張 元,譚喬芮,王 宇,秦子玲,魯 海,張春紅,趙曉峰
1天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院針灸臨床部,天津 300193;2天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,天津 301617;3國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津 300193;4寶安純中醫(yī)治療醫(yī)院針灸推拿科,廣東 深圳518000
激光針灸是一種將低水平激光作用于經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的治療方法,因其安全、無(wú)痛、易控、易操作等優(yōu)勢(shì),外加激光本身所具有的熱、壓力、光化等生物學(xué)效應(yīng),拓寬了傳統(tǒng)針灸技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[1]。2018年,國(guó)際上將其定義為“利用光生物調(diào)節(jié)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),對(duì)穴位和其它部位進(jìn)行類(lèi)似于針刺或相關(guān)療法的光刺激”[2]。低水平激光區(qū)別于臨床上常用于消融、切割、熱凝固組織的激光,其所含能量密度較低,不會(huì)對(duì)生物組織產(chǎn)生不可逆的損傷,最初因?yàn)樗诟纳苽谟?、減輕疼痛和炎癥有一定的潛力而被逐步運(yùn)用于臨床中[3],后于20世紀(jì)70年代在我國(guó)與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)相結(jié)合,目前廣泛應(yīng)用于骨科、兒科、眼科、皮膚科等領(lǐng)域。
既往多項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)肯定了激光針灸在以疼痛為代表的某些疾病中的療效[4-6],但其作用機(jī)制仍未探查清楚,中樞效應(yīng)可能在激光針灸療效機(jī)制的闡釋中占據(jù)了非常重要的地位[7]。到目前為止,雖然國(guó)內(nèi)外腦效應(yīng)研究手段已相當(dāng)豐富,但激光針灸的腦效應(yīng)研究仍處于探索階段,缺乏總結(jié)梳理。筆者查閱該領(lǐng)域近20年的文獻(xiàn),以期從目前應(yīng)用較多的各類(lèi)技術(shù)層面對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)歸納,進(jìn)而全方位、多角度地闡述當(dāng)前激光針灸腦效應(yīng)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展提出建議。
血氧水平依賴(lài)功能磁共振成像(BOLD-fMRI),即一種通過(guò)血流動(dòng)力學(xué)血氧飽和度信號(hào)的改變,間接反映腦功能活動(dòng)狀態(tài)的影像技術(shù)[8],為研究腦效應(yīng)常用手段之一,現(xiàn)階段對(duì)激光針灸腦效應(yīng)的探索也大多依據(jù)該方法。
