王建軍，鄭浩濤，華 駿，周流暢，劉立瑾，林松俊，蔡浩斌，虢周科

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院 廣東省深圳市中醫(yī)院，廣東 深圳 518033）

fMRI 技術(shù)是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的前沿影像技術(shù)［1］，能從整體水平對(duì)人腦進(jìn)行信息的定位，并反映“整合”和“分離”的信息連接模式，符合中醫(yī)藥“整體觀念”的學(xué)術(shù)范式。fMRI 技術(shù)應(yīng)用到中醫(yī)藥臨床研究中，是中西醫(yī)結(jié)合創(chuàng)新研究的新方向。王永炎院士曾探討將fMRI 技術(shù)運(yùn)用于中醫(yī)藥臨床療效研究的方法學(xué)［2］。隨著腦科學(xué)的發(fā)展和高場(chǎng)強(qiáng)MRI 的普及，越來(lái)越多的臨床研究應(yīng)用不同模態(tài)的fMRI 技術(shù)表征中醫(yī)藥的臨床療效［3-4］，取得了可喜成果。本文從fMRI 技術(shù)層面系統(tǒng)報(bào)道該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、問(wèn)題及前景。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源與檢索方法 資料來(lái)源為PubMed、EMbase、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（CBM）、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）、維普數(shù)據(jù)庫(kù)（VIP）、醫(yī)學(xué)萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)。文獻(xiàn)檢索語(yǔ)種為中文和英文，中文檢索詞包括但不限于：“中醫(yī)”、“中藥”、“辨證”、“fMRI”、“功能磁共振”、“低頻振蕩振幅”等，英語(yǔ)檢索詞包括但不限于“Chinese Medicine”、“Chinese herbs”、“formula”、“syndrome differentiation”、“ReHo”、“ALFF”、“fMRI”、“BOLD”。檢索時(shí)間均為建庫(kù)至2018 年12 月。對(duì)于內(nèi)容基本相符或可進(jìn)一步進(jìn)行引文追蹤的文章，下載原文進(jìn)一步篩選，直至獲得與納入、排除標(biāo)準(zhǔn)相符合的所有文章。

1.2 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①自建庫(kù)至2018 年國(guó)內(nèi)外公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的關(guān)于中醫(yī)藥臨床療效的fMRI 研究文獻(xiàn)。②fMRI 以BOLD、DTI 或MRS 為主要掃描序列。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) ①文獻(xiàn)中未涉及fMRI 掃描序列，如僅使用T1WI；②文獻(xiàn)不以中醫(yī)藥臨床療效為主要研究?jī)?nèi)容，僅在論述中提及；③文獻(xiàn)以穴位、經(jīng)絡(luò)或針灸為主要干預(yù)手段；④文獻(xiàn)數(shù)據(jù)完整性及準(zhǔn)確性差；⑤文獻(xiàn)來(lái)源于簡(jiǎn)訊、會(huì)議摘要、聲明、通知、廣告等；⑥一稿多投或重復(fù)（此類(lèi)文章僅統(tǒng)計(jì)發(fā)表時(shí)間最早的一篇，如學(xué)位論文與期刊論文重復(fù)，則以期刊論文為準(zhǔn)）。

1.3 文獻(xiàn)篩選、提取及質(zhì)量評(píng)價(jià) 根據(jù)檢索策略檢索出相關(guān)文獻(xiàn)，由2 名評(píng)價(jià)員獨(dú)立篩選文獻(xiàn)和提取資料，剔除不符合條件及重復(fù)的研究。2 人交叉核對(duì)，如遇分歧則通過(guò)討論或交由第3 位具有高級(jí)職稱的研究者決定，缺乏的資料盡量與作者聯(lián)系予以補(bǔ)充。資料提取內(nèi)容主要包括：受試者基本信息、研究類(lèi)型、研究對(duì)象的基本特征、干預(yù)措施、掃描序列及關(guān)鍵參數(shù)、效應(yīng)指標(biāo)及主要研究結(jié)論。由統(tǒng)一培訓(xùn)的評(píng)價(jià)員根據(jù)改良的JADAD 評(píng)分法進(jìn)行評(píng)分（1～3 分視為低質(zhì)量，4～7 分為高質(zhì)量研究）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用定性分析策略綜合評(píng)價(jià)fMRI技術(shù)運(yùn)用于中醫(yī)藥臨床療效研究的現(xiàn)狀。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索情況 共檢索到中文文獻(xiàn)3 938 篇，英文文獻(xiàn)133 篇，排除重復(fù)423 篇，標(biāo)題與摘要篩查后排除明顯與研究主題無(wú)關(guān)的文獻(xiàn)共3 256 篇，根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)全文篩查后排除246 篇，得到與中醫(yī)藥相關(guān)的fMRI 研究文獻(xiàn)共146 篇，逐一閱讀原文，納入研究對(duì)象為人或動(dòng)物，干預(yù)方法為中藥湯劑、中藥膠囊等中醫(yī)藥臨床療效的fMRI 文獻(xiàn)47 篇。其中，中文期刊論文22 篇，學(xué)位論文19 篇，英文SCI論文6 篇。

