電針刺激神庭、百會的特異性腦效應研究

石玉萍，康英杰，馬 文，朱旭瑩，詹松華，龔志剛，黃炎文，王 輝，譚文莉

（上海中醫藥大學附屬曙光醫院，上海 201203）

《難經·二十八難》[1]提出督脈的止點位于腦，即督脈是治療頭部疾患的主要經絡。百會與神庭同屬于督脈[2]，百會位于人體最高處，具有通調一身陽氣、醒腦開竅、宣暢氣機等作用，是臨床應用中使用頻次最多的穴位之一。神庭[3]位于頭部，具有安神定志、明目、止痛等作用，是調節大腦功能的主要穴位之一，常與百會聯合治療頭部疾病。《靈樞·九針十二原》[4]曾提到骨節、氣血匯聚的地方即為腧穴，即針灸腧穴是“氣”出行的要道，這是針灸發揮作用的基礎。但是對于其作用原理尚未明確。目前，由于進行磁共振成像的頭顱線圈覆蓋了頭部穴位的位置，以及傳統電針儀具有鐵磁性，一直無法對頭部穴位針刺的療效進行實時評價。因此，本課題組聯合應用頭針專用頭顱線圈[5]（Acupuncture Head Coil 12，AHC12）和磁共振兼容電刺激儀及fMRI 技術，實現帶針條件下頭部穴位的頭顱功能磁共振成像，分析百會、神庭在真、假針刺后不同時間點引起的腦功能變化，為研究頭針特異性功效提供新的影像學評價技術。

1 資料與方法

1.1 一般資料 招募上海中醫藥大學附屬曙光醫院就診的無認知障礙者70 例。由于頭動＞3 mm，剔除9例（真針刺組1 例，假針刺組8 例），通過隨機數字表法進行分組，其中真針刺組34 例，假針刺組27 例。70 例受試者入組前1 年未發生過心、腦血管事件，且近1 個月未進行過任何針刺治療。受試者年齡、學歷等臨床基礎資料無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本實驗已通過上海中醫藥大學附屬曙光醫院倫理委員會批準（批號：2017-570-53-01），所有入組受試者均簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標準 納入標準：1）年齡＞40 歲，小學及以上文化，右利手；2）近1 個月內未進行任何針刺治療；3）無腦血管疾?。X卒中、中風等）；4）無腦內腫瘤；5）HDRS 量表評分為0 分，排除抑郁、焦慮等精神類疾?。?）MMSE 評分，文盲＞19 分，小學＞22 分，臨床癡呆等級（CDF）為0 分；7）無磁共振禁忌證（金屬假牙、體內金屬植入物、心臟起搏器等）。排除標準：1）存在MR 檢查禁忌證；2）妊娠或哺乳期女性；3）發生過腦血管事件。入組受試者隨機分為真針刺組與假針刺組。

1.3 實驗方法 真針刺組，GV20 取穴[4]：前發際后5寸，后發際前7 寸處。GV24 取穴：前發際正中直上0.5寸。根據實驗設計，如圖1，受試者首先進行結構相掃描及靜息態BOLD fMRI 檢查，之后退床。真針刺組用平刺法（針身與頭皮15°左右）沿督脈向后針刺，待針進入帽狀腱膜時左右捻轉180°得氣并且以受試者感受到2 個穴位有針感為宜，接通電針治療儀，選擇連續波，頻率為2 Hz，百會連接治療儀負極，神庭連接治療儀正極，調試電流大小，以受試者能耐受為宜，關閉電流。再次以相同定位條件進入磁共振設備內，示意掃描技術開始進行任務態掃描，掃描方案，如圖2，任務態序列掃描結束后，開始計時5 min。計時結束后退床拔針，再次以相同定位條件進入磁共振設備內，進行第2 次靜息態BOLD fMRI 檢查。假針刺組用膠帶將金針分別固定在百會、神庭，同樣連接電針刺激儀，以與真針刺組相同的序列進行掃描。掃描結束后醫生登記電流大小，受試者完成針感的視覺模擬評分（visual analog scale，VAS），主要針感為酸、麻、脹、痛、沉，評分采用10 分制，其中0 分為此項無感覺，5 分為此項感覺中等強度，10 分為此項感覺難以忍受。