既往基于BOLD-fMRI技術(shù)探究激光針灸腦效應(yīng)以多組塊設(shè)計(jì)的任務(wù)態(tài)為主,研究范式較為多樣。其中又以對(duì)比真假激光針灸生理腦效應(yīng)最為多見(jiàn),如有學(xué)者對(duì)比真假激光針灸作用于10名健康男性至陰穴的腦成像后,發(fā)現(xiàn)二者在左側(cè)枕回內(nèi)側(cè)與楔葉的激活存在較大差異[9];也有研究選擇在涌泉穴分別操作10 Hz調(diào)制激光與安慰激光,發(fā)現(xiàn)前者在右中央前回、額上回和左中央前回、中央后回、頂下小葉、舌回、海馬旁回及小腦山頂影響更為顯著[10],之后該團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步對(duì)比該調(diào)制激光與常規(guī)激光針灸影響腦區(qū)的差異[11],發(fā)現(xiàn)調(diào)制激光顯著激活左側(cè)中央前回、顳中回及雙側(cè)楔葉,而常規(guī)激光則顯著激活左側(cè)下頂葉、中央后回、楔前葉。有研究對(duì)比針刺與激光針灸腦效應(yīng)差異,隨機(jī)于受試者一側(cè)曲泉穴行針刺,另一側(cè)行激光針灸,對(duì)比發(fā)現(xiàn)針刺在左側(cè)中央前回的激活更明顯,而激光針灸則在左楔前葉影響更大[12]。亦有研究對(duì)比左右陽(yáng)陵泉穴激光針灸后差異,發(fā)現(xiàn)左側(cè)組腦區(qū)激活主要集中于左丘腦、丘腦下核、紅核、腦干,而右側(cè)組主要集中于右頂下小葉與顳上回[13]。值得一提的是,無(wú)論在左側(cè)或是右側(cè)的安慰針組中,均沒(méi)有觀察到有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的大腦激活區(qū)域。
相關(guān)病理狀態(tài)下的試驗(yàn)較生理狀態(tài)少,其中病理研究又以抑郁狀態(tài)為主。有學(xué)者對(duì)比不同穴位在不同人群的差異,將激光針灸先后作用于健康和抑郁受試者的右側(cè)期門(mén)及左側(cè)曲泉、巨闕、神門(mén)穴,發(fā)現(xiàn)激光刺激這些穴位會(huì)激活額葉-邊緣葉-紋狀體通路,但每個(gè)穴位的神經(jīng)活動(dòng)模式存在差異,其中期門(mén)、曲泉、巨闕均能調(diào)節(jié)健康和抑郁受試者的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò),健康人組的改變主要位于額內(nèi)側(cè)回,而抑郁組的改變主要集中于頂葉下皮層和小腦,兩組受試者在神門(mén)穴則均未顯示出顯著差異[14-15]。另外,區(qū)別于任務(wù)態(tài),有學(xué)者采用靜息態(tài)分析激光針灸除會(huì)陰、海泉外的其它13鬼穴,發(fā)現(xiàn)ReHo/ALFF值在右側(cè)枕下回、左側(cè)顳下回、雙側(cè)枕中回及中央后回升高,在小腦、左側(cè)額內(nèi)上回、楔前葉、頂上小葉和右側(cè)顳中回、額中回下降[16]。
fMRI有著良好的空間分辨率,對(duì)大腦皮層的活動(dòng)變化較為敏感,故探測(cè)腦效應(yīng)優(yōu)勢(shì)顯著,近10年來(lái)在激光針灸領(lǐng)域的應(yīng)用逐步增多。綜其研究,生理狀態(tài)的研究遠(yuǎn)多于病理狀態(tài),故相應(yīng)的受試選擇對(duì)象也以右利手青中年健康人居多,而病理狀態(tài)研究主要圍繞抑郁狀態(tài)。激光參數(shù)的選擇中,波長(zhǎng)多為808 nm,輸出功率集中在10~30 mW不等,區(qū)別點(diǎn)主要集中在對(duì)照設(shè)計(jì)和穴位選擇上,從結(jié)果中不難看出不同刺激方式作用于同一穴位影響的腦區(qū)存在一定的相關(guān)性,且組穴激活的腦區(qū)較單穴更為廣泛,但具體穴位對(duì)腦區(qū)的影響需要更多高質(zhì)量、可重復(fù)的試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。
