楊玉嬋 譚文莉 王 煒 曾 科 陳義磊 黃炎文王 輝 龔志剛 詹松華 王建偉

慢性腰痛已成為非常重大的公眾健康問(wèn)題。歐洲有15%～20%的成人受到慢性疼痛的困擾［1］，美國(guó)每年因慢性腰痛所致的醫(yī)療費(fèi)用和生產(chǎn)力損失超過(guò)6000億美元［2］，我國(guó)慢性腰痛的患病率也逐年上升，增加了致殘率及醫(yī)療成本［3-4］。

中醫(yī)推拿手法治療慢性腰痛有良好的鎮(zhèn)痛效果［5］。既往鎮(zhèn)痛機(jī)制研究多重點(diǎn)于生物力學(xué)效應(yīng)機(jī)制，如運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)腰椎手法研究［6］，顯示腰椎間盤(pán)的內(nèi)在應(yīng)力改變，以及椎間盤(pán)與相鄰神經(jīng)根之間的相對(duì)位移，推測(cè)這是其主要的治療機(jī)制。但疼痛的有效緩解和功能障礙的恢復(fù)需要中樞神經(jīng)系統(tǒng)介導(dǎo)［7］。靜息態(tài)功能磁共振研究顯示，慢性腰痛人群存在多個(gè)腦區(qū)的異常功能連接［8］。特別是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)維持人腦在靜息狀態(tài)下正負(fù)激活之間的平衡，與大腦對(duì)內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)測(cè)、情景記憶及持續(xù)的認(rèn)知、情感活動(dòng)有關(guān)［9］。因此我們假設(shè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與了推拿緩解慢性腰痛的過(guò)程。本研究前瞻性收集慢性腰痛受試者，分析其在推拿治療前、治療后即刻及第6次推拿治療后的默認(rèn)腦網(wǎng)絡(luò)的功能連接變化情況，探討默認(rèn)腦網(wǎng)絡(luò)在推拿緩解慢性腰痛的角色。

方 法

1.一般資料

1.1 研究對(duì)象：選取2018年4月至2019年3月就診于本院推拿科門(mén)診病例20例(男8例，女12例，平均年齡38.95歲)和20例健康人(男8例，女12例，平均年齡38.45歲)。兩組被試者性別、年齡、受教育程度相匹配。本試驗(yàn)已經(jīng)獲得上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有入組者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 腰椎間盤(pán)源性慢性腰痛受試者納入標(biāo)準(zhǔn)：①右利手，年齡范圍20歲～60歲；②符合胡有谷［10］《腰椎間盤(pán)突出癥》(第三版)腰椎間盤(pán)突出癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)；③存在慢性腰痛病史，病史超過(guò)3個(gè)月；④疼痛視覺(jué)模擬評(píng)分(visual analog scale，VAS)≥30/100)；⑤在進(jìn)行本次診療前1個(gè)月內(nèi)未進(jìn)行藥物及相關(guān)物理治療、推拿手法治療；⑥簽定知情同意書(shū)。如果以上任何一項(xiàng)結(jié)果為“否”，則不能進(jìn)入研究。

1.3 所有入組者剔除標(biāo)準(zhǔn)：①有其他慢性疼痛病史；②存在系統(tǒng)性疾??；③頭顱外傷或昏迷病史；④精神疾病病史；⑤輕中度以上抑郁病史，Beck’s Depression inventory(BDI)評(píng)分大于19；⑥存在脊柱手術(shù)、外傷或腫瘤病史。

1.4 治療方法：脊柱推拿治療均由同一醫(yī)師進(jìn)行。受試者取俯臥位，主要以?法為主，同時(shí)配合按揉、彈撥、一指禪手法操作約20分鐘。慢性腰痛受試者接受六個(gè)療程治療，在治療期間受試者不接受其它治療方法。