2.2 納入文獻(xiàn)的基本特征 該領(lǐng)域最早的文獻(xiàn)發(fā)表于2005 年，并一直保持2 篇/年的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，自2015年開(kāi)始該領(lǐng)域的文獻(xiàn)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，其中2017 年達(dá)到高峰，為10 篇（圖1）。從所涉及的疾病來(lái)看，研究對(duì)象主要集中在神經(jīng)精神疾病，其中15 篇研究認(rèn)知障礙、8 篇研究腦血管病、5 篇研究情感疾病、4 篇研究運(yùn)動(dòng)障礙、3 篇研究多發(fā)性硬化及研究頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄、卒中后抑郁、肌萎縮側(cè)索硬化各1 篇。少數(shù)研究則涉及其他系統(tǒng)疾病，如5 篇研究腸易激綜合征，另外研究健康飛行員、前部缺血性視神經(jīng)病變、小兒厭食癥及慢性疲勞綜合征文獻(xiàn)各1 篇。所涉及的干預(yù)方式主要是中藥湯劑和中成藥，11 篇研究使用安慰劑對(duì)照，其余均與西藥對(duì)照或空白對(duì)照。從所使用影像模態(tài)看（表1），27 篇（57.45%）文獻(xiàn)使用BOLD模態(tài)（其中14 篇使用靜息態(tài)的研究設(shè)計(jì)，13 篇使用任務(wù)態(tài)的研究設(shè)計(jì)），13 篇（27.66%）使用MRS 模態(tài)，4 篇（8.51%）使用DTI 模態(tài)，2 篇（4.26%）同時(shí)使用BOLD 序列和DTI 序列，1 篇（2.13%）使用MRS 和DTI 技術(shù)。

圖1 納入文獻(xiàn)發(fā)表年份頻次分布圖

表1 fMRI 模態(tài)及統(tǒng)計(jì)參數(shù)頻數(shù)分布 篇（%）

2.3 靜息態(tài)BOLD 靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)是基于BOLD序列的2 種基本研究范式，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和理論驅(qū)動(dòng)是2種基本的數(shù)據(jù)分析方法［5］。低頻振蕩振幅主要根據(jù)腦區(qū)的低頻振蕩信號(hào)來(lái)反映神經(jīng)活動(dòng)的強(qiáng)弱［6］，局部一致性（ReHo）理論認(rèn)為具有相同功能的局部腦區(qū)內(nèi)部不同提速時(shí)間序列具有相似性，且這種相似性因疾病的影響而發(fā)生改變［7］。此類(lèi)分析技術(shù)可刻畫(huà)疾病帶來(lái)的局部腦區(qū)功能變化，是rs-fMRI 研究最常用的分析技術(shù)。

基于ROI 進(jìn)行種子點(diǎn)的選擇是基于先驗(yàn)理論的研究范式。本研究納入文獻(xiàn)中5 篇［8-12］使用了基于ROI 的功能連接來(lái)研究中醫(yī)藥臨床療效，因其關(guān)注點(diǎn)不同，所選擇的ROI 也不同。2 篇關(guān)于帕金森病的研究［10-11］關(guān)注基底節(jié)區(qū)相關(guān)功能網(wǎng)絡(luò)改變，2 篇關(guān)于認(rèn)知障礙疾病研究［9，12］關(guān)注前扣帶回PCC 相關(guān)功能網(wǎng)絡(luò)改變，另1 篇關(guān)于腦梗死的研究［8］關(guān)注運(yùn)動(dòng)皮層與小腦之間的功能連接。值得注意的是，一篇來(lái)自學(xué)位論文的研究［12］提示，治療后的2 組間后扣帶回功能網(wǎng)絡(luò)連接組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

