Chenglin Liu et al.: The micro-structure of Shangjuxu acupoint (ST37) by X-ray phase-contrast CT imaging based on synchrotron radiation

Die 2017 erschienene Studie von Chenglin Liu et al. („Studies on the micro-structure of bone with phase contrast CT imaging based on synchrotron radiation“¹) untersucht die Mikrostruktur von Ma 37 (Shangjuxu) an Kaninchen mit Hilfe von hochauflösenden PCI-CT-Bildern (phase-contrast imaging computed tomography).

Hintergrund und Zielsetzung

Die Meridiantheorie ist eines der wichtigsten Konzepte der Traditionellen Chinesischen Medizin. Aber obwohl die auf ihr beruhende Akupunktur auch in der modernen Medizin erfolgreich eingesetzt wird, ist die Meridiantheorie immer noch vorrangig eine theoretische Zusammenfassung einer großen Anzahl von klinischen Erfahrungen, und einige Schlussfolgerungen sind weiterhin spekulativ. Daher wäre es, so die AutorInnen, wichtig, die Beschaffenheit von Meridianen und Akupunkturpunkten zu klären und damit die Wirkweise der Akupunktur zu enthüllen.²

Bislang wurden verschiedene Theorien und Hypothesen über Meridiane vorgeschlagen, z.B. die Nerventheorie, die neuro-endokrine Theorie, die neurovaskuläre Theorie (Gefäßnervenbündel) und die Faszientheorie.³ Die dafür eingesetzten Untersuchungsmethoden waren vor allem anatomische Untersuchungen, die Magnetresonanztomographie (MRT), die Computertomographie (CT), die Infrarotbildgebung, die LCD-Wärmebildfotografie und das Ultraschallfotografieverfahren. Viele dieser Studien, so die AutorInnen, haben gezeigt, dass jeder Meridian einzigartige Eigenschaften hat, vor allem aber auch, dass Akupunkturpunkte „existieren“.

In der vorliegenden Studie untersuchen die AutorInnen die Mikrostrukturen von Ma 37 (Shangjuxu⁴ mit Hilfe von hochauflösenden PCI-CT-Bildern (phase-contrast imaging computed tomography)⁵ und vergleichen sie mit Körperbereichen, die keinen Akupunkturpunkt repräsentieren.

Durchführung der Untersuchung

Die untersuchten Proben stammten von erwachsenen weißen neuseeländischen Kaninchen.⁶

Ergebnisse der Untersuchung

Die strukturelle Betrachung in Meridianverlaufsrichtung zeigt eine abweichende Aggregation⁷ von Mikrogefäßen im Bereich von Ma 37. Im Akupunkturpunktbereich sind die kleinen mikrovaskulären und ihre Verzweigungen um die dicken Blutgefäße herum deutlich zu sehen⁸, im Nicht-Akupunkturpunktbereichen hingegen nur einige dicke Blutgefäße ohne feine Struktur.
Die strukturelle Betrachtung der Akupunkturpunkte senkrecht zur Meridianverlaufsrichtung zeigt unterschiedliche Röntgenabsorptionskoeffiziente für das Muskelgewebe verschiedener Bereiche der Proben, was auf unterschiedliche Durchmesser und Verteilungen der Blutgefäße deuten dürfte. In Akupunkturpunktbereichen sind die Kapillaren (mikrovaskuläre Struktur) relativ dicht angeordnet und haben relativ geringe Durchmesser, wohingegen die größeren Gefäße eher selten und in den Nicht-Akupunkturbereichen verstreut vorzufinden sind.
Für die quantitative Untersuchung wurde mit Hilfe einer Bildanalysesoftware die relative Gefäßdichte bestimmt.⁹ Dabei zeigt sich, dass die Gefäßdichte in den Akupunkturpunktbereichen höher ist als in den angrenzenden Bereichen (ohne Akupunkturpunkten). Das könnte darauf hinweisen, dass es im Akupunkturpunktbereich viele mikrovaskuläre¹⁰ Verzweigungen (Strukturen) gibt.
Als maximale Länge für den Akupunkturpunkt Ma 37 wurden 8,219 mm gefunden und als effektiver Bereich 5,68 mm, was, so die AutorInnen, mit der Akupunkturpunktgröße in der Theorie der Traditionellen Chinesischen Medizin übereinstimmt.
Eine geringe Menge an dickem Blut mit fast keiner Mikrostruktur kann nur in Bereichen ohne Akupunkturpunkten beobachtet werden. In den Bereichen mit Akupunkturpunkten gibt es einige mikrovaskuläre Strukturen mit einem Durchmesser von einigen Dutzenden von Mikrometern – ein Phänomen, das sich im Nichtakupunkturbereich kaum zeigt.

Zusammenfassung

Mit der synchrotronbasierten IL-XPCI-CT-Methode konnten (mehr) mikrovaskuläre Aggregationen im Bereich des Akupunkturpunktes Ma 37 gefunden werden, verglichen mit daneben liegenden Gewebebereichen. Die Größe des Akupunkturpunktes, der aus dem Durchmesser der mikrovaskulären Struktur geschätzt wurde, beträgt bei Kaninchen etwa 5,7 mm (und steht in Einklang mit bisherigen Ergebnissen¹¹).

Insgesamt, so die AutorInnen, bestätigen die Untersuchungen die Existenz von Akupunkturpunkten und dass sie bei Säugetieren besondere Körperstellen sind.