腦電圖是基于神經(jīng)電生理學(xué),整合大腦皮層不同層面神經(jīng)元突觸后電位的電信號(hào),經(jīng)腦電圖儀放大后所呈現(xiàn)的腦電活動(dòng)圖像[17]。腦電圖具備無(wú)創(chuàng)、便捷、經(jīng)濟(jì)、客觀及毫秒級(jí)時(shí)間分辨率等優(yōu)點(diǎn),研究者常通過(guò)對(duì)其頻率、時(shí)相、波幅、波形、出現(xiàn)方式和部位等方面的分析來(lái)探索相應(yīng)腦部的功能狀態(tài)的改變,既往廣泛應(yīng)用于針刺療效評(píng)價(jià)及機(jī)制研究中[18],近年來(lái)成為激光針灸腦效應(yīng)的重要探索手段之一。
當(dāng)前基于該技術(shù)的研究同樣以探索生理狀態(tài)下的腦效應(yīng)為主,但試驗(yàn)設(shè)計(jì)差異較大。其中部分研究關(guān)注單穴刺激下的腦效應(yīng)改變,如有學(xué)者對(duì)比了一位26歲健康女性激光刺激雙側(cè)內(nèi)關(guān)穴和激光僅刺激視覺(jué)的腦電圖,發(fā)現(xiàn)二者存在顯著差異,其中激光作用于內(nèi)關(guān)穴可誘發(fā)主要集中在中央和額葉區(qū)域非常低但可重復(fù)出現(xiàn)的電位[19]。另一研究則在更多健康人的合谷穴行激光針灸,發(fā)現(xiàn)這種刺激可以改變相應(yīng)腦區(qū)的腦電節(jié)律,重新分配相關(guān)區(qū)域的大腦活動(dòng),但不改變大腦的平均總活動(dòng)[20]。除常規(guī)穴位,也有研究選擇對(duì)比激光與安慰激光刺激手掌后的腦電改變,發(fā)現(xiàn)操作前后兩組間腦電的變化主要集中于α波的平均腦電功率,激光刺激可以使之明顯增加,而其他波形則無(wú)顯著差異[21]。此外,還有部分研究通過(guò)分析以腦電圖雙頻指數(shù)為代表的數(shù)據(jù)觀察激光針灸對(duì)于腦的鎮(zhèn)靜效應(yīng),其中一項(xiàng)研究對(duì)比按壓、激光針灸印堂穴及按壓印堂旁開(kāi)2 cm處的腦電圖雙頻指數(shù)和邊緣頻率值,發(fā)現(xiàn)按壓印堂穴后,腦電圖雙頻指數(shù)和邊緣頻率值均存在與臨床量表得分相關(guān)的顯著下降,停止按壓之后可恢復(fù)至正?;€水平,而印堂穴激光針灸和假穴按壓后腦電圖雙頻指數(shù)值的下降雖然也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但是小于前者,且與臨床量表得分無(wú)關(guān),邊緣頻率值則未見(jiàn)顯著變化[22]。另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)針刺及激光針灸合谷、足三里、昆侖、束骨、足通谷和至陰和單純光刺激后,腦電圖雙頻指數(shù)值均有所增加,且針刺較其他兩種刺激方式變化大[23]。
病理狀態(tài)下的相關(guān)研究依然較生理狀態(tài)少。有研究分別于3、4、5 mW的輻射功率下激光刺激一對(duì)親兄弟的百會(huì)、合谷、內(nèi)關(guān)穴,其中一人為自閉癥患者,而另一人體健,結(jié)果發(fā)現(xiàn)暴露于激光中時(shí),自閉癥患兒的腦電能量密度隨著輻射功率的增加而顯著增加,且大腦總活動(dòng)量也顯著增加,趨近健康兒童大腦活動(dòng)量,與之同時(shí),患兒的行為也產(chǎn)生了變化,主要表現(xiàn)為焦慮程度的減輕,而健康兒童的腦能量密度及行為則無(wú)顯著變化[24]。
綜上,基于腦電圖探索激光針灸腦效應(yīng)的研究同樣集中于近10年,但較fMRI少,受試者納入普遍較少且分散,以探索生理效應(yīng)為主,激光波長(zhǎng)的選擇多集中于500~700 nm,輸出功率差異則較大,在兒童的研究中可低至3~5 mW。目前基于腦電的腦電圖雙頻指數(shù)等數(shù)據(jù)已證實(shí)激光針灸作用于某些穴位存在鎮(zhèn)靜作用,但需要注意的是傳統(tǒng)治療手段較激光針灸對(duì)腦電活動(dòng)的影響似乎更為顯著,此外,該類(lèi)試驗(yàn)普遍存在設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單,結(jié)果分析較籠統(tǒng)等問(wèn)題,針對(duì)這些問(wèn)題,未來(lái)需要進(jìn)一步優(yōu)化。
