歐陽懷亮,曲姍姍,張繼蘋,區(qū)穎儀,鄭 禹,唐純志,黃 泳△
(1.南方醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院,廣州 510515; 2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)針灸康復(fù)臨床學(xué)院,廣州 510405)
靜息態(tài)功能磁共振(resting-state functional MRI)是一種能研究基線狀態(tài)腦功能或自發(fā)神經(jīng)元活動且具有無創(chuàng)優(yōu)勢的技術(shù),它研究腦在沒有明確的輸入或輸出因素狀態(tài)下的自發(fā)活動,即在靜息狀態(tài)下大腦內(nèi)部發(fā)生的血氧水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)信號的自發(fā)調(diào)節(jié),比較基于任務(wù)的功能磁共振成像,其具有更強(qiáng)的優(yōu)越性,近年來已成為腦功能成像研究的常用工具之一[1]。本研究采用靜息態(tài)fMRI技術(shù),數(shù)據(jù)采用低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)的分析方法,觀察靜息態(tài)下針刺太溪穴后腦功能區(qū)激活負(fù)激活情況,從而探討經(jīng)穴腦區(qū)激活的相對特異性,現(xiàn)報道如下。
15例健康志愿者來自南方醫(yī)科大學(xué)和廣州中醫(yī)藥大學(xué),符合以下納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡21~28歲的健康在校學(xué)生,無針刺史,右利手,男女均可;(2) 飲食、睡眠、體型均正常,無精神類病史(如失眠等);(3)實驗近期無各類疼痛(包括痛經(jīng));(4)試驗1個月前針刺應(yīng)答預(yù)試驗合格者;(5)身體內(nèi)無任何金屬類物質(zhì),其中男4例,女11例;年齡21~23歲,平均年齡(22.07±0.79)歲;體質(zhì)量45~86 kg,平均體質(zhì)量(55.33±11.19)kg;身高153 cm~183 cm,平均身高(164.93±9.76) cm。試驗前各志愿者均知曉試驗內(nèi)容并簽署知情同意書。本試驗方案已獲得倫理委員會批準(zhǔn)(ChiECRCT-2012011),并在中國臨床試驗注冊中心注冊(ChiCTR-TRC-12002427)。
1.2.1 針刺處理 上述15例健康志愿者的針刺均由同一名針灸醫(yī)師操作,取雙側(cè)太溪穴, 定位參照《經(jīng)穴部位》(GB12346- 90)[2]。醫(yī)者常規(guī)消毒后開始針刺操作,針灸針選用華佗牌0.30 mm×25 mm一次性銀質(zhì)針灸針,直刺(15±2) mm,得氣后均勻提插捻轉(zhuǎn),行平補(bǔ)平瀉針法,捻轉(zhuǎn)幅度±180°,提插幅度2~3 mm,頻率60次/min,進(jìn)針得氣后行針1 min。留針30 min,其間每隔10 min行針1 min。
1.2.2 靜息態(tài)fMRI檢查 采用GE公司3.0T超導(dǎo)磁共振成像機(jī),標(biāo)準(zhǔn)通道頭部線圈;用聽力檢測專用耳塞(Aearo,US)填充受試者耳朵;試驗時,每位被試者佩帶眼罩(揚州市邗江鑫華旅游用品廠制造)并被告知閉眼、放松心情,不要想任何事情。針刺前使用T1加權(quán)三維梯度回波脈沖序列采集MR解剖圖像,然后進(jìn)行靜息態(tài)fMRI掃描。具體序列如下:T1橫斷面掃描采用FSE 序列完成,共掃描2 min 51 s,OAXT1FLAIR,重復(fù)時間TR1750 ms/回波時間TE24 ms,TI960 ms,層厚5.0 mm/間隔1.0 mm;共30層,視野FOV 24×24/Z,矩陣320×224/NEX=1,回波鏈長度8,帶寬31.25;BOLD掃描應(yīng)用單次激發(fā)回波平面成像梯度回波序列(GRE EPI),采集與解剖圖像完全相同層面的功能圖像:GR/EPI/90,TR3000 ms/min,翻轉(zhuǎn)角Flip angle 90,視野FOV24×24/Z,層厚5.0 mm/間隔1.0 mm,矩陣96×96/NEX=1,共掃描6 min。針刺治療結(jié)束,出針后第15分鐘進(jìn)行靜息態(tài)fMRI掃描,具體序列設(shè)置同針刺前。
