針刺胃經(jīng)穴治療功能性消化不良的18F-FDG PET/CT研究

方莉,馬婷婷,曾芳,周思遠,鄧竹青,梁繁榮

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針刺胃經(jīng)穴治療功能性消化不良的18F-FDG PET/CT研究

方莉1,馬婷婷2,曾芳3,周思遠3,鄧竹青3,梁繁榮3

(1.浙江中醫(yī)藥大學附屬第三醫(yī)院,杭州 310005;2.成都中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院,成都 610075;3.成都中醫(yī)藥大學,成都 610075)

采用PET/CT腦功能成像技術觀察針刺胃經(jīng)特定穴與胃經(jīng)非特定穴治療對功能性消化不良患者腦葡萄糖代謝的影響,探討兩種不同取穴針刺治療的中樞響應機制。將18例功能性消化不良患者隨機分為胃經(jīng)特定穴組和胃經(jīng)非特定穴組,每組9例。兩組均采用電針治療,每日1次,5次為1個療程,療程間休息2 d,共治療4個療程。所有患者均在治療前后接受PET/CT腦功能成像檢查,所采集的圖像運用SPM5軟件包進行處理和分析。胃經(jīng)特定穴組針刺治療后異常增高的邊緣系統(tǒng)-大腦多個腦區(qū)的葡萄糖代謝全面降低(＜0.01);胃經(jīng)非特定穴組針刺治療后只有部分異常增高腦區(qū)的葡萄糖代謝出現(xiàn)了降低(＜0.01)。胃經(jīng)特定穴組針刺治療后與病情相關的所有重點腦區(qū)的異常激活均有顯著的抑制(＜0.05);胃經(jīng)非特定穴組針刺后只有左側(cè)前扣帶回和雙側(cè)小腦的異常激活出現(xiàn)了顯著的抑制(＜0.05)。與胃經(jīng)非特定穴針刺相比,胃經(jīng)特定穴針刺能喚起內(nèi)臟感覺運動網(wǎng)絡、情緒網(wǎng)絡、認知網(wǎng)絡三大腦功能網(wǎng)絡協(xié)同和一致的響應,針對與病情密切相關的重點腦區(qū)具有更強的靶向性調(diào)節(jié)。

針刺療法;胃經(jīng);消化不良;正電子發(fā)射斷層成像

自上個世紀70年代以來,以針刺鎮(zhèn)痛研究為首的大量針灸研究顯示,中樞機制在針刺作用原理中占有極其重要的地位[1-4]。而近十年神經(jīng)影像學技術的發(fā)展和運用,使針刺負荷的腦功能成像已成為現(xiàn)實。從而可以實現(xiàn)在人體客觀、直觀地觀察中樞神經(jīng)系統(tǒng)在針刺效應中的作用,完成對針刺效應中樞機制的動態(tài)解析。筆者利用PET/CT腦功能成像技術,觀察針刺胃經(jīng)特定穴與非特定穴治療對功能性消化不良患者腦葡萄糖代謝的影響,初步探討同一條經(jīng)脈上特定穴與非特定穴針刺效應不同的中樞響應機制,現(xiàn)報告如下。

1 材料和方法

1.1 研究對象

所有納入的受試者均需滿足2006年羅馬Ⅲ學術委員會制定的功能性消化不良(Functional Dyspepsia,FD)的亞組分類中餐后不適綜合征(Postprandial Distress Syndrome,PDS)的診斷標準[5];右利手,年齡為20～30歲;大專以上學歷。伴有嚴重的抑郁、焦慮癥狀者;或伴有嚴重痛經(jīng)癥狀的女性患者;或伴有頭痛、偏頭痛及頭部外傷史者;或有幽閉恐懼癥者均需排除。

本研究協(xié)議通過成都中醫(yī)藥大學倫理委員會審批同意,所屬課題在美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)臨床試驗注冊平臺上成功注冊(注冊號NCT00599677),所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 分組及治療方法

將18例受試者隨機分為胃經(jīng)特定穴組和胃經(jīng)非特定穴組,每組9例。其中胃經(jīng)特定穴組中男2例,女7例;平均年齡(22±6)歲;平均身高(163.78±8.56)cm;平均體重(53.33±6.61)kg。胃經(jīng)非特定穴組中男3例,女6例;平均年齡(22±2)歲;平均身高(164.78±7.29)cm;平均體重(56.00±8.17)kg。兩組基線資料比較,差異均無統(tǒng)計學意義(＞0.05),具有可比性。

