病理狀態下針刺腧穴腦fMRI研究進展

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病理狀態下針刺腧穴腦fMRI研究進展

李曉陵張帆1王豐張賀1李崖雪

(黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院，黑龍江哈爾濱150040)

〔關鍵詞〕針刺；穴位；fMRI；病理狀態

基于經絡腧穴特異性中醫理論基礎，針刺腧穴治療疾病已成為中醫學重要組成部分，由于具有顯著的臨床療效，在國際上已受到廣泛認可〔1,2〕。但針刺穴位治療疾病的機制尚不十分明確，有待國內外學者進一步研究。腦功能磁共振成像(fMRI)技術以無創、綠色且能顯示分子水平功能信息等優點，成為針刺腧穴研究的重要手段。狹義上腦fMRI是基于血氧水平依賴(BOLD)的原理，可實時獲取并觀察與針刺相關的腦激活區，其定位準確，為研究針刺腧穴機制提供了一個全新的手段。目前為止，在生理狀態下國內外學者運用fMRI技術對針刺腧穴機制研究已經取得了豐富成果，但在病理狀態下，針刺腧穴腦活動的研究文獻較少。因此，本文通過對國內外文獻系統分析及總結，以臨床老年患者為研究對象，通過應用fMRI技術觀察針刺相關穴位激活或抑制的腦區進行綜述，為后續研究者提供參考與借鑒。

1BOLD-fMRI的分類

目前，BOLD-fMRI主要包括任務態fMRI和靜息態fMRI兩大類。

任務態fMRI是相對較早的一種實驗設計方式，其方法是在功能磁共振掃描過程中，讓受試者同步配合完成一定的刺激任務，導致局部腦組織磁共振信號發生改變，獲得數據后再利用統計參數圖(SPM)軟件包導出執行任務時的激活腦區，可對其精確定位。實驗設計方式包括組塊設計(block-design)、事件相關設計(event related-design)和混合設計。

靜息態fMRI是指受試者在掃描過程中保持安靜、清醒、閉眼、盡量不做任何思維活動的狀態〔3,4〕，是腦組織在基礎狀態下的功能活動〔5〕。靜息態fMRI的實驗設計相對簡單，其優勢就是掃描后數據處理方式，主要有局部腦區活動分析和腦區間功能連接兩大類分析方法。局部腦區活動分析又包括局部一致性(ReHo)分析、低頻振幅(ALFF)分析及分數低頻波幅(fALFF)分析等。功能連接分析方法包括基于種子的相關分析方法、獨立成分分析(ICA)方法、主成份分析(PCA)方法等。

2任務態fMRI在針刺腧穴研究中的優勢與不足

在針刺腧穴研究中，任務態fMRI通常采用組塊設計方式，即：靜息-刺激(捻針)-靜息-刺激反復多次，此項設計的好處在于可以實時獲得針刺穴位激活或抑制的腦功能區，具有較明確的因果關系，為揭示針刺腧穴治療疾病的本質提供依據。再者通過針刺刺激的疊加或持續容易獲得信噪比較強的BOLD信號，便于進行結果分析，這是傳統(非針刺)任務態fMRI實驗設計無法比擬的。由于針刺后效應的存在，使得基線(靜息狀態)發生了相應變化(基線水平逐步升高)，從而導致腦內激活區的數目和面積產生偏差。另外，采用靜息-捻針反復的組塊設計，需要有專業人員(針灸醫生)進行間斷性捻針，很難保證每一次捻針操作的一致性。任務態fMRI的研究往往都集中在個別孤立腦區，很少關注各激活腦區間同步或連結關系。病理狀態下，任務態fMRI研究需患者配合良好，如果配合不佳，將對后期的數據分析產生影響。比如，患有腦卒中和認知功能障礙的老年患者，無法制動或不能感知針刺后“得氣”狀態等原因，使得任務態fMRI針刺研究受到一定限制。