獨(dú)立成分分析（ICA）是一種典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析技術(shù)。5 篇文獻(xiàn)［4，13-16］使用該分析技術(shù)研究功能子網(wǎng)絡(luò)的組間差異，其中4篇［4，13-14，16］聚焦于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（DMN），而另一篇［15］基于ICA 還分析了額頂網(wǎng)絡(luò)及突顯網(wǎng)絡(luò)等功能自網(wǎng)絡(luò)。其中1 篇學(xué)位論文［16］提示，治療后2 組DMN 組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者考慮2 組在基線的腦功能連接差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而治療后這種差異的消失可能與中藥組的療效有關(guān)。

ReHo、低頻振幅及比率低頻振幅也是rs-fMRI 常用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析方法，但與ICA 和ROI-FC 分析不同，這類(lèi)指標(biāo)反映的是疾病造成的局部腦區(qū)功能變化。本研究中4 篇文獻(xiàn)［17-20］采用上述分析技術(shù)，其中3 篇［17-19］研究抑郁癥，1 篇［20］研究輕度認(rèn)知障礙，結(jié)果均提示中藥組和西藥組在局部腦區(qū)不同的神經(jīng)反應(yīng)模式。

2.4 任務(wù)態(tài)BOLD 組塊設(shè)計(jì)和事件相關(guān)設(shè)計(jì)是最常見(jiàn)的fMRI 任務(wù)設(shè)計(jì)。納入的文獻(xiàn)中，僅1 篇［21］使用事件相關(guān)設(shè)計(jì)，余12 篇［22-33］使用組塊設(shè)計(jì)。其中5篇以腸易激綜合征為研究?jī)?nèi)容［22-26］，采集了直腸氣囊擴(kuò)張刺激后相應(yīng)的激活區(qū)變化幅度、面積及曲線等指標(biāo)，但這些研究均集中在2005—2008 年，以后未見(jiàn)類(lèi)似研究設(shè)計(jì)。2 篇關(guān)于認(rèn)知障礙的文獻(xiàn)［27-28］使用了stoop 任務(wù)，2 篇關(guān)于認(rèn)知障礙的文獻(xiàn)［29-30］使用了n-back 工作記憶任務(wù)，1 篇關(guān)于健康飛行員的文獻(xiàn)［31］使用了氣球模擬風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)，1 篇關(guān)于中風(fēng)后肢體運(yùn)動(dòng)功能的文獻(xiàn)［32］使用了五指對(duì)掌的研究任務(wù)，另一篇關(guān)于小兒厭食癥的文獻(xiàn)［33］分析了口服葡萄糖的研究任務(wù)下丘腦的信號(hào)響應(yīng)變化。所有的任務(wù)態(tài)MRI 研究均與臨床療效進(jìn)行相關(guān)性分析，為臨床療效提供影像學(xué)證據(jù)。

