陳義磊，康英杰，吳佳楨，譚文莉，羅詩蕾，詹松華

針刺作為東方醫(yī)學(xué)常用治療手段之一，得到了廣泛的應(yīng)用[1]，但其治療機制比較復(fù)雜，目前，與針刺相關(guān)的研究尚未完全闡明其治療機制，因而限制了針刺療法的推廣與應(yīng)用，而血氧水平依賴功能磁共振成像(blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging，BOLD-fMRI)由于其無創(chuàng)性等被廣泛應(yīng)用，而且其任務(wù)態(tài)研究方法能夠直觀顯示針刺效應(yīng)在中樞的定位，因此為研究針刺穴位的特異性效應(yīng)提供了一種新的路徑[2]。由于磁共振設(shè)備及射頻線圈的限制，目前針刺穴位fMRI任務(wù)態(tài)研究取穴主要在體穴[3]。本課題組研發(fā)的針刺專用頭顱柔性線圈，可以在針刺頭穴的同時進行fMRI掃描，為BOLD-fMRI任務(wù)態(tài)方法研究針刺頭穴的特異性效應(yīng)提供了一定的實驗基礎(chǔ)[4]。

率谷穴是臨床常用的一個針灸穴位，其主要用途是治療眩暈、偏頭痛、耳鳴、耳聾、失眠健忘、中風(fēng)后偏癱等[5]，本研究通過BOLD-fMRI任務(wù)態(tài)方法研究健康被試者針刺雙側(cè)率谷穴的腦激活區(qū)，探討其電針刺激后穴位即刻腦效應(yīng)，為研究其治療疾病的中樞機制提供一種方法。

材料與方法

1.一般資料

2019年10月-11月招募15名健康受試者，其中男3名，女12名，年齡25.45±1.62歲，受教育程度均為研究生學(xué)歷，受教育年限(19.26±1.53)年。納入標(biāo)準(zhǔn)如下：右利手；無明確外傷史、無神經(jīng)及精神損傷病史。七天內(nèi)無藥物攝入史。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核通過，在實驗前受試者均被告知試驗內(nèi)容，均需簽署知情同意書。

2.檢查方法

15名受試者首先針刺雙側(cè)率谷穴，7～14天針灸效應(yīng)洗脫后再針刺非經(jīng)非穴，受試者對實驗前后兩次所取針刺位置信息不知情。率谷穴的位置參照腧穴名稱與定位標(biāo)準(zhǔn)[6]，位于雙側(cè)耳廓尖角直上方入發(fā)際1.5寸處。非經(jīng)非穴的位置為率谷穴前方15 mm。針灸操作采用無磁性華佗牌金針，刺入深度為15 mm。確認(rèn)志愿者有"得氣"針感后，接通電針刺激儀，刺激采用華佗牌低頻脈沖治療儀(G6805-2)，刺激強度以受試者能忍受強度調(diào)整。

本研究采用fMRI的組塊設(shè)計(BLOCK Design)范式(圖1)，總共8個組塊，包括4次留針及4次電針刺激狀態(tài)，其中留針時間為120 s，電針刺激時間為30 s，電針刺激與留針不刺激輪流進行，掃描時間為10 min。掃描時，受試者頭顱兩側(cè)用海綿墊固定，同時帶上眼罩及耳塞。掃描期間每個受試者被要求保持放松狀態(tài)。針刺操作由一名具有豐富臨床經(jīng)驗的針灸科醫(yī)師完成。

圖1 電針刺激操作實驗設(shè)計。

實驗結(jié)束后對每一名受試者“得氣”針感進行評分，采用馬薩諸塞州總醫(yī)院針灸感覺量表中文版(c-MASS)[7]進行主觀量化評分，標(biāo)準(zhǔn)包括12個詞條，分別是酸痛、疼痛、深部壓覺、沉重、脹滿、刺痛、麻木、銳痛、鈍痛、熱感、冷感、跳動。每一個詞條后都有一個標(biāo)尺，受試者在標(biāo)尺上標(biāo)出每種針感強度主觀評分，以0分為無感覺，10分為無法承受。

3.MRI掃描

采用聯(lián)影公司3.0T 780MR掃描儀，配以針刺專用頭顱柔性線圈[4]。受試者先行顱腦橫軸面T2WI FLAIR(fluid attenuated inversion recovery)掃描，其目的在于觀察腦內(nèi)是否有疾患。之后行3DGRE序列T1WI、BOLD掃描。掃描參數(shù)：T2WI FLAIR序列參數(shù)：TR 8000 ms，TE 105.3 ms，翻轉(zhuǎn)角150°，F(xiàn)OV 230 mm×200 mm，層厚5 mm，層間距1 mm，掃描層數(shù)24層。3DGRE-T1WI序列參數(shù)：TR 7.2 ms，TE 3.1 ms，翻轉(zhuǎn)角10°，F(xiàn)OV 256 mm×256 mm，層厚1 mm，層間距0，掃描層數(shù)192層。BOLD掃描，采用FE-EPI序列采集，參數(shù)：TR 2000 ms，TE 30 ms，層厚3.5 mm，層間距0.7 mm，翻轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 224 mm×224 mm，掃描范圍包括全部大腦、小腦和腦干，層數(shù)33層，掃描時間10 min，總共300個時間點。