2.研究方法

2.1 磁共振檢查：磁共振檢查掃描之前對(duì)受試者進(jìn)行指導(dǎo)，要求受試者閉眼，盡量不要想任何事情，不能睡著。采用德國(guó)西門(mén)子公司Verio3.0磁共振成像系統(tǒng)，頭顱8通道鳥(niǎo)籠線圈進(jìn)行圖像采集。慢性腰痛組共進(jìn)行三次MRI檢查，分別在接受脊柱推拿手法干預(yù)前(T1時(shí)間點(diǎn))、首次推拿治療后即刻(T2時(shí)間點(diǎn))和第6次推拿手法完成后(T3時(shí)間點(diǎn))，每次檢查均包括橫斷位T2WI、三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列(MP-RAGE)全腦容積掃描及靜息態(tài)BOLD fMRI檢查。健康對(duì)照組進(jìn)行一次檢查，檢查序列同上。成像參數(shù)如下：橫斷位T2WI：采用快速自旋回波(fast spin echo， FSE)序列，TR/TE =3840/110ms，激勵(lì)次數(shù)為1，視野230mm×230mm，矩陣256×256，層厚/層距=5/1 mm，并行采集加速因子=2；三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列 (MP-RAGE)：TR/TE=2100ms/4.38ms，翻轉(zhuǎn)角度 8°，視野=220mm，層厚=1mm，分辨率=0.861mm×0.861mm，矢狀位掃描，層數(shù) =160；靜息態(tài)BOLD fMRI采用平面回波脈沖序列：TR/TE=2500ms/30ms，層厚3mm，層間距0.5mm，視野256mm×256mm，矩陣64×64，翻轉(zhuǎn)角90°。

2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理：fMRI數(shù)據(jù)處理和分析使用SPM8軟件數(shù)據(jù)預(yù)處理：為避免初始信號(hào)不穩(wěn)定的影響，剔除掃描前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)序列，后230個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)入分析，圖像數(shù)據(jù)格式經(jīng)MRIcron軟件轉(zhuǎn)化，在Matlab R2010b平臺(tái)上應(yīng)用SPM8軟件(Friston et al.1994，www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)進(jìn)行時(shí)間矯正、頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化空間3mm×3mm×3mm，配準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)腦，最后進(jìn)行8mm×8mm×8mm高斯平滑。所有被試的頭動(dòng)平移和轉(zhuǎn)動(dòng)角度均分別在3mm和3°之內(nèi)。

運(yùn)用Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit(REST， by Song et al.， http：//www.restfmri.net)軟件對(duì)預(yù)處理的圖像進(jìn)行濾波(0.01～0.08 Hz)和去除線性漂移效應(yīng)，之后將被試的白質(zhì)信號(hào)和腦脊液信號(hào)作為協(xié)變量去除。我們以后扣帶回(posterior cingulate cortex，PCC)（中心坐標(biāo)x=0 y=-56 z=26， 6mm為半徑取球體內(nèi)各個(gè)體素的平均信號(hào)）為種子點(diǎn)以及感興趣區(qū)，做全腦基于體素的功能連接分析，計(jì)算每個(gè)被試每個(gè)體素與感興趣區(qū)的功能連接強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)化為Z參數(shù)圖(z-maps)。

圖1 慢性腰痛組患者的T2時(shí)間點(diǎn)與T1時(shí)間點(diǎn)功能連接配對(duì)t檢驗(yàn)，后扣帶回和左內(nèi)側(cè)額上回、后扣帶皮層功能連接增強(qiáng) (P ＜0.05， cluster size＞389)。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