為了克服傳統組塊設計存在基線不穩的問題，Qin等〔6〕首次提出單組塊任務設計方式，即：靜息-針刺刺激-長時間靜息，此設計即可采集針刺的即時效應，還可對針刺后效應進行研究，可避免基線水平升高對實驗結果造成的偏差。

3靜息態fMRI在針刺腧穴研究中的優勢與不足

靜息態fMRI在掃描中無需針刺操作，受試者容易配合，減少了試驗結果的誤差，試驗過程易于實施，可操作性更強，非常適合臨床疾病診斷及療效評價等方面研究和應用。與任務態fMRI比較，靜息態fMRI不存在基線不穩的問題，雖然不能獲得針刺時的即時腦效應，但可進行靜息狀態下各個活動腦區間功能連接的研究，對臨床某些疾病的發病原因及治療機制提供重要依據。另外，在疾病狀態下，針刺腧穴靜息態fMRI研究往往是將受試者疾病因素、針刺因素和功能磁共振因素等方面綜合考慮，從臨床受診治多為老年患者的實際情況出發，來設計整體研究方案，觀察針刺治療前后受試者腦功能連接和相關默認網絡的改變，更加客觀、可視化地評估針刺效應，這種針刺腦效應機制的研究已被廣泛應用。Biswal等〔7〕發現靜息態下大腦感覺、運動皮層的BOLD磁共振信號有較高的相關性，揭示在靜息狀態下腦活動區存在復雜的功能連接。大量研究〔8~10〕也證實了在靜息狀態下，腦內存在各種不同的腦功能網絡模式，即默認模式網絡、情感網絡、認知控制網絡等，使靜息態fMRI成為近幾年來針刺腧穴研究領域中的熱點，具有巨大潛力。

4病理狀態下任務態fMRI在針刺腧穴研究中的應用

疾病狀態下任務態fMRI針刺研究較少，主要由于老年患者的配合度低和基線不穩等缺陷所致。但是，此種研究能夠獲取針刺腧穴時腦激活區的數據，是很好的揭示針刺本質的手段，該方法多用于腦缺血和認知功能障礙等老年疾病方面的研究。如董培等〔11〕采用組塊設計模式，針刺右側腦梗死后痙攣期患者左側陽陵泉穴出現左側大腦皮質的運動前區和次級運動區的激活，表明針刺陽陵泉穴主要激活錐體外系，通過調節中樞神經釋放遞質，緩解痙攣狀態。蔣垂剛等〔12〕采用單組塊設計，針刺輕度認知障礙(MCI)患者右側太溪穴和非穴，結果針刺太溪穴激活右側扣帶回、雙側額內側回、左側中央后回，得出針刺太溪穴靶向性激活了MCI患者病變腦區。李慶等〔13〕針刺缺血性腦卒中患者足三里、懸鐘穴，隨著治療天數的增加腦激活區的數目明顯增加,證明針刺足三里、懸鐘能促進缺血性腦卒中患者康復。司衛軍等〔14〕針刺右側腦梗死恢復期左側偏癱患者左側陽陵泉穴，左側島葉前部、額下回、中央前回、梭狀回、小腦等區域中樞效應強于假穴，得出針刺陽陵泉可能通過調節運動相關網絡促進偏癱恢復。陳俊琦等〔15〕針刺左側腦缺血性中風患者的右側外關穴，特異性激活了主管感覺的腦區，使主管運動的腦區負激活，可能是外關穴治療缺血性中風的機制之一。王葦等〔16〕發現針刺右側足三里和陽陵泉穴激活了中風者的額葉及健康志愿者的運動區。任務態fMRI針刺研究在帕金森病、阿爾茨海默病等方面也有應用。Chae等〔17〕通過針刺帕金森患者左側陽陵泉穴，發現腦內豆狀核及與運動功能相關的腦區被激活。付平等〔18〕針刺阿爾茨海默病受試者內關穴發現更多激活區存在于額葉、顳葉、扣帶回和小腦。