4.圖像處理

基于MATLAB平臺，采用SPM12軟件進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，首先采用MRI-Convert軟件將DICOM格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成NIFTI格式，再進行時間層校正(Slice timing)、頭動校正(Realign)，同時剔除掉頭動平移>1 mm和角度>1°的數(shù)據(jù)，然后解剖像與功能像配準(zhǔn)(Coregister)，配準(zhǔn)后圖像分割(Segment)，將收集的數(shù)據(jù)歸一化到蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)標(biāo)準(zhǔn)模板中實現(xiàn)空間標(biāo)準(zhǔn)化。重新采樣為3 mm空間分辨率，空間平滑運用8 mm×8 mm×8 mm的半寬全高的高斯平滑核。

5.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPM(Statistical Parametric Mapping)12軟件對所有平滑后的功能像進行統(tǒng)計分析，先對每名受試者進行單樣本t檢驗，得到各受試者電針刺激率谷穴及非經(jīng)非穴組的腦激活區(qū)，之后再對兩組進行配對樣本t檢驗，獲得電針刺激率谷穴組與非經(jīng)非穴組比較差異激活腦區(qū)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計閾值為體素(voxel)水平P<0.001(未校正)，團塊(cluster)水平P<0.05[FWEc校正(family wise error correction)]。

組間針感評分先采用K-S檢驗(Kolmogorov-Smirnov test)判斷是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布組間比較采用配對t檢驗分析；非正態(tài)分布采用Wilcoxon符號秩檢驗。采用REST V1.8工具包提取兩組間有顯著差異激活腦區(qū)的時間序列信號值，采用SPSS 21.0軟件對其與得氣評分強度做Spearman相關(guān)分析，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖3 針刺雙側(cè)率谷穴真穴組及非經(jīng)非穴組腦激活區(qū)差異圖(橫軸面)。橙色、黃色表示增強的腦激活區(qū)。

表1針刺雙側(cè)率谷穴腦激活區(qū)

結(jié) 果

1.兩組“得氣”針感比較

兩組被試各針感強度見圖2，真穴組針感強度較重的依次為麻木、脹滿、沉重、酸疼、疼痛及刺痛，深部壓覺、銳疼、鈍疼、熱感、冷感及跳動強度較輕。非經(jīng)非穴組針感強度較重的依次為沉重、酸疼、疼痛、麻木、脹滿及刺痛，深部壓覺、銳疼、鈍疼、熱感、冷感及跳動強度較輕。相比較非經(jīng)非穴組，真穴組酸疼、脹滿及麻木針感強度較重(P=0.021,0.012,0.016)，余針感強度兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.562,0.719,0.080,0.325,0.420,0.077,0.345,0.075,0.479)。

圖2 兩組“得氣”針感評分比較。*P<0.05。

2.針刺雙側(cè)率谷穴腦激活區(qū)情況

與非經(jīng)非穴組相比較，真穴組正激活腦區(qū)包括：中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、左側(cè)眶部額下回、左側(cè)海馬旁回、右側(cè)眶部額下回及右側(cè)海馬旁回，未見負(fù)激活腦區(qū)出現(xiàn)(P<0.05，F(xiàn)WE校正)，見表1、圖3。

3.“得氣”針感評分與激活腦區(qū)的相關(guān)性分析

中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)信號值與酸疼、脹滿及麻木針感強度呈明顯正相關(guān)(r值分別為0.7441、0.7120及0.5949；P值分別為0.0015、0.0029及0.0193)，雙側(cè)眶部額下回、海馬旁回信號值與針感強度無明顯相關(guān)性(P<0.05)，見圖4。

圖4 針感評分與激活腦區(qū)的相關(guān)性分析。a)PAG信號值與酸疼評分相關(guān)性；b)PAG信號值與脹滿評分相關(guān)性；c)PAG信號值與麻木評分相關(guān)性。PAG指中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)。

討 論

在本研究中，通過招募健康受試者，針刺雙側(cè)率谷穴及非經(jīng)非穴，比較其腦激活區(qū)的差異，旨在探討針刺雙側(cè)率谷穴特異性腦效應(yīng)。針灸穴位特異性是研究者一直在不斷探索的領(lǐng)域，1998年，Cho等[8]首次提出了穴位特異性的存在，2010年Bai等[9]又進一步研究了針灸穴位時間響應(yīng)變化模式，驗證了針刺穴位特異性效應(yīng)的存在。目前研究工作中，穴位特異性研究主要是將不同經(jīng)絡(luò)、不同經(jīng)穴與非經(jīng)非穴進行對照研究，而功能磁共振成像技術(shù)能夠使針刺腦功能效應(yīng)可視化，并且可以量化功能改變，為研究針灸穴位特異性提供了一種手段。李曉陵等[10-11]在針刺合谷穴及豐隆穴的研究中發(fā)現(xiàn)，相比非穴，合谷穴及豐隆穴在腦激活效應(yīng)具有一定的特異性。這些方法說明fMRI在研究針刺特異性腦效應(yīng)中具有較好的可行性。