Anmerkungen/Fußnoten

1
Chenglin Liu, Fei Wang, Xiaohua Wang, Fang Liu, Ruishan Dang, Dongming Zhang, Xinyi Zhang, Honglan Xie und Tiqiao Xiao: „Studies on the micro-structure of bone with phase contrast CT imaging based on synchrotron radiation“. Image and Signal Processing BioMedical Engineering and Informatics (CISP-BMEI) 2017 10th International Congress on, pp. 1-6, 2017. https://ieeexplore.ieee.org/document/8302206. Zugriff: 9.8.2019.
2
X. H. Yan, X. Y. Zhang, C. L. Liu, et al.: Do acupuncture points exist?. Physics in Medicine and Biology, vol. 54, pp. N143–N150, May 2009.

Y. Zhang, X. H. Yan, C. L. Liu, et al.: Photoluminescence of acupuncture points “Waiqiu” in human superficial fascia. J Lumin., vol. 119-120, pp. 96-99, 2006.
3
Tsuei J. Julia: Scientific Evidence in Support of Acupuncture and Meridian Theory: I. Introduction. IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine., vol. 15, pp. 58-63, Mar.1996 .

Lei Li, To Yau, and Chuen-heung Yau: What Is the Origin of Acupoint. J. Acupunct. Tuina. Sci., vol. 10, pp. 125-127, Feb. 2012.
4
Übersetzt: „Oben in der großen Leere“, „Obere große Leere“ oder auch „Oberhalb des großen Erdhügels“. Quelle: Dr. Eduard Tripp: „Meridiane und Tsubos. Funktionen und Indikationen“. ISBN: 978-3-200-00995-0. http://verlag.renmai.at/lehrbuch_tripp.htm. Zugriff: 9.8.2019.
5
PCI-CT-Bilder, erstellt mit phase-contrast imaging computed Tomographie, sind deutlich detailreichere Bilder (verglichen mit z.B. herkömmlichen Tomographiebildern), die wegen ihrer hohen Helligkeit, ihres breiten Spektrums, ihrer hohen Kollimation (Parallelrichtung divergenter Lichtstrahlen), ihrer Polarisation (Herstellung einer festen Schwingungsrichtung aus den normalerweise unregelmäßigen Transversalschwingungen des natürlichen Lichts) und der gepulsten Struktur der Synchrotronstrahlung (elektromagnetische Strahlung, die tangential zur Bewegungsrichtung geladener Teilchen abgestrahlt wird) in den letzten Jahren in großem Umfang in verschiedenen Forschungsbereichen wie Physik, Chemie, Biowissenschaften, Medizin, Materialwissenschaften und Geowissenschaften eingesetzt werden.

Vgl. A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev: Femtosecond X-Ray pulses of synchrotron radiation. Phy Rev Let., vol. 76:912-915, Jul. 1996.
6
Ausgewählt wurde Muskelgewebe von der Außenseite der Hinterhand, in dem sich Ma 37 gemäß der Akupunkturliteratur befindet.

Die Untersuchungen wurden an der Röntgenstrahlbildgebungs- und biomedizinischen Anwendungsstation BL13W1 in der Shanghai Synchrotron Radiation Facility durchgeführt.⁶Die Elektronenenergie im Speicherring betrug 3,5 GeV, die Strahlintensität etwa 160-250 mA und die Photonene(Autor: Dr. Eduard Tripp)nergie lag im Bereich von 8-72,5 keV. Während der Experimente wurde ein monochromatisches Licht mit einer Energie von 15 keV eingestellt, die Lichtstrahlgröße betrug 20,160 mm × 3,897 mm auf der Probe und die aufgezeichnete Bildgröße etwa 2240 × 433 Pixel. Die Bilder wurden von einem Bildgebungsdetektor CCD (Photonic-science Ltd. UK) mit 9 μm effektiver Pixelgröße aufgezeichnet, und der Detektor wurde auf 0,5 m von der Probe entfernt eingestellt, die Belichtungszeit betrug für alle Bilder etwa 5 ms.

Das grundlegende experimentelle Verfahren bestand aus drei Schritten: der Aufzeichnung der IL-XPCT-Datenprojektion der Proben (XPCIs), dem Sammeln von Schichten aller XPCIs und der Rekonstruktion des dreidimensionalen Bildes. Bei der Aufzeichnung der IL-XPCT-Datenprojektion der Probe wird die Probe in fünf Segmente entlang der z-Achse unterteilt und kontinuierlich abgebildet, wobei jedes Segment etwa 3,897 mm hoch ist. In der Bildgebung wurde der Probentisch bei einem CT-Scan mit einer Geschwindigkeit von 0,2° /s um 180° um die z-Achse gedreht.
7
Zusammenlagerung von biologischen Strukturelementen.
8
Die größten Blutgefäße, kleine Arterien, in den Proben haben einen Durchmesser von etwa 50 μm, die feinen Astgefäße, kleine Venen oder Kapillaren, haben einen Durchmesser von 15 µm bis 40 µm.
9
[C. J. Gao, E. Y. Chen, and G. J. Cai: X-anatomy study and computer image analysis of distribution of microvessel density in pulmonary carcinoma. Anat and Clin., vol. 10, pp. 98-100, Feb. 2005.
W. F. Lu, Z. H. Dong, and Z. J. Liu, et al.: Detection of microvasculature in rat hind limb using synchrotron radiation. J. Surg. Res., vol. 164, pp. e193-e199, Jan. 2010.
10
Verzweigungen der kleinsten Blutgefäße, der Kapillaren.
11
X. H. Yan, X. Y. Zhang, and C. L. Liu, et al.: Imaging Study on Acupuncture points“, Journal of Physics: Conference Series, vol. 186, pp. 012100, Jan. 2009.