針刺陽陵泉對中風偏癱后運動區之間腦功能連接度的影響

陸夢馨 江 瀾 杜鐘名 王雅惠 陳 琛 吳 康 王 月 耿花蕾 金 賀 鄒憶懷

(1 北京中醫藥大學東直門醫院，北京，100700； 2 北京協和醫院，北京，100730)

腦梗死(缺血性腦卒中)，中醫屬于“中風”范疇，是最常見的腦卒中類型，約占全部腦卒中的60%～80%[1]。中風偏癱，即腦梗死后運動功能障礙，是最常見的后遺癥，也是最主要的致殘原因[2]，對患者及其家庭造成極大的經濟負擔。

現代研究表明，大腦功能損傷后存在可塑性變化，而當腦梗死后運動功能的恢復情況，除了與初始病變體積、病灶位置及損傷程度有關以外[3]，同時又和損傷后中樞神經系統中運動相關腦區之間功能連接的重建與修復有關，而不同腦區、不同程度功能損傷在腦功能恢復中所產生的效應也不盡相同。目前已有研究表明[4]，初級運動皮層(Primary Motor Cortex，M1)是與運動恢復有關的重要腦區，雙側M1之間功能重組與解剖連接完整性有關；運動前區可進一步劃分背側運動前區(Dorsal Premotor Area，PMd)Dorsal Premotor Area(DPM)和腹側運動前區(Ventral Premotor Area，PMv)Ventral Premotor Cortex(PMv)[5]，完整的半球PMd有助于慢性中風患者的運動功能恢復，可在中風發生后承擔M1的某些功能；而PMv可能參與對動作的識別和視覺、感覺運動的轉換[6]，2個腦區對于中風偏癱后腦功能恢復都有重要影響，且與運動功能損傷程度及其恢復有關[7]。然而PMd、PMv與M1之間功能連接的變化與運動功能損傷程度的效應機制不甚明確。

針刺作為中醫藥最具特色療法之一，借助現代醫學影像學技術，可以發現針刺對于腦功能重塑有一定的激活促進作用，其對于中風后偏癱的療效不斷得到驗證[8]，其作用機制的探究也不斷充實完善。因此，針刺如何作用于運動相關腦區，從而促進不同程度運動功能損傷恢復的腦效應機制有待進一步探索。

本研究基于功能性磁共振成像技術(Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI)，通過觀察不同程度運動功能損傷后運動相關腦區PMd、PMv與M1之間腦功能連接變化及針刺陽陵泉對其影響，探究不同程度運動功能損傷后腦功能重塑的機制和針刺治療效應靶點，為針刺促進腦梗死運動功能損傷后腦功能重塑提供部分影像學證據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2014年9月至2019年9月北京中醫藥大學東直門醫院腦病一區、二區、三區及針灸科收治的中風左側偏癱的住院患者26例作為研究對象，根據Fugl-Meyer運動功能評分(Fugl-Meyer Assessment，FMA)分為2組。本試驗通過北京中醫藥大學東直門醫院倫理委員會審批(倫理審批號：DZMEC-KY-2018-58；DZMEC-KY-2018-04)。2組年齡、性別構成比、病程、簡易精神狀態檢查(Mini Mental Status Examination，MMSE)評分及針感等級分布比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性，且可以配合完成試驗。見表1。

表1 一般資料分布情況

1.2 診斷標準

1.2.1 中醫診斷標準 中風病病名診斷標準根據《中風病診斷與療效評定標準》[9](二代標準)對“中風病”病名進行診斷，由國家科委攻關項目“85-919-02-01中風病證候學與臨床診斷的研究”課題組、國家中醫藥管理局腦病急癥科研協作組制定。

1.2.2 西醫診斷標準 腦梗死診斷標準參照中華醫學會神經病學分會腦血管病學組急性缺血性腦卒中診治指南撰寫組編寫的《中國急性缺血性腦卒中診治指南2014》[1]制定的標準。