胃經(jīng)特定穴組取沖陽、豐隆、足三里、梁丘穴;胃經(jīng)非特定穴組取條口、犢鼻、陰市、伏兔穴。穴位定位均參照中華人民共和國國家標準《腧穴名稱與定位》(GB/T12346-2006)[6]。針灸針選用蘇州醫(yī)療用品廠有限公司生產(chǎn)的0.25 mm×25～50 mm一次性毫針,輔助針采用0.18 mm×13 mm毫針。電針儀采用LH200型韓氏穴位神經(jīng)刺激儀(HANS)。每次只取肢體單側(cè)穴位針刺,先左后右,左右交替選取。常規(guī)針刺得氣后連接LH200型韓氏穴位神經(jīng)刺激儀,電極一端接于上述穴位,一端接于各穴近心端旁開2 mm的輔助針刺點(淺刺5 mm,不行針,不必得氣)。電針刺激選用疏密波,頻率為2 Hz/100 Hz,電流強度在0.1～1.0 mA范圍,以患者耐受為度,定時為30 min。以上治療每日1次,5 d為1個療程,療程間休息2 d,共治療4個療程。由同一名資深針灸醫(yī)師操作。

1.3 PET/CT檢查方法

PET/CT設備型號為西門子Biograph Duo BGO;示蹤劑采用氟18脫氧葡萄糖(Fluorine-18 Fluorodeoxyglucose,18F-FDG),由MINItrace回旋加速器生產(chǎn),化學純＞95%,放化純＞95%,pH值為6.0,無色透明,無菌無熱源。受試者至掃描當日早晨掃描前24 h內(nèi)禁止飲用濃茶、咖啡及酒類,至少禁食6 h以上。試驗過程中有顯著的情緒波動者,或出現(xiàn)明顯的頭動而影響掃描者,或檢查時處于月經(jīng)期的女性均需剔除。針刺治療前的基線數(shù)據(jù)采集患者提前1 h進入休息室佩戴眼罩和耳塞封閉視聽,于躺椅上舒適休息20 min,由同一專門護士于其左手背靜脈建立靜脈通道;注射18F-FDG,注射劑量為0.11 mCi/kg;注射后,受試者在注射室躺椅上視聽封閉繼續(xù)休息40 min后進行PET/CT頭部掃描。針刺治療第20次的數(shù)據(jù)采集患者提前1 h進入休息室佩戴眼罩和耳塞封閉視聽,于躺椅上舒適休息20 min,由同一專門護士于其左手背靜脈建立靜脈通道,同時由針灸醫(yī)師在患者右側(cè)穴位進行扎針,暫不接通電刺激;當護士將18F-FDG注射完成后,啟動電針刺激;受試者繼續(xù)在注射室躺椅上視聽封閉休息40 min,受試者留針靜息30 min時電針刺激自動停止,但為避免影響受試者,40 min靜息結(jié)束后才出針;出針后進行PET/CT頭部掃描。

受試者平臥于檢查床,固定頭部。應用3D模式采集,時間為8～10 min。采用濾波反投影重建方法,并進行衰減校正。橫斷層濾波汗水采用Hanning,截止頻率為6.0,軸向濾波汗水用Ramp,截止頻率為10.0,層厚3 mm。采用有序子集最大擬然法(Ordered Subset Expectation Maximization,OSEM)重建(6 iterative, 16 subset)圖像,將采集數(shù)據(jù)處理成矢狀、冠狀、橫斷層全部圖像。

1.4 統(tǒng)計2學方法

采用運行于數(shù)學平臺MATLAB(Mathwork,USA)環(huán)境下的統(tǒng)計參數(shù)圖軟件(Statistical Parametric Mapping 5.0)SPM5軟件包(軟件包下載于http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)進行數(shù)據(jù)預處理分析。預處理的步驟包括,配準(Coregister)、空間標準化(Normalize)和平滑(Smooth,采用6 mm×6 mm×6 mm的高斯核進行)。治療后腦葡萄糖代謝變化的統(tǒng)計分析采用SPM5軟件,基于GLM進行分析,統(tǒng)計檢驗采用配對檢驗,值設置為0.05,連續(xù)20個激活像素定義為激活區(qū),將受試者針刺前后的PET/CT圖像進行對比,得到針刺后受試者的腦葡萄糖代謝變化情況,用Talairach坐標圖和Mni-Space utility軟件對所得代謝變化的腦區(qū)進行神經(jīng)解剖定位。與病情相關重點腦區(qū)的變化分析采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件,用獨立樣本檢驗對兩組受試者針刺前后與病情相關重點腦區(qū)的葡萄糖代謝情況進行分析,以＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