經(jīng)顱多普勒超聲(TCD)作為一項(xiàng)腦血管評(píng)估技術(shù),利用顱骨薄弱部位作為檢查聲窗,可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)無(wú)創(chuàng)地監(jiān)測(cè)顱內(nèi)血管的血液流速、頻譜形態(tài)等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)[25],也為激光針灸腦效應(yīng)的探索提供了一定的證據(jù)。
基于TCD技術(shù)的研究同上,也主要關(guān)注生理狀態(tài)下腦的改變,不同的是視覺(jué)相關(guān)的穴位是該技術(shù)探索腦效應(yīng)的主選刺激對(duì)象。在多個(gè)選擇位于肢體上與視覺(jué)相關(guān)的穴位組合的試驗(yàn)中[23,26],均可發(fā)現(xiàn)激光刺激能夠誘發(fā)大腦后動(dòng)脈平均血流速度明顯增加,而大腦中動(dòng)脈平均血流速度的變化則不明顯;此外,上述試驗(yàn)中針刺與激光針灸產(chǎn)生的效果相似,但前者的變化更為顯著,而假穴的激光刺激并沒(méi)有能夠?qū)Υ竽X中、后動(dòng)脈的平均血流速度產(chǎn)生有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的影響。除肢體上的穴位,亦有研究[27]選擇包括攢竹、魚(yú)腰在內(nèi)的頭面部視覺(jué)相關(guān)穴位,在對(duì)比激光針灸和手針操作后眼動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈平均流速的改變后,可以發(fā)現(xiàn)兩種刺激均能顯著增加眼動(dòng)脈的平均血流速度,且針刺效果大于激光針灸,而大腦中動(dòng)脈則變化不明顯。與之相對(duì)應(yīng)地,另一項(xiàng)試驗(yàn)[28]對(duì)比了激光針灸光明、太沖、至陰3個(gè)視覺(jué)相關(guān)穴位與印堂、合谷、偏歷3個(gè)嗅覺(jué)相關(guān)穴位TCD的差異后,發(fā)現(xiàn)前者能顯著增加大腦后動(dòng)脈流速而大腦前動(dòng)脈變化不明顯,后者大腦后動(dòng)脈流速變化不明顯而大腦前動(dòng)脈顯著增加。除選擇視覺(jué)相關(guān)穴位,有研究在大椎穴分別操作激光針灸、針刺及安慰激光,發(fā)現(xiàn)激光針灸及針刺均能顯著增加基底動(dòng)脈的流速,且與其他結(jié)果一致,針刺效果大于激光刺激,二者在大腦中動(dòng)脈變化甚微,安慰激光則使兩條動(dòng)脈平均流速均加快[29]。
基于TCD探索激光針灸腦效應(yīng)已較成熟,該類(lèi)研究主要集中于2010年前,試驗(yàn)設(shè)計(jì)普遍較簡(jiǎn)單,觀察指標(biāo)也多為顱內(nèi)大血管的平均血流速度,激光波長(zhǎng)的選擇差異較小,以685 nm為主,輸出功率差異較大,最高可達(dá)100 mW。既往試驗(yàn)多選擇視覺(jué)相關(guān)穴位,從結(jié)果來(lái)看,激光刺激視覺(jué)相關(guān)穴位對(duì)大腦后動(dòng)脈、基底動(dòng)脈和眼動(dòng)脈的平均血流速度影響較大腦中、前動(dòng)脈顯著,且多篇文章指出針刺對(duì)血流速度影響要強(qiáng)于激光針灸,但因TCD無(wú)法觀察到顱內(nèi)小血管乃至更微觀的水平,故這類(lèi)試驗(yàn)對(duì)腦效應(yīng)的探查較為粗糙。
