电针刺激神庭、百会的特异性脑效应研究

2023-12-22 111 上传者：管理员

摘要：目的利用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,f MRI）技术及头针专用头颅线圈（Acupuncture Head Coil 12,AHC12）阐述真假电针刺激百会（GV20）、神庭（GV24）所引起的特异性脑功能变化。方法招募无认知障碍受试者70名，采用3.0T磁共振扫描仪、ACH12，获取电针刺激GV20与GV24针灸前后静息态f MRI图像及电针刺激同时的任务态f MRI图像，比较真假电针刺激头穴的脑功能差异变化。结果真假针刺2组受试者针感量表评分中，酸感、痛感、沉感具有统计学意义；假针刺激组在干预前后脑功能变化差异无统计学意义。真针刺组表现为电针刺激后两侧楔前叶、左侧楔叶、右侧距状裂周围皮层脑区ALFF值增高、左侧岛盖部额下回、左侧额下回三角部Re Ho值增高；真针刺组在任务态时，左侧额中回脑区正激活。结论 AHC12及特制磁共振兼容电针刺激仪实现头部穴位电针刺激下的即刻f MRI成像，为穴位特性研究提供了可视化的影像方法，真针刺激神庭与百会后负责认知、记忆、情绪的脑区活动增加。

关键词：
功能磁共振成像
头针
电针刺激仪
百会
神庭
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《难经·二十八难》[1]提出督脉的止点位于脑，即督脉是治疗头部疾患的主要经络。百会与神庭同属于督脉[2]，百会位于人体最高处，具有通调一身阳气、醒脑开窍、宣畅气机等作用，是临床应用中使用频次最多的穴位之一。神庭[3]位于头部，具有安神定志、明目、止痛等作用，是调节大脑功能的主要穴位之一，常与百会联合治疗头部疾病。《灵枢·九针十二原》[4]曾提到骨节、气血汇聚的地方即为腧穴，即针灸腧穴是“气”出行的要道，这是针灸发挥作用的基础。但是对于其作用原理尚未明确。目前，由于进行磁共振成像的头颅线圈覆盖了头部穴位的位置，以及传统电针仪具有铁磁性，一直无法对头部穴位针刺的疗效进行实时评价。因此，本课题组联合应用头针专用头颅线圈[5](Acupuncture Head Coil 12,AHC12）和磁共振兼容电刺激仪及f MRI技术，实现带针条件下头部穴位的头颅功能磁共振成像，分析百会、神庭在真、假针刺后不同时间点引起的脑功能变化，为研究头针特异性功效提供新的影像学评价技术。

1、资料与方法

1.1一般资料

招募上海中医药大学附属曙光医院就诊的无认知障碍者70例。由于头动>3 mm，剔除9例（真针刺组1例，假针刺组8例），通过随机数字表法进行分组，其中真针刺组34例，假针刺组27例。70例受试者入组前1年未发生过心、脑血管事件，且近1个月未进行过任何针刺治疗。受试者年龄、学历等临床基础资料无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本实验已通过上海中医药大学附属曙光医院伦理委员会批准（批号：2017-570-53-01），所有入组受试者均签署知情同意书。

1.2纳入及排除标准

纳入标准：1）年龄>40岁，小学及以上文化，右利手；2）近1个月内未进行任何针刺治疗；3）无脑血管疾病（脑卒中、中风等）；4）无脑内肿瘤；5)HDRS量表评分为0分，排除抑郁、焦虑等精神类疾病；6)MMSE评分，文盲>19分，小学>22分，临床痴呆等级（CDF）为0分；7）无磁共振禁忌证（金属假牙、体内金属植入物、心脏起搏器等）。排除标准：1）存在MR检查禁忌证；2）妊娠或哺乳期女性；3）发生过脑血管事件。入组受试者随机分为真针刺组与假针刺组。