納入的18例患者均完成PET/CT掃描,無剔除及中止試驗者。經(jīng)常規(guī)讀片,所有數(shù)據(jù)均符合分析要求。

2.1 胃經(jīng)特定穴、非特定穴針刺治療后患者腦葡糖糖代謝降低區(qū)域

由表1～2、圖1可見,取胃經(jīng)特定穴針刺治療后,患者腦葡萄糖代謝顯著降低的區(qū)域包括雙側(cè)腦島、扣帶回、丘腦,雙側(cè)杏仁核、海馬、海馬旁回、尾狀核、屏狀核、豆狀核,雙側(cè)額葉、顳葉、頂葉、枕葉、小腦(＜0.01)。取胃經(jīng)非特定穴針刺治療后,患者腦葡萄糖代謝顯著降低的區(qū)域為左側(cè)ACC,右側(cè)PCC,雙側(cè)尾狀核,左側(cè)腹后外側(cè)核、丘腦枕,雙側(cè)小腦,雙側(cè)中央前回,左側(cè)MFG,雙側(cè)IPL,右側(cè)角回,雙側(cè)STG(＜0.01)。圖1中藍色為針刺后代謝降低的區(qū)域,紅色為針刺后代謝增高的區(qū)域。

表1 胃經(jīng)特定穴針刺治療后患者腦葡糖糖代謝降低的區(qū)域

續(xù)表1 胃經(jīng)特定穴針刺治療后患者腦葡糖糖代謝降低的區(qū)域

表2 胃經(jīng)非特定穴針刺治療后患者腦葡糖糖代謝降低的區(qū)域

2.2 胃經(jīng)特定穴、非特定穴針刺治療對病情相關重點腦區(qū)葡萄糖代謝的影響

由表3～4、圖2可見,胃經(jīng)特定穴針刺治療對與病情相關重點腦區(qū)的影響是,極顯著性地降低雙側(cè)ACC、雙側(cè)MCC、雙側(cè)丘腦、右側(cè)腦島和左側(cè)小腦異常增高的葡萄糖代謝(＜0.01);顯著降低左側(cè)腦島、右側(cè)小腦異常增高的葡萄糖代謝(＜0.05)。胃經(jīng)非特定穴針刺治療對與病情相關重點腦區(qū)的影響是,只顯著地降低了雙側(cè)小腦、左側(cè)ACC異常增高的葡萄糖代謝(＜0.05);對雙側(cè)腦島、MCC和右側(cè)ACC的異常激活無顯著的影響(＞0.05)。雖然,胃經(jīng)非特定穴針刺降低了左側(cè)丘腦腹后外側(cè)核和丘腦枕部分區(qū)域異常增高的葡萄糖代謝,但整體上對雙側(cè)丘腦的影響無統(tǒng)計學差異(＞0.05)。圖2中藍色為針刺后代謝降低的區(qū)域。

圖1 兩組治療后腦葡糖糖代謝降低和增高區(qū)域

圖2 兩組治療后對病情相關重點腦區(qū)葡萄糖代謝的影響

表3 胃經(jīng)特定穴針刺治療對病情相關重點腦區(qū)葡萄糖代謝的影響

3 討論

PET/CT(Positron Emission Tomography/ Computed Tomography)技術是將高性能的正電子發(fā)射計算機斷層掃描(PET)掃描儀與高性能的CT掃描儀相結(jié)合,使功能成像和解剖成像的對應點達到空間位置和解剖結(jié)構(gòu)上的完全一致。其具有生理性、功能分辨率高和信息整體性強的優(yōu)點,也稱為“生化顯像”和“分子顯像”[7]。而從目前的文獻報道來看,18F-FDG(氟18脫氧葡萄糖)是PET示蹤劑的首選[8-9],且大多數(shù)針刺領域的PET研究也都是采用18F-FDG作為示蹤劑。

當前“腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和邊緣系統(tǒng)在針刺引起的神經(jīng)沖動的信息整合中發(fā)揮重要作用”已得到了很多學者的共識[10]。如有研究發(fā)現(xiàn),針刺足三里可以引起邊緣-旁邊緣結(jié)構(gòu)廣泛的抑制,并認為針刺對邊緣系統(tǒng)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)可能是針刺效應的重要機制[11-12];有研究發(fā)現(xiàn),針刺足三里可引起健康受試者邊緣系統(tǒng)相關腦區(qū),如下丘腦、尾狀核等的激活,并認為下丘腦、尾狀核屬于植物神經(jīng)中樞,其損傷可以引起胃腸潰瘍的發(fā)生,進而推測針刺足三里對下丘腦、尾狀核功能的調(diào)節(jié)是其治療胃腸疾病的機制之一[13]。本研究中我們發(fā)現(xiàn),胃經(jīng)特定穴對FD患者的針刺效應也正是通過抑制邊緣系統(tǒng)-大腦多個異常激活腦區(qū)的功能活動而實現(xiàn)。對這些腦區(qū)作進一步的分析我們會發(fā)現(xiàn),針刺胃經(jīng)特定穴治療PDS型FD的中樞機制涉及了以下三大腦功能網(wǎng)絡系統(tǒng):一是內(nèi)臟感覺運動網(wǎng)絡,主要包括腦島、扣帶皮層、尾狀核、杏仁核、海馬旁回、海馬、丘腦、小腦、第一軀體和第二軀體感覺皮層;二是情緒網(wǎng)絡,主要包括ACC、PCC、腦島、杏仁核和小腦,事實上幾乎所有參與內(nèi)臟信息處理的腦區(qū)也都參與了情緒的產(chǎn)生和調(diào)控過程[14];三是認知網(wǎng)絡,主要包括海馬、杏仁核、海馬旁回、頂上小葉(BA7)、扣帶皮層、楔前葉(BA7)和小腦。