5病理狀態下靜息態fMRI在針刺腧穴研究中的應用

在病理狀態下，靜息態fMRI的應用明顯多于任務態fMRI，除了實驗易于操作以外，還可以分析腦功能連接，多應用于神經和精神障礙類疾病。如易洋等〔19〕采用分數低頻振幅(fALFF)和功能連接的分析方法，對針刺抑郁癥患者太沖穴治療前、后腦功能變化進行比較，發現與抑郁癥情感調節相關的腦區(如前額葉)fALFF值降低，雙側尾狀核功能連接增強。大量研究已經證實額葉在認知功能中具有重要作用，前額葉中部參與了人腦對內外環境信息、情緒的整合及情景記憶提取等功能〔20〕。抑郁癥患者工作記憶下降與前額葉損害有關，經顱磁儀刺激抑郁癥患者前額葉皮質后癥狀減輕〔21,22〕。王豐等〔23〕應用靜息態fMRI觀察帕金森病(PD)針刺治療前后腦活動局部一致性(Reho)，與治療前比較，右側前額葉、右側頂下小葉、左側楔前ReHo值增高，右側顳下回、右側輔助運動區、雙側豆狀核、雙側丘腦、左側尾狀ReHo值減低，表明針刺治療改善了PD患者相關癥狀。謝西梅等〔24〕以缺血性腦卒中患者為研究載體，從腦局部一致性的角度揭示針刺治療缺血性卒中的中樞機制，發現靜息狀態下缺血性腦卒中患者存在腦功能區異常，得出針刺治療主要就是調制腦卒中患者的基底節區。陳尚杰等〔25〕從腦功能連接的角度，分析基于認知疾病狀態下的針刺人中穴對認知腦功能連接的影響，結果發現人中穴行針后的留針階段，有認知和情緒等多方面的腦功能連接變化。戴西件等〔26〕針刺三陰交及其非穴對睡眠剝奪患者ALFF變化的腦區存在差異性，針刺三陰交穴使多個腦區共同作用從而對靶器官進行調節發揮相應功效。

6結語

針刺腧穴治療疾病操作便利，經濟成本低，療效顯著，得到了國內外醫生和患者的廣泛認可和應用。而fMRI突破了以往研究腦功能“黑箱技術”的限制，可無創地檢測人腦活動，成為針刺研究手段之一〔27〕。研究表明針刺效應在生理和病理狀態下對中樞神經系統產生的作用不完全相同〔28〕。目前針刺腧穴腦fMRI研究多以健康人為研究對象，并且取得豐碩成果，但在疾病狀態下的研究文獻較少，而運用任務態fMRI研究疾病狀態的文獻則少之甚少。基于任務態fMRI針刺穴位產生的即時腦效應，證明針刺不同穴位能導致相對特異性腦區激活，初步闡明了針刺治療某些疾病的機制。靜息態fMRI的發展為揭示大腦內部活動機制提供了一種全新方法，廣泛應用于神經、精神類疾病及老年人常見病的研究中，并可以從功能連接和整體網絡特性上進行觀察，能更加全面地認識大腦的內在活動機制。任務態fMRI和靜息態fMRI在病理狀態下的針刺研究各有其優勢，而且具有互補性。

合理利用fMRI可視化的直觀技術，必將在病理狀態下針刺腧穴作用機制研究中取得更多的成果，為指導臨床疾病診斷和治療發揮越來越重要的作用。

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〔2016-01-07修回〕

(編輯曲莉)

〔中圖分類號〕R246；R445.2

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)05-1238-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.05.100

通訊作者：王豐(1974-)，男，副主任醫師，醫學碩士，主要從事中西醫結合影像學診斷及教學科研工作。

基金項目：國家自然科學基金資助面上項目(81373714)；黑龍江省自然科學基金資助面上項目(D201214)；黑龍江省衛生廳科研課題(2012-345；2012-346)

1黑龍江中醫藥大學

第一作者：李曉陵(1957-)，女，教授，主任醫師，碩士生導師，主要從事中西醫結合影像學診斷及教學科研工作。