組分析采用SPM8的軟件，首先完成各組的組內(nèi)單樣本 t檢驗(yàn)結(jié)果（P ＜0.005， cluster size＞26），之后取各組的單樣本結(jié)果的并集，在此并集內(nèi)進(jìn)行組間雙樣本t檢驗(yàn)。使用REST軟件中自帶的蒙特卡羅模擬的Alphasim矯正為多重比較矯正方法(see program AlphaSim by B.D. Ward， http：//afni.nimh.nih.gov/pub/dist/doc/manual/AlphaSim.pdf)，矯正后 P ＜0.05， cluster size＞389 的區(qū)域?yàn)椴町愑薪y(tǒng)計(jì)學(xué)意義區(qū)域，如果多重矯正后無(wú)結(jié)果，P＜0.05， cluster size＞100的區(qū)域?yàn)橛胁町惖内厔?shì)。所有的檢驗(yàn)方法均采用了雙尾檢驗(yàn)。

結(jié) 果

1.慢性腰痛組三個(gè)時(shí)間點(diǎn)間DMN功能連接的配對(duì)t檢驗(yàn)

圖2 慢性腰痛組患者的T3時(shí)間點(diǎn)與T2時(shí)間點(diǎn)功能連接配對(duì)t檢驗(yàn)，后扣帶回和左背外側(cè)額上回功能連接增強(qiáng)(P＜0.05，cluster size＞ 389)。

圖3 慢性腰痛組患者的T3時(shí)間點(diǎn)與T1時(shí)間點(diǎn)功能連接配對(duì)t檢驗(yàn)，后扣帶回和左楔前葉功能連接降低(P ＜0.05，cluster size＞389)。

慢性腰痛組患者T2時(shí)間點(diǎn)與T1時(shí)間點(diǎn)做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、后扣帶皮質(zhì)功能連接增強(qiáng) (P ＜0.05， cluster size＞389) (圖 1)。

慢性腰痛組患者T3時(shí)間點(diǎn)與T2時(shí)間點(diǎn)做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)背外側(cè)額上回功能連接增強(qiáng)(P＜0.05， cluster size＞389)(圖 2)。

慢性腰痛組患者T3時(shí)間點(diǎn)與T1時(shí)間點(diǎn)做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)楔前葉功能連接降低(P ＜0.05， cluster size＞389)(圖 3)。

2.慢性腰痛組三個(gè)時(shí)間點(diǎn)與正常對(duì)照組之間DMN功能連接的雙樣本t檢驗(yàn)

慢性腰痛組患者T1時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)顳下回、左側(cè)小腦前葉、左側(cè)枕中回功能連接增強(qiáng)趨勢(shì) (P ＜ 0.05， cluster size＞100)。后扣帶回和左側(cè)背外側(cè)額上回功能連接降低趨勢(shì)(P ＜0.05， cluster size＞100) ( 圖 4)。

圖4 慢性腰痛組患者T1時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組功能連接雙樣本t檢驗(yàn)，后扣帶回和左側(cè)顳下回、左側(cè)小腦前葉、左側(cè)枕中回功能連接增強(qiáng)趨勢(shì) (P ＜0.05， cluster size＞100)。

圖5 慢性腰痛組患者T2時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組功能連接雙樣本t檢驗(yàn)，后扣帶回和左側(cè)回直肌功能連接降低(P＜0.05， cluster size＞389)。

圖6 慢性腰痛組患者T3時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組功能連接雙樣本t檢驗(yàn)，后扣帶回和左楔前葉、中腦功能連接降低趨勢(shì)(P＜0.05，cluster size＞100)。

慢性腰痛組患者T2時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)回直肌功能連接降低(P＜0.05，cluster size＞389) ( 圖 5)。

慢性腰痛組患者T3時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。后扣帶回和左側(cè)楔前葉、中腦功能連接降低趨勢(shì)(P＜0.05， cluster size＞100) ( 圖 6)。

