21世纪进入脑科学时代,美国国立神经疾病和卒中研究院(NINDS)卒中进展述评组针对康复､重建领域,提出“发展确定的､可实施的,用于临床可塑性和功能重建的评价手段”,“加强有经验依据的卒中后可塑性的机理研究”和“发展和实施新的用于病人的康复方法”[1]｡M1区是集成､隔离精细运动,躯体运动控制的平行系统[2]｡基底节作为中风常见部位,参与运动执行和复杂控制过程[3]｡丘脑整合中枢神经系统多区域信号[4],影响和指导全脑恢复稳态的适应行为[5]｡M1区-基底节-丘脑环路重塑-代偿的神经影像标志物演变过程尚待进一步探索｡

偏瘫是缺血性卒中面临的主要问题,针刺促进缺血性卒中后偏瘫康复的中枢效应机制尚未明确｡“手足十二针”是王乐亭先生基于多年临证经验提出的临床治疗缺血性卒中后运动功能障碍的常用处方,可显著改善患者偏瘫症状,具有临床实用性､有效性和普适性｡本研究从双侧运动相关脑区功能“恢复-代偿”角度出发,围绕双侧中央前回(PreCG)､杏仁核(AMYG)､尾状核(CAU)､豆状壳核(PUT)､豆状苍白球(PAL)､丘脑(THA),结合Fugl-Meyer运动功能评分量表(FMA)､美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评价结局,运用格兰因果(GC)分析对比2组被试组内､组间磁共振成像(MRI)特征,探究脑功能恢复过程中针刺干预的大脑双侧性连接位点方向性特征与变化水平,为针灸应用于缺血性卒中后偏瘫治疗提供依据｡

1、资料与方法

1.1研究对象

纳入缺血性卒中后偏瘫患者43例,患者均为2018年12月-2023年3月北京中医药大学东直门医院脑病一区､脑病二区､针灸一区的住院患者｡本研究经北京中医药大学东直门医院伦理委员会审批(DZMECKY-2018-04),在中国临床试验注册中心注册(ChiCTR1800016263)｡

1.2纳入标准

①符合缺血性卒中诊断标准,诊断标准参照《中国脑血管病防治指南》[6];②发病时间为1.5个月以内,缺血病灶位于基底节和/或放射冠区域单侧运动通路上;③左侧或右侧偏瘫患者,病灶位于放射冠或基底节;④右利手;⑤年龄40~75岁,性别不限;⑥患者或直系家属签署知情同意书｡

1.3排除标准

①合并心血管､高血压､消化､造血系统､肝､肾等严重原发性疾病者;②精神病患者,过敏体质,易合并感染及出血者;③妊娠期､哺乳期及经期妇女;④不能理解配合检查或有幽闭恐惧症等其他MRI检查禁忌者;⑤在MRI扫描中发现严重的头颅解剖结构不对称或有其他明确病变的;⑥近1个月内参加过类似神经影像学试验者;⑦患者存在意识障碍,病情不稳定;⑧近1个月内规律性服用精神类药物｡

1.4剔除､脱落和中止标准

剔除与脱落标准:不符合纳入标准而被误纳入;受试者依从性差,MRI扫描中头动过大,不能配合试验｡

中止标准:发生严重不良事件或并发症,不宜继续而被中止试验的病例｡

1.5分组与针刺干预

采用随机数字表法将患者分为真穴组23例和假穴组20例｡真穴组予“手足十二针”组穴针刺,即双侧合谷(LI4)､内关(PC6)､曲池(LI11)､足三里(ST36)､阳陵泉(GB34)､三阴交(SP6);假穴组取上述穴位旁开1寸假穴针刺｡

针刺选穴定位参照《腧穴名称与定位》[7]｡诸穴以毫针留针治疗,直刺进针,进针深度以针刺医师针下感觉明显阻滞感为宜｡各穴均于直刺后采用平补平泻捻转手法,待患者得气后不再行针,针刺深度20mm,针刺得气后留针30min,每日1次,连续10次｡针刺操作均由同一医师完成｡