近年亦有研究采用其它技術(shù)探究激光針灸的腦效應(yīng),但數(shù)量較少,有學(xué)者選擇采用近紅外光譜技術(shù)探索激光針灸的腦效應(yīng),該技術(shù)可無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)顱內(nèi)氧合的實(shí)時(shí)變化,研究發(fā)現(xiàn)激光針灸合谷穴會(huì)使新生兒的區(qū)域腦氧飽和度顯著降低,而腦組織攝氧分?jǐn)?shù)顯著升高,外周氧飽和度及心律則無(wú)明顯改變[30]。
激光針灸作為社會(huì)科技進(jìn)步的時(shí)代產(chǎn)物,是激光技術(shù)與傳統(tǒng)針灸的結(jié)合,于20世紀(jì)70年代應(yīng)用于臨床后便迅速發(fā)展,目前世界范圍內(nèi)相關(guān)研究方興未艾,尤以中國(guó)和俄羅斯為著[31]。
激光針灸的迅速發(fā)展得益于其在臨床和科研中展露的優(yōu)勢(shì)。臨床上,除了安全、無(wú)痛、易控、易操作等優(yōu)勢(shì),日益豐富的激光器種類(lèi),如固體、半導(dǎo)體、氣體及染料激光器,加上不同穴位、刺激時(shí)長(zhǎng)、導(dǎo)入方式等的選擇,均使激光針灸的應(yīng)用更多元化[32]。而在科研中,因?yàn)榈退郊す怏w感刺激較不明顯,較針刺能夠更好的規(guī)避實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),且在盲法的實(shí)施中也更具優(yōu)勢(shì),此外,因激光參數(shù)可精確調(diào)節(jié),故刺激強(qiáng)度可被量化,因而相關(guān)試驗(yàn)具有良好的重復(fù)性。
與此同時(shí),腦科學(xué)的研究也在全球越發(fā)得到重視,大量文獻(xiàn)證實(shí)多種疾病的發(fā)生發(fā)展與腦的結(jié)構(gòu)及效應(yīng)改變相關(guān)[33],腦效應(yīng)的探索不僅為認(rèn)知生理和病理機(jī)制提供新角度,也為各種治療方式提供了解其作用機(jī)理和評(píng)價(jià)療效的新方法。隨之,腦效應(yīng)的探索方法也日趨豐富,目前應(yīng)用較多的fMRI、PET、SPECT、腦電圖、腦磁圖、近紅外光譜等可視化技術(shù)基于不同原理從不同的角度解析腦的活動(dòng)[34],研究者往往依據(jù)研究目的、受試對(duì)象、干預(yù)方法、結(jié)局指標(biāo)等對(duì)其進(jìn)行選擇。
過(guò)去20 年間,激光針灸腦效應(yīng)的分析主要依賴(lài)fMRI、腦電圖和TCD,其中TCD相關(guān)試驗(yàn)因成本較低且探查層面較為表淺主要集中在2010年之前。隨著分子影像技術(shù)的發(fā)展,fMRI在激光針灸研究中的運(yùn)用日益增多,腦電圖次之,其它技術(shù)手段則應(yīng)用較少。既往激光針灸腦效應(yīng)研究主要關(guān)注激光刺激后腦生理層面的改變,其中單穴水平研究多于多穴,選擇的激光波形以連續(xù)波為主,波長(zhǎng)以600~900 nm的紅光及紅外光為主,輸出功率集中在10~40 mW,刺激時(shí)長(zhǎng)則差異較大,十幾秒到數(shù)十分鐘不等。綜其研究結(jié)果,與其它方式刺激穴位的腦效應(yīng)相似[35],激光針灸刺激不同穴位產(chǎn)生的腦效應(yīng)能夠體現(xiàn)穴位的特異性且腦效應(yīng)與穴位的主治存在一定的關(guān)聯(lián),同時(shí)有著相似作用的穴位的腦效應(yīng)存在一定的相關(guān)性,此外,不同刺激方式作用于同一穴位產(chǎn)生的腦效應(yīng)也存在差異,多篇文章指出針刺后腦的變化強(qiáng)于激光針灸。