1.3实验方法

真针刺组，GV20取穴[4]：前发际后5寸，后发际前7寸处。GV24取穴：前发际正中直上0.5寸。根据实验设计，如图1，受试者首先进行结构相扫描及静息态BOLD fMRI检查，之后退床。真针刺组用平刺法（针身与头皮15°左右）沿督脉向后针刺，待针进入帽状腱膜时左右捻转180°得气并且以受试者感受到2个穴位有针感为宜，接通电针治疗仪，选择连续波，频率为2 Hz，百会连接治疗仪负极，神庭连接治疗仪正极，调试电流大小，以受试者能耐受为宜，关闭电流。再次以相同定位条件进入磁共振设备内，示意扫描技术开始进行任务态扫描，扫描方案，如图2，任务态序列扫描结束后，开始计时5 min。计时结束后退床拔针，再次以相同定位条件进入磁共振设备内，进行第2次静息态BOLD fMRI检查。假针刺组用胶带将金针分别固定在百会、神庭，同样连接电针刺激仪，以与真针刺组相同的序列进行扫描。扫描结束后医生登记电流大小，受试者完成针感的视觉模拟评分（visual analog scale,VAS），主要针感为酸、麻、胀、痛、沉，评分采用10分制，其中0分为此项无感觉，5分为此项感觉中等强度，10分为此项感觉难以忍受。

为保持进针手法的一致性，GV20和GV24进针均由同一名工作多年的针灸医师进行操作。采用金制毫针（苏州华佗牌，尺寸0.13 mm×25 mm），电针刺激采用特制磁共振兼容电针刺激仪在磁共振扫描室内完成。BOLD fMRI成像采用联影u MR 780 3.0T磁共振仪完成，以AHC12作为接收线圈。

静息态功能磁共振参数：重复时间/回波时间=2 000/30 ms，层厚=3.5 mm，层间距=0.6 mm，视野=224×224 mm，矩阵=64×64，翻转角90°，带宽2 490 HZ/pixel，采集240个动态，体素大小：3.5×3.5×3.5 mm，总扫描时间8 min，扫描33层，包括小脑至头顶，采用平面回波脉冲序列。

任务态BOLD fMRI成像参数：视野=224×224 mm，矩阵=64×64，重复时间/回波时间=2 000/30 ms，层厚=3.5 mm，层间距=0.6 mm，翻转角90°，带宽2 490 Hz/pixel，体素大小：3.5×3.5×3.5 mm，采用“组块设计”方式，以电针刺激作为任务进行扫描。

图1实验设计图

图2任务态实验采集程序

1.4数据处理与统计

在Matlab 2014b平台上，采用RESTplus V1.21软件包对数据预处理。主要步骤如下：时间层校正；头动矫正，头动>3 mm的数据予以剔除；空间标准化；空间平滑：半宽高（full-width at half maximum,FWHM）为6 mm；对平滑后的图像进行空域滤波；最后获得各组的ALFF值、Re Ho值。

任务态功能磁共振数据处理：在Matlab 2014b平台上采用SPM 12软件进行数据预处理与分析。具体步骤如下：头动矫正，头动>3 mm的数据予以剔除；时间层校正；两步配准法对图像进行分割重组；重新写入被分割重组后的图像；对图像进行平滑；一阶建模；模型评估，统计分析；二阶建模，模型评估，统计分析。

2组受试者临床资料、神经量表评分、针感量表评分数据进行方差齐性和正态性分布检验，具有方差齐性并符合正态分布采用独立样本t检验比较2组间差异，否则采用χ2检验。2组受试者性别差异采用χ2检验。P<0.05时认为差异具有统计学意义。

真针刺组、假针刺组干预前后组内比较采用配对t检验，体素P<0.001、团块P<0.05、通过FWE校正的脑区差异具有统计学意义；真假针刺组间的任务态比较采用两样本t检验，体素P<0.001、团块P<0.05、通过FWE校正的脑区差异具有统计学意义。采用Xjview 97软件确定具有统计学差异脑区的解剖位置。

2、结果

2.1 2组临床资料评分比较

入组70例受试者，9例由于头动>3 mm予以剔除（真针刺组1例，假针刺组8例）。真针刺组34例，男:女=12:23，平均年龄（61.51±8.88）岁。假针刺组27例，男:女=9:18，平均年龄（59.88±10.68）岁。2组在性别、年龄、学历方面均无统计学意义，2组受试者的MMSE、Mo CA神经量表评分无统计学意义，见表1。

表1 2组临床资料评分比较

2.2 2组受试者针感量表评分比较

2组受试者针感量表评分在酸感、痛感和沉感上具有统计学意义（如图3，见表2），以痛感差异最为明显。真针刺组具有较高的酸感、痛感和沉感。

2.3静息态功能磁共振组内比较

2.3.1假针刺组

电针刺后即刻与针刺前比较，全脑ALFF值与Re Ho值无统计学意义。

2.3.2真针刺组

电针刺后即刻与针刺前比较，脑区的ALFF值、ReHo值表现为增高，其中ALFF值增高的脑区为两侧楔前叶、左侧楔叶、右侧距状裂周围皮层（FWE校正，P<0.05）（见表3，如图4);Reho值升高的脑区有左侧三角部额下回和左侧岛盖部额下回（FWE校正，P<0.05）（见表4，如图5）。