本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)邊緣系統(tǒng)-大腦的異常激活是PDS型FD患者腦功能改變的主要特征[15]。這與其它研究FD患者腦功能改變的影像結(jié)果也相一致[16]。本研究發(fā)現(xiàn),胃經(jīng)特定穴針刺后腦葡萄糖代謝降低的區(qū)域基本涵蓋了PDS型FD患者與正常人相比腦葡萄糖代謝異常增高的所有區(qū)域;而胃經(jīng)非特定穴針刺后腦葡萄糖代謝降低的區(qū)域只涉及到PDS型FD患者與正常人相比腦葡萄糖代謝異常增高區(qū)域中的一小部分。且課題組前期研究發(fā)現(xiàn),雙側(cè)腦島、ACC、MCC、丘腦和小腦是與PDS型FD病情密切相關的重點腦區(qū)[15]。本研究發(fā)現(xiàn),胃經(jīng)特定穴針刺可以調(diào)節(jié)所有與病情密切相關的重點腦區(qū)的功能,而胃經(jīng)非特定穴只影響了部分重點腦區(qū)的功能。綜上可見,胃經(jīng)特定穴針刺可以喚起PDS型FD患者邊緣系統(tǒng)-大腦多個腦區(qū)協(xié)同、一致的響應,而胃經(jīng)非特定穴針刺影響到的腦區(qū)比較局限,且分布零散,在喚醒廣度和程度上都不如胃經(jīng)特定穴。與胃經(jīng)非特定穴針刺相比,胃經(jīng)特定穴針刺治療對PDS型FD患者病情相關重點腦區(qū)的調(diào)節(jié)具有更強的一致性和靶向性。這可能是相同經(jīng)脈上特定穴較非特定穴具有效應優(yōu)勢潛在的中樞機制。在將來的研究中,可結(jié)合神經(jīng)免疫學、神經(jīng)生物學,同步采集生理數(shù)據(jù),如胃腸電信號、胃腸神經(jīng)遞質(zhì),從腦-腸軸來探討中樞響應與胃腸道響應的互動機制,豐富研究內(nèi)容。

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18F-FDG PET/CT Study on the Treatment of Functional Dyspepsia with Acupuncture at Stomach Meridian Points

1,-2,3,-3,-3,-3.

1.,310005,; 2.,610075,; 3.,610075,

To explore the mechanism of central response to acupuncture with two different point selections by comparing the effects of acupuncture at specific versus non-specific stomach meridian points on cerebral glucose metabolism using PET/CT functional brain imaging in functional dyspepsia patients.Eighteen functional dyspepsia patients were randomly allocated to specific and non-specific stomach meridian points groups, 9 cases each. Both group received electroacupuncture once daily, five times as a course, for a total of four courses with an interval of two days between. All the patients underwent PET/CT functional brain imaging before and after treatment. The images were processed and analyzed using the SPM5 software package.After acupuncture treatment, the abnormally enhanced glucose metabolism in many areas of the limbic system and cerebral cortex decreased in all of the areas in the specific stomach meridian points group (＜0.01) and only in part of the areas in the non-specific stomach meridian points groups (＜0.01). After acupuncture treatment, the abnormal activation was significantly inhibited in all disease-related key brain regions (＜0.05) and only in the left anterior cingulate gyrus and bilateral cerebellar regions in the non-specific stomach meridian points groups (＜0.05).In comparison with acupuncture at non-specific stomach meridian points, acupuncture at specific stomach meridian points can evoke the synergistic and consistent responses of the three large brain functional networks: visceral sensory-motor network, emotion network and recognition network and make obvious regulation targeted at disease-related key brain regions.

Acupuncture therapy; Stomach Meridian; Dyspepsia; Positron emission tomography

1005-0957(2013)03-0157-05

R246.1

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.03.157

2012-10-17

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2006CB504501);浙江省“重中之重”學科建設經(jīng)費資助[浙教高科(2008)255號]

方莉(1982 - ),女,住院醫(yī)師

梁繁榮(1956 - ),男,教授,博士生導師,E-mail:LFR@cdutcm.