1.3 納入標準 符合以下8項方可納入臨床研究范圍：1)符合腦梗死診斷標準；2)發病時間為2個月以內；3)首次發病，單側偏癱患者，病灶位于放射冠或基底節；4)右利手；5)年齡35～80歲，男女均可；6)患者無意識障礙，病情相對平穩；7)近1個月來未服用精神類藥物；8)患者本人或直系家屬簽署知情同意書。

1.4 排除標準 具備以下6項中任何一項者，不可被納入臨床研究范圍：1)合并心血管、高血壓、消化系統、造血系統、肝、腎等嚴重原發性疾病者；2)精神病患者，過敏體質，易合并感染及出血者；3)孕婦、哺乳期及經期婦女；4)不能理解配合檢查或有幽閉恐怖癥等其他MRI檢查禁忌者；5)在MRI掃描中發現嚴重的頭顱解剖結構不對稱或有其他明確病變的；6)1個月內參加過類似神經影像學試驗者。

1.5 脫落與剔除標準 1)凡不符合納入標準而被誤入的病例應予以剔除；2)受試者依從性差，MRI掃描中頭動過大，不能配合試驗進行；3)發生嚴重不良事件或并發癥，不宜繼續而被中止試驗的病例。

1.6 研究方法 對符合納排標準的患者在入組時進行FMA，將FMA=50～99分者分為輕中度損傷組，將FMA=0～49者分為重度損傷組[10]，對2組患者進行fMRI掃描，掃描靜息態、高分辨率T1及針刺態(掃描針刺態時，針刺患側陽陵泉)。采用視覺模擬評分法記錄患者針感，患者有針感被視為“得氣”。以上過程中，評價者與針刺者均在試驗前進行專業培訓。

1.7 fMRI方案 本研究在北京中醫藥大學東直門醫院核磁室進行，掃描儀器為Siemens Novus 3.0T超導磁共振掃描儀。采用T2 WI梯度回波-平面回波成像(Echo Planar Imaging，EPI)序列，回波時間(Echo Time，TE)：30 ms，重復時間(Repetition Time，TR)：2 000 ms，層厚：3.5 mm，視野(Field of View，FOV)：225 mm×225 mm，矩陣：64×64，翻轉角(Flip Angle，FA)：90°。三維結構成像掃描采用T1WI序列，掃描全腦，TR/TE：1 900 ms/2.52 ms，層厚：1.0 mm，FOV：256 mm×256 mm，矩陣：256×256，FA：9°。

囑患者平靜休息，在磁共振室保持視聽封閉狀態，固定頭部保持不動。靜息態掃描8 min 10 s，針刺態掃描10 min 10 s(患側陽陵泉穴進針，留針1 min，持續捻針1 min，再留針8 min 10 s后出針)，高分辨T1結構像掃描4 min 10 s。

1.8 數據分析與統計

1.8.1 核磁數據分析處理 1)運用靜息態fMRI數據處理助手(Date Processing Assistant for Resting-State fMRI，DPARSF)軟件包在MatLab數據平臺上對數據進行預處理。預處理包括：去除前10個時間點以去除磁飽和效應，進行時間層矯正、頭動校正、空間標準化(利用SMP12軟件包進行皮層分割，剝離頭皮及皮層下部分，并區分出皮層分區，最終得到皮層結構圖像，將這些成分分配到蒙特利爾神經病學研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)空間，對所得到數據以3×3×3 mm3體素大小重新采樣)、去線性漂移、空間平滑(采用6 mm半高全寬的高斯平滑核)及濾波(0.01～0.08 Hz)。2)通過MRICroN軟件繪制疊加所有受試者病灶圖。3)基于感興趣區(Region of Interest，ROI)的功能連接度(Functional Connectivity，FC)分析：采用DPARSF軟件，以選定的ROI為種子點，提取該區域內各體素的時間序列并計算得到該種子區域的平均序列；計算該平均序列與其他腦區體素的時間序列之間的相關系數，相關系數通過Fisher z校對轉化為近高斯分布，以其值作為FC。