表2 2组受试者针感量表评分比较

图3 2组受试者针感量表评分

表3真针刺组在针刺前后ALLF值增高的脑区

图4真针刺组在针刺前后比较的脑区差异图

表4针刺组在针刺前后Re Ho值增高的脑区

2.4任务态功能磁共振

通过两样本t检验，在cluster水平经FWE校正（voxel P<0.001,cluster P<0.05），真针刺组与假针刺组比较，在进行电针任务刺激时真针刺组出现左侧额中回激活，如图6。

3、讨论

百会、神庭可改善脑卒中后认知功能障碍，是调节大脑的要穴[6]。在本实验中，真针刺组两侧楔前叶、左侧楔叶ALFF值增高，而假针刺组在针刺前后脑功能无任何统计学意义。石玉萍等[7]通过针灸专用头颅线圈对针刺百会的脑局部一致性研究发现针刺百会可引起颞叶、中央前回、中央后回等脑区的活动变化。沈柏等[8]用基于体素的形态学测量法和脑功能网络连接方法对神经退行性疾病进行研究，发现楔前叶体积缩小主要的临床表现体现在认知中注意力、记忆力和视空间能力的下降，这与本研究的结果一致。

图5真针刺组在针刺前后比较的脑区差异图

图6任务态时，真针刺组与假针刺组比较的激活脑区图

注：黄色代表真针刺组在任务态时较假针刺组正向激活的脑区为左侧额中回

在本实验中，通过真、假针刺，发现真针刺组较假针刺组主要在酸感、痛感、沉感方面具有统计学意义。莫雨晓等[9]通过真穴和假穴上进行真假刺激，发现真刺激较假刺激可以调动针刺穴位及其所属经络相应功能的脑区功能有显著激活，证实了穴位经络的特异性。与假针刺组比较，在真针刺神庭、真针刺组，主要有两侧角回、额中回的激活，二者均属于额、顶叶的一部分，主要功能与认知、任务执行以及自身情绪相关信息的处理有关，这与神庭、百会的中医主治一致[10]，针刺百会与神庭后可以针对相应的脑区进行调节。

本研究发现在进行针刺任务态功能磁共振扫描时，与假针刺组比较，真针刺组出现左侧额中回的正激活，而额叶[11]可以调节情绪、抽象认知以及记忆，负责高级认知任务，尤其是情感认知。因此，电针刺激头部百会及神庭可以引起高级认知功能的变化。

对于穴位特异性研究，大多研究者选用静息态f MRI技术，以健康人为基础，观察针刺后引起脑功能的变化。杨骏等[12]对健康人合谷进行针刺研究发现：针刺合谷可引起尾状核、中央前回、颞中回等脑区变化，即引起相应脑区皮层下的功能活动。之前研究[13]已证实，利用f MRI技术，可以观察到穴位引起脑区的活动，但多在身体四肢，对头部穴位研究较少。此外，既往对针刺时间点的研究较少，针刺即刻多是在针刺后停留一段再扫描，无法实现进针后及针刺停止即刻的扫描。AHC12及特制磁共振兼容电针刺激仪可以较好解决以上问题，实现头部不同穴位及针刺不同时间点的针刺与扫描，为穴位特性研究性研究提供了可视化影像方法。

在本实验中，所有受试者均是在进行磁共振扫描前完成神经量表评分，且在磁共振中接受的噪声一致，2组基线完全相同，因此，可以认为本实验中在电刺激后激活的脑区，是百会、神庭共同起作用的原因[14]。并且随着针刺时间的延长，更多的功能区被激活，充分说明针刺时间与针刺效果关系密切。

综上所述，通过进行真、假电针刺激百会、神庭，证实真针刺可以引起与穴位主治相关的认知、情绪、记忆以及元认知相关脑区的激活。而任务态功能磁共振中真、假针刺引起的脑功能改变差异较小，考虑这是由于电针刺激时间较短所致。此外，既往对针刺时间点的研究较少，针刺即刻多是在针刺后停留一段时间再扫描，无法实现进针后及针刺停止即刻的扫描。AHC12及特制磁共振兼容电针刺激仪可以较好解决以上问题，实现头部不同穴位及针刺不同时间点的同步扫描，为头穴实时针刺下的脑功能特性研究提供了可视化的影像学方法。

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