. 8: Anteil an signifikanten
Versuchsergebnissen verschiedener
Versuchspersonen in Abhängigkeit von der
Deutlichkeit des subjektiv tastbaren RAC. Alter
23-47 J. (Mittel: 31,2), n=10 (4 weibl. VP:
offenes Symbol).
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In einem weiteren
Schritt wurde untersucht, bei welchen Versuchspersonen
der RAC besonders deutlich als physiologisches
Phänomen zu beobachten war. Zu diesem Zweck wurde vom
untersuchenden Akupunkturarzt eine subjektive
Einschätzung der Deutlichkeit des getasteten RAC bei
einem Normreiz für jede Versuchsperson vorgenommen.
Die Skalierung reichte hierbei von „RAC tastbar" (1)
über „RAC deutlich tastbar" (2) bis zu „RAC sehr
deutlich tastbar"(3). Diese subjektive Skalierung für
jede Versuchsperson wurde mit der prozentualen Anzahl
an signifikanten Veränderungen der physiologischen
Parameter bei der jeweiligen Versuchsperson verglichen
(Abb. 8).
Es zeigte sich, daß bei einem subjektiv mittelstark
nachweisbaren RAC die deutlichsten physiologischen
Veränderungen zu beobachten waren, bei einem weniger
stark ausgeprägten oder sehr stark ausgeprägten RAC
jedoch geringere physiologische Veränderungen
beobachtet werden konnten. Während bei Frauen in der
vorliegenden Studie weniger stark ausgeprägte
subjektive RAC-Einschätzungen auftraten, war kein
Unterschied in der Deutlichkeit objektiver
Veränderungen zwischen Frauen und Männern erkennbar.
5. Physiologie der RAC-Tastung
Da derzeit der apparative Nachweis des RAC dem
Nachweis durch die geschulte Hand des Arztes an
Sicherheit noch deutlich unterlegen ist, wurde in
einem letzten Schritt die Fragestellung untersucht,
welche Voraussetzungen ein Sensor erfüllen müßte, um
damit eine erfolgreiche, störungsfreie und verläßliche
RAC-Bestimmung durchführen zu können. Eine Betrachtung
der in der Haut der Fingerkuppe vorhandenen
Mechanorezeptoren (Abb. 9) zeigt, daß in der an die
Epidermis grenzenden Hautschicht vor allem
Meißner-Körperchen, Axon-Merkel-Zellkomplexe sowie
etwas tiefer gelegen Ruffini-Körperchen, und
schließlich in der Hypodermis Pacini-Körperchen zu
finden sind. Druck wird vorwiegend von den
Axon-Merkel-Zellkomplexen sowie den RuffiniKörperchen,
Spannung nur von den Ruffini-Körpechen wahrgenommen.
Für die Vibration sind Meißner- und
PaciniKörperchen,für Berührung alle Typen von
Mechanosensoren zuständig. Die Anzahl der
Mechanosensoren in der Haut der Fingerbeere liegt bei
etwa 2000/cm2. Diese große Zahl garantiert die
Sicherheit der Wahrnehmung, weil bei einer Störung
einzelner Sensoren noch immer genügend andere Sensoren
die Störung unterdrücken können.
Eine Untersuchung des Frequenzganges der einzelnen
Hautsensoren ergab, daß die größte Empfindlichkeit bei
einer Frequenz von etwa 300 Hz liegt, wobei
Schwingungen von 0,5 Hz bis zu 800 Hz wahrgenommen
werden können [6]. Da in der vorliegenden Studie die
Pulswelle nur mit 200 Hz abgetastet wurde, erscheint
eine Erhöhung der Abtastrate so wie der
Frequenzcharakteristik der Sensoren sinnvoll. In einer
späteren Studie sollen diese Möglichkeiten genauer
untersucht werden .
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Abb. 9: Schnitt durch die
behaarte (links) und unbehaarte Haut des
Menschen. Thermo-, Mechano- und
Schmerzrezeptoren sind nach Klinke und
Silbernagl schematisch eingezeichn et [6]
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Von Bedeutung für den
Nachweis des RAC-Reflexes ist möglicherweise auch die
räumliche Auflösung des Sensorsystems. Es zeigt sich
anhand einer Graphik der 2-Punkt- und Druckschwellen
für verschiedene Hautareale (Abb. 10), daß die Wahl
des Zeigefingers oder des Daumens zum Ertasten des
RACs einen sehr vernünftigen Kompromiß darstellt. Wie
man in der Abbildung sehen kann, liegt die
2-Punkt-Schwelle für den ersten und zweiten Finger bei
etwa 2 mm.