圖1 實驗設計圖

圖2 任務態實驗采集程序

為保持進針手法的一致性，GV20 和GV24 進針均由同一名工作多年的針灸醫師進行操作。采用金制毫針（蘇州華佗牌，尺寸0.13 mm×25 mm），電針刺激采用特制磁共振兼容電針刺激儀在磁共振掃描室內完成。BOLD fMRI 成像采用聯影uMR 780 3.0T 磁共振儀完成，以AHC12 作為接收線圈。

靜息態功能磁共振參數：重復時間/回波時間=2 000/30 ms，層厚= 3.5 mm，層間距= 0.6 mm，視野= 224×224 mm，矩陣= 64×64，翻轉角90°，帶寬2 490 HZ/pixel，采集240 個動態，體素大小：3.5×3.5×3.5 mm，總掃描時間8 min，掃描33層，包括小腦至頭頂，采用平面回波脈沖序列。

任務態BOLD fMRI 成像參數：視野= 224×224 mm，矩陣= 64×64，重復時間/ 回波時間=2 000/30 ms，層厚= 3.5 mm，層間距= 0.6 mm，翻轉角90°，帶寬2 490 Hz/pixel，體素大?。?.5×3.5×3.5 mm，采用“組塊設計”方式，以電針刺激作為任務進行掃描。

1.4 數據處理與統計 在Matlab 2014b 平臺上，采用RESTplus V1.21 軟件包對數據預處理。主要步驟如下：時間層校正；頭動矯正，頭動＞3 mm 的數據予以剔除；空間標準化；空間平滑：半寬高（full-width at half maximum， FWHM）為6 mm；對平滑后的圖像進行空域濾波；最后獲得各組的ALFF 值、ReHo 值。

任務態功能磁共振數據處理：在Matlab 2014b 平臺上采用SPM 12 軟件進行數據預處理與分析。具體步驟如下：頭動矯正，頭動＞3 mm 的數據予以剔除；時間層校正；兩步配準法對圖像進行分割重組；重新寫入被分割重組后的圖像；對圖像進行平滑；一階建模；模型評估，統計分析；二階建模，模型評估，統計分析。

2 組受試者臨床資料、神經量表評分、針感量表評分數據進行方差齊性和正態性分布檢驗，具有方差齊性并符合正態分布采用獨立樣本t檢驗比較2 組間差異，否則采用χ2檢驗。2 組受試者性別差異采用χ2檢驗。P＜0.05 時認為差異具有統計學意義。

真針刺組、假針刺組干預前后組內比較采用配對t檢驗，體素P＜0.001、團塊P＜0.05、通過FWE 校正的腦區差異具有統計學意義；真假針刺組間的任務態比較采用兩樣本t檢驗，體素P＜0.001、團塊P＜0.05、通過FWE 校正的腦區差異具有統計學意義。采用Xjview 97軟件確定具有統計學差異腦區的解剖位置。

2 結果

2.1 2 組臨床資料評分比較 入組70 例受試者，9 例由于頭動＞3 mm 予以剔除（真針刺組1 例，假針刺組8 例）。真針刺組34 例，男:女= 12:23，平均年齡（61.51±8.88）歲。假針刺組27 例，男:女= 9:18，平均年齡（59.88±10.68）歲。2 組在性別、年齡、學歷方面均無統計學意義，2 組受試者的MMSE、MoCA神經量表評分無統計學意義，見表1。

表1 2 組臨床資料評分比較

2.2 2 組受試者針感量表評分比較 2 組受試者針感量表評分在酸感、痛感和沉感上具有統計學意義（如圖3，見表2），以痛感差異最為明顯。真針刺組具有較高的酸感、痛感和沉感。

表2 2 組受試者針感量表評分比較 分

圖3 2 組受試者針感量表評分

2.3 靜息態功能磁共振組內比較

2.3.1 假針刺組 電針刺后即刻與針刺前比較，全腦ALFF 值與ReHo 值無統計學意義。

2.3.2 真針刺組 電針刺后即刻與針刺前比較，腦區的ALFF 值、ReHo 值表現為增高，其中ALFF 值增高的腦區為兩側楔前葉、左側楔葉、右側距狀裂周圍皮層（FWE 校正，P＜0.05）（見表3，如圖4）；Reho 值升高的腦區有左側三角部額下回和左側島蓋部額下回（FWE 校正，P＜0.05）（見表4，如圖5）。