討 論

慢性腰痛通常持續(xù)時(shí)間超過(guò)3個(gè)月，與急性腰痛不同，往往伴隨中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳入通路的變化［11］。基于后扣帶回ROI的功能連接分析中，本研究發(fā)現(xiàn)慢性腰痛人群存在DMN與左側(cè)顳下回、左側(cè)小腦前葉、左側(cè)枕中回功能連接增強(qiáng)趨勢(shì)，DMN與左側(cè)背外側(cè)額上回功能連接減弱趨勢(shì)。在推拿治療慢性腰痛過(guò)程中DMN與左側(cè)背外側(cè)額上回連接恢復(fù)，DMN與左側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、后扣帶皮質(zhì)連接增強(qiáng)，DMN與左側(cè)楔前葉、左側(cè)回直肌、中腦功能連接降低。提示推拿治療主要影響了慢性腰痛人群的感覺(jué)、情緒和認(rèn)知水平的區(qū)域。

默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(default mode network，DMN)是靜息態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)研究中引起最廣泛關(guān)注以及比較活躍的網(wǎng)絡(luò)之一，包括mPFC、后扣帶回(posterior cingulate cortex，PCC)、楔前葉、雙側(cè)角回、頂下小葉等腦區(qū)。靜息狀態(tài)下默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)作為腦區(qū)之間功能連接的主要樞紐，與大腦對(duì)內(nèi)外環(huán)境的監(jiān)測(cè)、情景記憶及持續(xù)的認(rèn)知、情感活動(dòng)有關(guān)［9］。功能影像研究表明，前額葉是痛覺(jué)編碼的最高中樞，負(fù)責(zé)整合痛覺(jué)的感覺(jué)和情緒信息，產(chǎn)生對(duì)痛的記憶、認(rèn)知和評(píng)價(jià)［12］。慢性疼痛患者的扣帶回和前額葉共同參與回避反應(yīng)的策劃和發(fā)動(dòng)［13］。本研究發(fā)現(xiàn)慢性腰痛人群的DMN與背外側(cè)額上回功能連接降低，推拿治療過(guò)程中，DMN和內(nèi)側(cè)額上回、背外側(cè)額上回功能連接增強(qiáng)。說(shuō)明慢性疼痛引起默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能連接異常，而脊柱推拿提高了機(jī)體對(duì)回避疼痛的學(xué)習(xí)、記憶功能。楔前葉是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中靜息態(tài)代謝率最高的去激活腦區(qū)，與大腦廣泛皮質(zhì)聯(lián)系緊密，直接參與大腦內(nèi)部的認(rèn)知、記憶等活動(dòng)，推拿治療改變了DMN與楔前葉功能連接，提示推拿改變了慢性腰痛患者認(rèn)知功能。

本研究發(fā)現(xiàn)與DMN存在異常功能連接的腦區(qū)集中于左側(cè)大腦半球。而既往的研究顯示左側(cè)大腦半球參與疼痛情緒和情感的處理，右側(cè)大腦半球主要在自主控制和穩(wěn)態(tài)方面占優(yōu)勢(shì)，與本研究結(jié)果相符。Tuor等［14］發(fā)現(xiàn)大腦皮質(zhì)在外界刺激時(shí)激活是序貫發(fā)生，通常首先在左半球或右半球。進(jìn)一步證明每個(gè)大腦半球可以獨(dú)立完成對(duì)痛覺(jué)刺激特異性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

對(duì)于小腦前葉、枕中回、回直肌、中腦的功能連接異常，目前尚沒(méi)有更多的證據(jù)提示這些腦區(qū)參與疼痛?？紤]與慢性腰痛引起的腦功能整合后的總體表現(xiàn)有關(guān)，推拿治療對(duì)腦異常功能連接的影響是感覺(jué)、情感和認(rèn)知等多維度的相互作用。

總之，本研究認(rèn)為，推拿治療慢性腰痛患者，靜息態(tài)下出現(xiàn)DMN與左側(cè)內(nèi)側(cè)額上回、后扣帶皮質(zhì)、左側(cè)背外側(cè)額上回、左側(cè)楔前葉、左回直肌、中腦功能連接異常，反映了推拿緩解疼痛與感知覺(jué)、認(rèn)知和情緒相關(guān)腦區(qū)活動(dòng)有關(guān)。