本研究采用的頭顱柔性線圈，具有伸縮性，可以調(diào)節(jié)內(nèi)徑適應(yīng)受試者頭顱大小，目的是通過降低頭顱與線圈間的距離，從而提高圖像的信噪比。在本課題組前期研究中發(fā)現(xiàn)，頭顱柔性線圈可以獲得與24通道硬質(zhì)線圈相仿的的圖像質(zhì)量[12]。龔志剛等[13]通過與頭顱16通道硬質(zhì)線圈比較，發(fā)現(xiàn)在高場強下，柔性線圈可以獲得優(yōu)于16通道硬質(zhì)線圈的圖像質(zhì)量。筆者在先前的研究中[14]也證實了在MRS成像中，改良的AHC12頭顱柔性線圈可獲得與HC24線圈相同的圖像質(zhì)量。這些研究都說明頭顱柔性線圈可進行BOLD-fMRI檢查，并可獲得理想的成像效果。

率谷穴(GB8)是足太陽膀胱經(jīng)與足少陽膽經(jīng)的交會穴，有清頭寧神、消腫止痛等作用，臨床應(yīng)用比較廣泛，但是其中樞機制目前未明確。在本研究中發(fā)現(xiàn)，針刺雙側(cè)率谷穴后，相比非經(jīng)非穴組，正激活腦區(qū)包含了中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、左側(cè)眶部額下回、左側(cè)海馬旁回、右側(cè)眶部額下回及右側(cè)海馬旁回等腦區(qū)，而未見負(fù)激活腦區(qū)出現(xiàn)。中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)是一個具有復(fù)雜功能的腦干核團，參與了許多病理生理學(xué)過程[15]，包括疼痛調(diào)解、抑郁及焦慮等功能。有動物研究發(fā)現(xiàn)，它具有鎮(zhèn)痛作用[16]，是下行疼痛調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要節(jié)點之一[17]。Li等[18]發(fā)現(xiàn)偏頭痛患者經(jīng)針灸治療后，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)與前扣帶回皮層之間的腦功能連接度較治療之前有顯著增加。本研究中，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)呈現(xiàn)正激活，激活越大，隨之疼痛閾值越高，從而疼痛強度越弱，這說明針刺率谷穴參與了疼痛的抑制。本研究同時發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬旁回及眶部額下回呈正激活，海馬旁回屬于邊緣系統(tǒng)，具有情緒記憶及記憶編碼的作用[19]；額下回通常被認(rèn)為是認(rèn)知控制、情感表達的重要區(qū)域[20]，這些都提示了針刺率谷穴參與了認(rèn)知和情緒的調(diào)節(jié)。針刺得氣研究也是針灸領(lǐng)域熱點，諸多研究認(rèn)為得氣與否會產(chǎn)生顯著不同的腦活動，得氣狀態(tài)下腦區(qū)激活范圍廣且程度強，而且不同性質(zhì)的針感在腦區(qū)的反應(yīng)也不同。有研究[21]對通里和懸鐘組穴及其假穴進行針刺后發(fā)現(xiàn)，真穴組較假穴組能獲得更多得氣感，且真穴組在感覺皮層和語言功能區(qū)激活范圍更廣。王單等[22]發(fā)現(xiàn)針刺太溪穴后，酸、麻、脹及溫?zé)岬确矫娴脷鈴姸雀?，大腦網(wǎng)絡(luò)連接的相互作用更強，說明得氣程度不同可能引起不同的臨床效果。在本研究中，筆者也發(fā)現(xiàn)，針刺雙側(cè)率谷穴后，其激活腦區(qū)的信號值與酸疼、脹滿及麻木等"得氣"針感強度呈明顯正相關(guān)，這也為得氣促進針刺療效以及穴位特異性提供了中樞層面的客觀依據(jù)。

本研究探討了針刺雙側(cè)率谷穴即刻特異性腦效應(yīng)情況，但是存在著一定的局限性，主要在以下幾方面：①本研究招募的是健康志愿者，當(dāng)在患者身上進行率谷穴電針針刺時可能存在著不同的神經(jīng)生理反應(yīng)。②本研究只是用了單任務(wù)單模態(tài)fMRI進行研究，而且樣本量較少，今后將應(yīng)用多任務(wù)多模態(tài)fMRI方法進行大樣本研究。③本研究缺乏神經(jīng)遞質(zhì)等實驗室指標(biāo)，不能為針刺率谷穴后生理效應(yīng)提供更多客觀依據(jù)。

綜上所述，本研究采用針刺專用頭顱柔性線圈，觀察了針刺雙側(cè)率谷穴后腦激活情況，探討了健康受試者即刻特異性腦效應(yīng)情況，以提高對其穴位中樞機制的進一步認(rèn)識。

致謝：感謝方繼良教授對論文寫作過程中的指導(dǎo)。