1.2.3 圖像處理及數(shù)據(jù)分析 在MATLAB平臺上運用DPARSF 2.0軟件、SPM8、REST1.8軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,步驟如下。
1.2.4 預(yù)處理 包括DICOM格式轉(zhuǎn)換、去除功能像掃描前10個時間點、時間校正、頭動校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化和空間平滑6個步驟。頭動校正剔除頭動三維平移>1.5 mm和(或)三維旋轉(zhuǎn)>1.5°的受試者數(shù)據(jù);3 mm×3 mm×3 mm再采樣至標(biāo)準(zhǔn)MNI模板來觀察標(biāo)準(zhǔn)化擬合程度;空間平滑采用4 mm×4 mm×4 mm半高全寬的高斯核。圖像預(yù)處理后,所有受試者均符合標(biāo)準(zhǔn),共15例納入統(tǒng)計分析。
1.2.5 ALFF分析 采用REST 1.8軟件,將完成空間平滑處理后的數(shù)據(jù)用線性回歸方法去除其線性趨勢,然后用Hamming帶通濾波對提取的時間-曲線進(jìn)行卷積處理,提取0.01~0.08 Hz的低頻振蕩信號幅值。計算出每個被試全腦體素的ALFF值得到ALFF圖,再除以全腦平均ALFF值,得到標(biāo)準(zhǔn)化的ALFF值[3]。
1.2.6 統(tǒng)計學(xué)分析 采用REST1.8軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,將受試者針刺前后標(biāo)準(zhǔn)化的ALFF值采用配對t檢驗(P<0.05,連續(xù)體素>85),最后獲得受試者針刺前后的腦區(qū)ALFF變化差異。利用Rest1.8軟件Viewer確定對應(yīng)MNI坐標(biāo)上有統(tǒng)計意義腦區(qū)的具體解剖位置,將結(jié)果以圖像形式呈現(xiàn),并請經(jīng)驗豐富的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師進(jìn)行校正。
表1、圖1顯示,與針刺前比較,出針15 min后ALFF值增強(qiáng)(T值為正值)的腦區(qū)為右側(cè)小腦后葉下半月小葉、左側(cè)大腦額葉額中回,負(fù)激活腦區(qū)未見(T值為負(fù)值)。
表1 出針后與針刺前比較低頻振幅變化的腦區(qū)
圖1 出針后與針刺前比較低頻振幅變化的腦區(qū)
近年來,“經(jīng)穴特異性-腦功能相關(guān)”假說的提出[4],更好地推動了利用腦功能成像技術(shù)來開展穴位特異性方面的研究,該假說認(rèn)為針刺經(jīng)穴對腦區(qū)的激活存在特異指向性,而且腦部的識別能特異性地指向此干預(yù)作用。因fMRI具有認(rèn)知程式設(shè)計比較靈活、空間與時間分辨率高及無創(chuàng)性和可重復(fù)性等優(yōu)勢[5],近年來在針刺領(lǐng)域的研究已取得了一定成績[6,7]。
太溪穴為足少陰腎經(jīng)之原穴、輸穴,位于內(nèi)踝尖于跟腱之間的凹陷處[1]。該穴具有滋腎補(bǔ)陽、益腎納氣、調(diào)理沖任的功效,主治與腎有關(guān)諸疾,臨床適應(yīng)癥廣。
太溪穴的fMRI研究也有開展。蔣垂剛等[8]研究捻針刺激太溪穴對輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment,MCI)功能性磁共振成像影響,發(fā)現(xiàn)針刺太溪穴靶向性激活了患者病變腦區(qū),且對于相關(guān)腦區(qū)具有整體性調(diào)節(jié)效應(yīng)。蔣垂剛等[9]還運用fMRI技術(shù)觀察了針刺MCI患者右側(cè)太溪穴和非穴時不同腦區(qū)的激活情況,采用單組塊設(shè)計,結(jié)論是與針刺非穴比較,針刺太溪穴靶向性激活了MCI患者病變腦區(qū),且對相關(guān)腦區(qū)具有整體性調(diào)節(jié)效應(yīng)。陳尚杰等[10]選取健康青年志愿者采用組塊模式即靜息階段與刺激階段交替出現(xiàn)針刺太溪穴及假穴,結(jié)果被試者太溪穴主要激活右側(cè)顳上回BA22,左側(cè)額中回BA46,其次為左右頂葉的中央后回BA2、BA3,左額葉的額下回BA45和左頂葉的頂下小葉BA40;針刺假穴則沒有激活。