表3 真針刺組在針刺前后ALLF 值增高的腦區

表4 針刺組在針刺前后ReHo 值增高的腦區

圖4 真針刺組在針刺前后比較的腦區差異圖

圖5 真針刺組在針刺前后比較的腦區差異圖

2.4 任務態功能磁共振 通過兩樣本t檢驗，在cluster水平經FWE 校正（voxelP＜0.001，clusterP＜0.05），真針刺組與假針刺組比較，在進行電針任務刺激時真針刺組出現左側額中回激活，如圖6。

圖6 任務態時，真針刺組與假針刺組比較的激活腦區圖

3 討論

百會、神庭可改善腦卒中后認知功能障礙，是調節大腦的要穴[6]。在本實驗中，真針刺組兩側楔前葉、左側楔葉ALFF 值增高，而假針刺組在針刺前后腦功能無任何統計學意義。石玉萍等[7]通過針灸專用頭顱線圈對針刺百會的腦局部一致性研究發現針刺百會可引起顳葉、中央前回、中央后回等腦區的活動變化。沈柏等[8]用基于體素的形態學測量法和腦功能網絡連接方法對神經退行性疾病進行研究，發現楔前葉體積縮小主要的臨床表現體現在認知中注意力、記憶力和視空間能力的下降，這與本研究的結果一致。

在本實驗中，通過真、假針刺，發現真針刺組較假針刺組主要在酸感、痛感、沉感方面具有統計學意義。莫雨曉等[9]通過真穴和假穴上進行真假刺激，發現真刺激較假刺激可以調動針刺穴位及其所屬經絡相應功能的腦區功能有顯著激活，證實了穴位經絡的特異性。與假針刺組比較，在真針刺神庭、真針刺組，主要有兩側角回、額中回的激活，二者均屬于額、頂葉的一部分，主要功能與認知、任務執行以及自身情緒相關信息的處理有關，這與神庭、百會的中醫主治一致[10]，針刺百會與神庭后可以針對相應的腦區進行調節。

本研究發現在進行針刺任務態功能磁共振掃描時，與假針刺組比較，真針刺組出現左側額中回的正激活，而額葉[11]可以調節情緒、抽象認知以及記憶，負責高級認知任務，尤其是情感認知。因此，電針刺激頭部百會及神庭可以引起高級認知功能的變化。

對于穴位特異性研究，大多研究者選用靜息態fMRI 技術，以健康人為基礎，觀察針刺后引起腦功能的變化。楊駿等[12]對健康人合谷進行針刺研究發現：針刺合谷可引起尾狀核、中央前回、顳中回等腦區變化，即引起相應腦區皮層下的功能活動。之前研究[13]已證實，利用fMRI 技術，可以觀察到穴位引起腦區的活動，但多在身體四肢，對頭部穴位研究較少。此外，既往對針刺時間點的研究較少，針刺即刻多是在針刺后停留一段再掃描，無法實現進針后及針刺停止即刻的掃描。AHC12 及特制磁共振兼容電針刺激儀可以較好解決以上問題，實現頭部不同穴位及針刺不同時間點的針刺與掃描，為穴位特性研究性研究提供了可視化影像方法。

在本實驗中，所有受試者均是在進行磁共振掃描前完成神經量表評分，且在磁共振中接受的噪聲一致，2 組基線完全相同，因此，可以認為本實驗中在電刺激后激活的腦區，是百會、神庭共同起作用的原因[14]。并且隨著針刺時間的延長，更多的功能區被激活，充分說明針刺時間與針刺效果關系密切。

綜上所述，通過進行真、假電針刺激百會、神庭，證實真針刺可以引起與穴位主治相關的認知、情緒、記憶以及元認知相關腦區的激活。而任務態功能磁共振中真、假針刺引起的腦功能改變差異較小，考慮這是由于電針刺激時間較短所致。此外，既往對針刺時間點的研究較少，針刺即刻多是在針刺后停留一段時間再掃描，無法實現進針后及針刺停止即刻的掃描。AHC12 及特制磁共振兼容電針刺激儀可以較好解決以上問題，實現頭部不同穴位及針刺不同時間點的同步掃描，為頭穴實時針刺下的腦功能特性研究提供了可視化的影像學方法。