本研究選取雙側半球運動相關腦區作為ROI，包括雙側PMd、PMv、M1共計6個感興趣區，兩兩配對組成15對ROI，計算靜息態及針刺態下每對ROI之間的FC。根據以往參考文獻[11]，獲得6個ROI的MNI坐標，以MNI坐標為中心取直徑6 mm的球形區域，進行ROI之間的FC分析。6個ROI的MNI坐標如表2所示，ROI示意圖如圖1所示，15對ROI見表2。

表2 6個感興趣區MNI坐標

圖1 感興趣區示意圖

2 結果

2.1 病灶分布 2組患者病灶分布情況如圖2所示。

圖2 病灶分布圖

2.2 組內靜息態與針刺態下FC比較 全組內，針刺態下健側PMd-病灶側M1、雙側PMv、雙側PMd之間FC明顯高于靜息態，差異有統計學意義(P<0.05)，說明針刺時，健側PMd-病灶側M1、雙側PMv、雙側PMd之間FC明顯較靜息態時增強，如圖3A紅線所示。2組內，針刺態下輕中度組的健側PMd-病灶側M1、病灶側PMd-M1、雙側M1之間FC明顯高于靜息態，差異有統計學意義(P<0.05)，即針刺時，輕中度組中健側PMd-病灶側M1、病灶側PMd-M1、雙側M1之間FC明顯較靜息態時增強，如圖3B黃線所示；而針刺態重度組的病灶側PMv-M1之間FC則低于靜息態，差異有統計學意義(P<0.05)，即針刺時，重度組中病灶側PMv-M1之間FC明顯較靜息態時減弱，如圖3B藍線所示。其余ROI之間FC在靜息態與針刺態比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 靜息態與針刺態下組內FC變化分布

圖3 種子點對之間FC比較

2.3 靜息態、針刺態下組間FC比較 在靜息態下，重度組病灶側PMv-健側M1、病灶側PMv-M1之間FC明顯強于輕中度損傷組，差異有統計學意義(P<0.05)；其余13對感興趣區對之間FC比較差異無統計學意義(P>0.05)。在針刺態下，2組間15對ROI之間FC比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表4，圖3A綠虛線所示。

表4 靜息態下2組FC分布比較

2.4 相關性分析 計算FMA評分與15對ROI之間FC的相關性，在重度組中，靜息態時FMA評分與健側PMv-病灶側M1、健側PMv-病灶側PMd、雙側PMv之間FC正相關(r>0，P<0.05)；針刺態時FMA評分與健側PMd-病灶側M1、病灶側PMd-M1之間FC正相關(r>0，P<0.05)；FMA評分與其余ROI之間FC無相關性。具有相關性ROI的情況見表5及圖4。

表5 重度組中FMA評分與ROI之間FC的相關性

圖4 重度組中FMA評分與種子點對相關性

3 討論

FC是來自大腦不同區域的神經或血流動力學信號在時間上的相關性，在靜息狀態下表現出大腦的可塑性變化。有學者認為，中風患者比健康人具有更強的靜息態FC，多以健側半球的FC增高為主，這可能與大腦半球處于一種動態平衡狀態有關，中風導致患側半球內的病變與健側運動區域之間FC失調，而這種動態平衡通過增強健側半球的FC來補償患側半球內FC的降低[12]。

陽陵泉屬于足少陽膽經之下合穴，八會穴中的“筋會”，是治療半身不遂的主穴，在《黃帝內經》中有：“筋急，陽陵泉主之。”選取陽陵泉更有合治內府之意。《針灸大成》中對于陽陵泉的功效描述更為詳細，認為其“主膝股內外廉不仁，偏風半身不遂”。現代應用fMRI對針刺陽陵泉和假穴對比研究發現，針刺陽陵泉特異性激活與運動功能相關的對側殼核、尾狀核體和雙側小腦[13]。田麗芳等[14]對健康受試者針刺陽陵泉的研究結果顯示：針刺陽陵泉穴依次激活雙側枕葉、小腦、額葉和顳葉，同時也可以引起雙側軀體運動區大腦皮質的興奮性，可能是臨床中針灸治療中風后偏癱的中樞效應基礎。