上述研究推動了太溪穴與腦相關(guān)機(jī)制研究,但傳統(tǒng)的模塊(Block)設(shè)計,即在同一時間內(nèi)刺激與靜息交替進(jìn)行,并不能完全真實模擬針刺過程。研究證實針刺是具有持續(xù)性效應(yīng)的[11]。
所以,我們試驗采用靜息態(tài)的腦功能成像(fMRI)技術(shù),排除基于任務(wù)的影響后,比較了針刺太溪穴前后對不同腦區(qū)的激活,結(jié)果是針刺太溪后,特異性指向變化的腦區(qū)主要集中在右側(cè)小腦后葉下半月小葉、左側(cè)大腦額葉額中回、BA10區(qū),未發(fā)現(xiàn)減弱腦區(qū)。
近年有不少關(guān)于針刺不同穴位使小腦相關(guān)區(qū)域激活的報道,其中小腦后葉的激活是常見的激活區(qū)之一[12~14]。小腦不但有維持軀體平衡、控制姿勢和步態(tài)及調(diào)節(jié)肌張力和協(xié)調(diào)隨意運動的作用,還與心血管活動、語言、執(zhí)行、智力等方面的功能關(guān)系緊密[15]。小腦后葉在機(jī)能劃分中為大腦小腦即新小腦(neocerebellum),由小腦半球外側(cè)部及相關(guān)的齒狀核構(gòu)成,新小腦皮質(zhì)能對大腦皮質(zhì)的信息進(jìn)行整合,主要影響運動的起始、計劃和協(xié)調(diào),并參與情緒的處理[16]。結(jié)果顯示,針刺健康志愿者太溪后,小腦后葉區(qū)域ALFF值有明顯增強(qiáng)的趨勢,我們推測這可能與其治療運動功能失調(diào)方面疾病的機(jī)制有關(guān)。但也有研究者[12]推測小腦后葉可能是針灸作用于神經(jīng)系統(tǒng)并使之調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的一個共用部位,那么太溪穴激活小腦后葉與其臨床功效的廣泛性可能有關(guān)系。但是小腦后葉在針刺穴位中到底起到了什么作用,兩者之間有無特異性,其具體機(jī)制還不完全清楚,有待進(jìn)一步探討。
研究中我們還發(fā)現(xiàn),額葉中除主要激活額中回、BA10區(qū)外,額上回、11區(qū)也有較弱的激活,它們同屬額葉,額葉的主要功能與精神、語言和隨意運動有關(guān)[17]。前額葉擁有廣泛的神經(jīng)聯(lián)系和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖式,Duman認(rèn)為前額葉皮質(zhì)能啟動、檢測及修飾情感,并控制情緒的表達(dá),與情感、認(rèn)知的整合密切相關(guān)[18]。BA10、11區(qū)為組成額葉聯(lián)合區(qū)的主要部分,與智力和精神活動有密切關(guān)系。上述功能區(qū)都與中醫(yī)的“神”有關(guān),太溪穴為腎經(jīng)氣血的本源和傳輸之處,腎精生髓,上注于腦,腦為髓海,腎精充則腦髓充,腎精虧則髓海必虛,說明腎和腦關(guān)系緊密,再加腎經(jīng)支脈絡(luò)于心,推測激活的額葉部腦區(qū)可能與太溪穴治療精神及認(rèn)知障礙類疾病有關(guān)。
綜上,我們在針刺健康志愿者太溪后,通過ALFF處理方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)與精神、認(rèn)知方面關(guān)系密切的額葉及運動方面關(guān)系密切的小腦等腦區(qū)有一定程度的變化,推測該特異性激活與太溪穴臨床功效的中樞機(jī)制有關(guān)。
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