Das heißt, daß 2 Druckpunkte dann voneinander getrennt
wahrgenommen werden können, wenn sie mindestens 2 mm
voneinander entfernt liegen. Nur die Zungenspitze
weist eine noch größere Ortsauflösung auf und bietet
sich für mutige Akupunkteure als noch genaueres
Sensorium zur RAC-Testung an.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß physiologische
Korrelate zum RAC in der vorliegenden Arbeit
nachgewiesen werden konnten. Diese bestehen vor allem
in einer transienten Verlangsamung des Herzschlages
sowie in der biphasischen Ände rung von Pulslaufzeiten
und Pulsamplituden in den Armarterien. Ihr zeitlicher
Verlauf stimmt mit der subjektiven Beschreibung des
zeitlichen Verlaufs des RAC gut überein.
Der störungsfreie physiologische Nachweis des RAC ist
derzeit noch nicht möglich, nur eine Mittelung von
zahlreichen Einzelversuchen führt zu brauchbaren und
statistisch signifikanten Ergebnissen. Als wichtigste
Störvariable erscheint die Atmung, an deren
rechnerischer Elimination gearbeitet wird. Eine
Betrachtung des Sensoriums der Fingerspitze zeigt, daß
noch einige technische Hürden zu nehmen sind, bevor
ein Gerät eine der ärztlichen Hand adäquate Messung
des RAC wird durchführen können.
Summary:
In this work physiological equivalents of the Nogier-reflex
(RAC) are shown.
Danksagung:
Wir danken der Deutschen Akademie für Akupunktur für
die Unterstützung des Forschungsprojektes.
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Abb. 10: Mittlere Druckschwellen
und Zwei-Punkt-Schwellen an verschiedenen
Hautarealen beim Menschen. Die Druckschwellen
wurden mit kalibrierten Borsten bestimmt.
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Die
Zwei-Punkt-Schwellen der Zungenspitze stammen
von Weber (1835). Alle übrigen Daten sind aus
dem „Lehrbuch der Physiologie" (1996) von Klinke
und Silbernagl entnommen [6]. Es sind die
Mittelwerte von Messungen an der rechten und
linken Körperseite von je 24 Männern und Frauen
im Alter zwischen 19 und 37 Jahren.
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Literatur
[1] Nogier P.F.M.:
Lehrbuch der Auriculotherapie. Verlag Maisonneuve
[2] Bahr F,: Systematik und Praktikum der
wissenschaftlichen Ohrakupunktur für mäßig
Fortgeschrittene. Eigenverlag, Deutsche Akademie für
Akupunktur, München (1996)
[3] Gallasch E., Moser M., Hindinger J., Rafolt D.,
Jernej G., Eder H., Grießmayer G., Wronski B.,
Ansperger A. and KennerT : An interactive handheld
measurement system for biomedical applications. Forum
der Meßtechnik, (1991), Bd. 5, 540-545
[4] Moser M, Gallasch E, Rafolt D, Jernej G, Kemp C,
Moser-Kneffel E, Kenner T Baevskij R, Funtowa I:.
Cardiovascular monitoring in microgravity:The
experiments PULSTRANS and SLEEP. In: Austrian Society
for Aerospace Medicine (edts.), Health from Space
Research, Springer, Wien, New York (1992), 167-189
[5] Rafolt D., Moser M., Gallasch E. and Kenner T:.
Neue optische, mechanische und optomechanische
Pulssensoren für die nichtinvasive
Pulskurvenaufzeichnung an den Akren und großen
Arterien. Biomedizinische Technik, (1992) Band 57,
Ergänzungsband 1, 167-169
[6] Klinke R., Silbernagl S.: Lehrbuch der Physiologie.
Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1996)
Anschriften der Verfasser.
1)Univ. Prof. Dr, M. Moser, Dr. F. Muhry, Ing. D.
Messerschmidt, Cand. Ing. M. Frühwirth AG
Adaptionsphysiologie, Physiologisches Institut,
Universität Graz, Harrachgasse 21/5, A-8010 Graz,
e-mail.
moserm@kfunigraz.ac.at
2)Dr. med. L. Dorfer Ordination für Akupunktur und
physikalische Therapie Peinlichgasse 3, A-8010 Graz
e-mail: office@ogka.at
3)Dr. med. F. Bahr Deutsche Akademie für Akupunktur
Feinhalsstraße 8, D-81247 München
Dokumentation: Kontrollierte Akupunktur, RAC-Nachweis,
Nogier-Reflex
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