2.51H-MRS MRS 技術(shù)是檢測(cè)活體組織能量代謝、生化改變及化合物定量分析的一種無(wú)創(chuàng)性影像技術(shù)。該技術(shù)在效應(yīng)指標(biāo)選取上較統(tǒng)一，13 篇文獻(xiàn)均通過(guò)設(shè)置ROI，測(cè)定局部腦區(qū)的N-乙酰天門(mén)冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、膽堿（Cho）及乳酸（Lac）含量，并計(jì)算其比值。納入文獻(xiàn)中，6 篇關(guān)于認(rèn)知障礙的文獻(xiàn)［3，34-38］和1篇關(guān)于卒中后抑郁的文獻(xiàn)［39］關(guān)注額葉及海馬區(qū)的生化改變，其中黃侃［39］定義前額葉ROI 大小為20 mm×20 mm×20 mm，海馬區(qū)ROI 為15 mm×15 mm×15 mm，預(yù)掃描自動(dòng)勻場(chǎng)要求半高全寬≤6，水抑制在98%以上；孫前明［38］采用多體素序列采集海馬及后扣帶區(qū)域波譜，體素大小為100 mm2，未分析波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)；譚子虎等［3，35］限定在12：00-14：00 進(jìn)行掃描，以排除生物節(jié)律干擾，但與其他3篇文獻(xiàn)［34，36-37］相同，均未分析ROI 大小及波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)。1 篇關(guān)于慢性疲勞綜合征的文獻(xiàn)［40］選取雙側(cè)海馬區(qū)作為ROI，波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)為半高全寬＜15，水抑制＞95%，未定義ROI 大小。2 篇關(guān)于腦梗死的文獻(xiàn)［41-42］則關(guān)注梗死灶、周?chē)鷧^(qū)和（或）病灶對(duì)側(cè)鏡像區(qū)Cho/Cr、NAA/Cr 和Lac/Cr 比值，其中吳明華等［42］定義ROI 的大小為8 mm×8 mm×8 mm，未分析波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)，而張金鳳等［41］未分析ROI 的大小及波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)；1 篇關(guān)于多發(fā)性硬化的文獻(xiàn)［43］選取病灶實(shí)質(zhì)區(qū)域和病杜對(duì)側(cè)正常白質(zhì)區(qū)域作為ROI 分析各代謝產(chǎn)物的峰值和比值，大小為10 mm×10 mm×11 mm，未分析波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)；1 篇關(guān)于頸動(dòng)脈狹窄的文獻(xiàn)［44］選擇較大的半卵圓中心作為ROI，大小為16 mm×16 mm×20 mm，未分析波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)；1 篇關(guān)于帕金森病的文獻(xiàn)［45］以雙側(cè)黑質(zhì)對(duì)稱部位作為ROI，大小為1.5 cm×1.0 cm×2.0 cm，波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)為半高全寬＜13，水抑制＞99%。

2.6 DTI DTI 是在DWI 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的腦功能成像技術(shù)，是一項(xiàng)顯示組織內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)的新型成像技術(shù)［46］。本研究納入的文獻(xiàn)中共4 篇使用了該技術(shù)，且其檢測(cè)指標(biāo)較統(tǒng)一，均通過(guò)定義ROI 的方式檢測(cè)所關(guān)注的局部腦區(qū)部分各向異性（FA）、平均擴(kuò)散率（MD）、相對(duì)各向異性（RA）及ADC 值。1 篇關(guān)于肌萎縮側(cè)索硬化癥的文獻(xiàn)［47］計(jì)算了FA 值，擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?3 個(gè)，共定義6 個(gè)ROI，面積15～30 mm2；1篇關(guān)于前部缺血性視神經(jīng)病變的文獻(xiàn)［48］計(jì)算了FA、MD、RA 值，擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?4 個(gè)，共定義6 個(gè)ROI，大小約5 個(gè)像素；1 篇關(guān)于腦梗死的文獻(xiàn)［49］在梗死中心區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)選取ROI，測(cè)量FA 值、ADC值，并分別計(jì)算了rFA（病灶/鏡像區(qū)FA 值）和rADC（病灶/鏡像區(qū)ADC 值），擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?0 個(gè)，未定義ROI 大?。涣硪黄槍?duì)多發(fā)性硬化的文獻(xiàn)［50］計(jì)算了FA 和ADC 值，擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?4 個(gè)，共定義6 個(gè)ROI，大小約5 個(gè)像素。

2.7 BOLD、DTI 及MRS 聯(lián)合運(yùn)用 在納入的文獻(xiàn)中，3 篇聯(lián)合使用了不同的fMRI 模態(tài)。其中1 篇［51］以腦梗死為研究對(duì)象，同時(shí)使用了BOLD 和DTI 序列研究針?biāo)幗Y(jié)合的臨床療效，僅報(bào)道了激活頻率、激活體積及FA、ADC 值等研究指標(biāo)，未報(bào)道擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)。一篇針對(duì)中風(fēng)病的研究［52］同時(shí)采用BOLD 與DTI 序列，在BOLD 序列中報(bào)道了ReHo 值，在DTI 中以皮層下錐體束走行多個(gè)腦區(qū)作為ROI，分析其FA/MD 值的組間差異，并在DTI 數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上重建擴(kuò)散張量纖維示蹤圖（DTT 圖）進(jìn)行組間比較，但未報(bào)道ROI 大小及擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)，值得注意的是，在相關(guān)性研究中，F(xiàn)A 值與中西醫(yī)量表評(píng)分變化無(wú)相關(guān)性，僅MD 值與部分臨床特征有相關(guān)性，且未報(bào)道ReHo 與臨床特征的相關(guān)性研究結(jié)果。另一篇關(guān)于多發(fā)性硬化的文獻(xiàn)［53］同時(shí)采用DTI與MRS 序列，在MRS 中選取病灶實(shí)質(zhì)區(qū)域和病杜對(duì)側(cè)正常白質(zhì)區(qū)域作為ROI 分析各代謝產(chǎn)物的峰值和比值，定義ROI 大小為10 mm×10 mm×11 mm，未報(bào)道波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)；在DTI 中采用了同樣部位及大小的ROI，并檢測(cè)其FA 值及ADC 值，未報(bào)道擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)。