雖然現(xiàn)階段許多研究認(rèn)為針刺對(duì)腦的刺激量大于激光針灸,但需要注意的是激光針灸并不能簡(jiǎn)單歸納為針灸的弱效替代治療方式。激光作用于經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)可引發(fā)許多特有的中樞生物學(xué)效應(yīng),其穿透力結(jié)合熱效應(yīng),在某種程度上兼具“針”和“灸”的效果[36],通過(guò)改變多種受體、神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)調(diào)質(zhì)等參與到復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)中[37-40],同時(shí)激光還能夠調(diào)節(jié)血液中特定酶的活性,改善紅細(xì)胞攜氧能力、減低血液黏度、抑制血小板聚集,目前已證實(shí)可以有效降低腦梗死大鼠梗塞體積[41],亦有研究指出激光針灸較傳統(tǒng)針刺對(duì)顱內(nèi)血流灌注及血液動(dòng)力學(xué)的改善更為顯著[42],這些特點(diǎn)使之在預(yù)防和治療心腦血管疾病中具有不可忽視的潛力。雖然截至目前相關(guān)中樞神經(jīng)水平的研究仍較缺乏,但是當(dāng)前對(duì)激光針灸的臨床研究方向已由以皮膚科、眼科、骨傷科為主的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)病種轉(zhuǎn)移至以失眠、戒斷反應(yīng)、腦癱等為代表的精神神經(jīng)類(lèi)疾病,均取得良好的療效[43-46],所以未來(lái)在以腦效應(yīng)為重要組成部分的激光針灸中樞神經(jīng)水平研究有著廣闊的發(fā)展前景。
但目前,激光針灸相關(guān)研究依然存在許多亟待解決的問(wèn)題,其中又以激光參數(shù)的選擇最為棘手。一方面,激光參數(shù)存在許多混雜變量,不同波長(zhǎng)、功率輸出等均會(huì)影響光散射和穿透的水平,雖然有文章指出激光波長(zhǎng)的變化類(lèi)似于針刺的深淺,激光的功率則與針刺的補(bǔ)瀉相關(guān)[47],但具體參數(shù)對(duì)激光針灸效果的影響仍未探查清楚;另一方面,不同疾病、部位均會(huì)影響到對(duì)激光參數(shù)的選擇,對(duì)此文獻(xiàn)總結(jié)大多較籠統(tǒng),如推薦肢體穴位暴露于635 nm的紅光20~40 s,耳穴暴露于525 nm的綠光5~10 s[48],對(duì)臨床指導(dǎo)有限。激光參數(shù)選擇的規(guī)范化對(duì)未來(lái)激光針灸領(lǐng)域研究意義重大,也是提高其臨床療效的重要基石。
激光針灸腦效應(yīng)研究在未來(lái)有著廣闊的前景,但目前仍面臨許多挑戰(zhàn),就此筆者對(duì)未來(lái)研究及發(fā)展方向提出以下建議:(1)基于激光針灸的作用機(jī)制,增加其在如小兒腦癱、腦卒中等潛在優(yōu)勢(shì)病種的腦效應(yīng)研究;(2)進(jìn)一步探尋激光針灸與包含針刺在內(nèi)的傳統(tǒng)治療手段腦效應(yīng)的異同,為激光針灸的臨床應(yīng)用發(fā)展提供證據(jù);(3)多模態(tài)影像技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,從不同的角度印證性探索腦效應(yīng),提供更為全面的腦證據(jù)群是未來(lái)研究的趨勢(shì);(4)應(yīng)進(jìn)行更多質(zhì)量更高、樣本量更充足、激光參數(shù)可重復(fù)驗(yàn)證的相關(guān)試驗(yàn),以確保結(jié)果的普適性。