本團隊在此之前已初步探究過針刺陽陵泉對于中風后偏癱患者腦功能重塑的影響，發現針刺陽陵泉可以增加右側半球皮層下梗死偏癱患者雙側M1之間的FC[15]，減少對側運動皮層的補償，并增強默認模式網絡的FC[16]，初步為針刺陽陵泉治療中風后運動功能障礙提供了一定的神經可塑性機制依據。

本研究則以PMd、PMv、M1之間FC變化為主要觀察點，發現在靜息狀態下重度組比輕中度組在病灶側PMv-健側M1、病灶側PMv-M1之間具有更強的FC。既往有研究認為，病灶側PMv與M1之間的FC與極重程度運動損傷的恢復有關[3]，由此，某種程度上可以認為M1與病灶側PMv之間FC存在一定的補償調節作用，雙側M1之間協同作用，往往損傷程度越重，FC越強，越有助于嚴重運動損傷的恢復。這一結果一定程度上表明了中風后大腦自發修復機制在損傷程度越重的患者中，表現為M1與病灶側PMv之間的FC增強，通過促進健側M1對病灶側PMv之間的相互作用，自發補償患側運動功能，促進運動恢復。

在此基礎之上，選擇陽陵泉為代表穴位，觀察針刺對于特定腦區之間的影響，發現在針刺狀態下，全組健側PMd-病灶側M1、雙側PMv、雙側PMd之間FC明顯增強；輕中度組健側PMd-病灶側M1、病灶側PMd-M1、雙側M1之間FC明顯增強；而重度組病灶側PMv-M1之間FC明顯減弱。相關研究發現，健側PMd較健側M1可能對半球之間的相互作用具有更強的影響[7]，而病灶側PMd在損傷程度更大的患者中具有更大的參與度[17]；也有研究發現，健側PMd與病灶側M1之間的FC在腦梗死的恢復中起關鍵作用[18]，可在腦梗死急性期作為獨立預測功能恢復結局。一項fMRI的Meta分析指出，中風后腦功能康復需要雙側半球間功能一致性的重組[19]。這在某種程度上可以解釋針刺陽陵泉后，損傷程度較輕的大腦半球間特定腦區FC增強的情況，提示針刺陽陵泉在雙側PMd、PMv與M1之間存在特定的效應位點，從而通過健側補償患側受損功能；而對于損傷程度較重者，針刺陽陵泉降低了病灶側PMv-M1之間的FC，這可能提示了針刺通過抑制病灶側異常的FC，調節腦功能重塑機制。同時，根據本研究中FMA與FC之間的相關性發現，運動功能損傷程度與部分種子點對之間FC具有一定的相關性，針刺可以改變這些相關關系，在重度運動功能損傷者中表現明顯。

本研究存在一定的局限性，本研究納入的患者均為發病2個月以內的左側偏癱，對于入組樣本同質性要求較高，全組及輕中度組樣本量可保證較高的統計學效力[20]；而運動功能損傷程度較重的患者，在核磁掃描的過程中配合情況較差，因此重度組樣本量較少，但基于對患者同質性較高的要求，可保證一定的數據質量。在今后的研究中，需要進一步擴大樣本量，探究不同運動功能損傷程度與不同運動相關腦區之間的關系。

綜上所述，本研究提示腦梗死后不同程度運動功能損傷在中風后偏癱的腦功能重塑中存在相應的效應腦區，針刺陽陵泉對于PMd、PMv與M1之間FC有特定的效應位點，可通過抑制異常FC，促進健側補償病灶側受損功能，加強雙側大腦間連通性，以恢復運動功能，影響中風后偏癱的腦功能恢復與重塑，為針刺促進中風后偏癱康復的腦效應機制提供了一定的影像學證據。