3 討論

BOLD 信號(hào)是一種由神經(jīng)活動(dòng)引起的血氧水平依賴信號(hào)，可間接反映神經(jīng)活動(dòng)的強(qiáng)弱［54］。本研究納入的文獻(xiàn)中，BOLD 模態(tài)占比超過(guò)了50%，是中醫(yī)藥臨床療效研究領(lǐng)域主流的功能神經(jīng)影像技術(shù)。靜息態(tài)fMRI 和任務(wù)態(tài)fMRI 在中醫(yī)藥領(lǐng)域均得到充分地應(yīng)用。相比之下，靜息態(tài)僅需在安靜、休息狀態(tài)下進(jìn)行掃描，而任務(wù)態(tài)則需受試者在掃描過(guò)程中完成特定的任務(wù)或接受特定的刺激，因此增加了研究的難度與時(shí)間成本。從發(fā)表文獻(xiàn)來(lái)看，任務(wù)態(tài)的研究多在師范類(lèi)院校完成或有心理學(xué)背景的專業(yè)人員參與，進(jìn)一步支持了這個(gè)研究現(xiàn)狀。在靜息態(tài)中，目前研究多集中在局部腦區(qū)功能和環(huán)路異常2 個(gè)層面，更進(jìn)一步的研究是基于全腦網(wǎng)絡(luò)的研究，代表性方法為基于拓?fù)淅碚摰男∈澜鐚傩匝芯浚{入的文獻(xiàn)中未發(fā)現(xiàn)此類(lèi)研究，未來(lái)可進(jìn)一步深入拓展。理論驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)處理方式均得到運(yùn)用，但后者能有效避免先驗(yàn)理論的影響，符合中醫(yī)藥前期相關(guān)研究不足、多靶點(diǎn)療效未知的現(xiàn)狀，可進(jìn)一步拓寬研究的廣度與深度。

DTI 與MRS 可分別檢測(cè)腦內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)損害和神經(jīng)化合物變化，反映了疾病不同維度特征，為疾病神經(jīng)機(jī)制研究有效的研究工具。盡管本研究納入的所有DTI 研究均聚焦于具有器質(zhì)性損害的神經(jīng)科疾病，但與MRS 相同，2 種MRI 模態(tài)均可廣泛用于其他非器質(zhì)性的神經(jīng)精神科疾病。與BOLD 多樣的效應(yīng)指標(biāo)不同，DTI 與MRS 研究的效應(yīng)指標(biāo)較為統(tǒng)一，但在不同的研究中效應(yīng)指標(biāo)具有較高的異質(zhì)性，主要表現(xiàn)在：①由于研究需求及不同疾病關(guān)注焦點(diǎn)的差異，不同研究所限定的ROI 部位、大小存在差異；②不同研究的掃描關(guān)鍵參數(shù)不同或未規(guī)范報(bào)道，如擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)、波譜曲線的選取標(biāo)準(zhǔn)。這些影像異質(zhì)性限制了不同研究中結(jié)果的可比性，需今后進(jìn)一步規(guī)范提高。

綜上所述，中醫(yī)藥臨床療效的fMRI 研究呈爆發(fā)態(tài)勢(shì)，不同的fMRI 模態(tài)均已得到較多應(yīng)用，陰性結(jié)果值得引起重視。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析方式為中醫(yī)藥未知的多靶點(diǎn)療效研究提供技術(shù)平臺(tái)，多種影像模態(tài)的效應(yīng)指標(biāo)融合與節(jié)點(diǎn)-環(huán)路-網(wǎng)絡(luò)的靶點(diǎn)融合，提供了不同維度的功能影像學(xué)信息，值得加強(qiáng)研究的深度與廣度，以更好地探討中醫(yī)藥臨床療效的中樞影像機(jī)制。