1.6观察指标

1.6.1主要观察指标

①采用FMA评价上肢评分(FMA-U)､下肢评分(FMA-L);②记录NIHSS总分及上肢运动(NIHSS-U)､下肢运动(NIHSS-L)､共济失调(NIHSS-A)､感觉分项(NIHSS-S)评分[8]｡

1.6.2静息态功能磁共振成像图像数据采集

本研究在北京中医药大学东直门医院核磁室进行,使用SiemensNovus3.0超导磁共振扫描仪,被试取仰卧位,分别接受针刺干预前后进行一次扫描,头套固定以保持头位不动,维持视听封闭状态,进行静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)扫描｡

①结构成像参数:采用T1×WI序列,TR1900ms,TE2.52ms,矩阵256mm×256mm,层厚1.0mm,视野256mm×256mm,翻转角9°,扫描时间4min10s｡②血氧水平依赖成像参数:采用T2×WI序列,TR2000ms,TE30ms,矩阵64mm×64mm,层厚5.0mm,视野225mm×225mm,翻转角90°,扫描时间8min10s｡

1.6.3影像图像数据处理

在Matlab2023b平台应用工具包SPM12和DPABIV8.1对功能MRI(fMRI)数据进行预处理｡①将原始数据转换为NIFTI格式;②使用SliceTiming去除数据前10个时相核磁图像;③使用Realignment以3mm作为头动阈值,进行头动校正;④使用Normalization将受试图像与标准脑模板MNI配准;⑤使用Smoothing对数据进行空间平滑;⑥使用Nuisanceregressors对线性信号回归;⑦使用TemporalFiltering对数据进行低通滤波｡

本研究从AAL_90脑区模板选取直径6mm的球形区域作为感兴趣区,包括大脑双侧PreCG､AMYG､CAU､PUT､PAL､THA,配对成为感兴趣区组,生成上述脑区掩膜,覆盖感兴趣区,制作泛化模板｡运用SPM12工具rsHRF插件,读入原始图像,后经设定重复时间､扫描层数､参考层､GC类型､输出路径步骤,制作单样本模块｡复制模块,读入单组样本数据,进行GC分析｡后提取经过Fisherr-z变换的矩阵数据,进行矩阵对矩阵的统计分析｡

1.7统计学方法

采用SPSS23.0统计软件进行分析｡2组基础人口学资料如年龄､身高､体质量及临床量表分数等连续变量采用独立样本t检验,性别等分类变量采用卡方检验｡结合各组样本量,对2组针刺前后量表评分行配对样本检验,数据符合正态分布行配对样本studentt检验;不符合正态分布行配对样本Wilcoxon秩和检验｡P<0.05表示差异有统计学意义｡

通过Matlab平台,运用DPABI工具包中统计分析模块(http://rfmri.org/dpabi)对真穴组干预前与干预后､假穴组干预前与干预后､真穴组干预后与假穴组干预后的GCA值进行双样本t检验,获取t值统计图;并就结果进行FDR校正､FEW校正｡P<0.05表示差异有统计学意义,获取组内､组间有统计学差异的种子点对｡

2、结果

2.12组一般资料比较2组患者年龄､性别､身高､体质量比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性｡见表1｡

表1缺血性卒中后偏瘫患者一般资料2组比较

2.22组干预前后临床量表评分比较

与本组治疗前比较,真穴组治疗后FMA_U､FMA_L明显升高(P<0.01),NIHSS､NIHSS_U､NIHSS_L､NIHSS_S明显降低(P<0.01,P<0.05);2组治疗后比较,真穴组FMA_U､FMA_L､NIHSS_U有降低趋势,NIHSS､NIHSS_L､NIHSS_A､NIHSS_S有升高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)｡见表2｡

表22组缺血性卒中后偏瘫患者干预前后临床量表评分比较(xˉ±s,分)

2.3脑效应连接改变

2.3.1真穴组干预前后

真穴组干预后CAU.R→PreCG.R(t=2.091,P=0.042)､AMYG.R→PAL.R(t=3.017,P=0.018)的GC较干预前增强,真穴组干预后THA.L→PAL.L(t=-2.465,P=0.004)､AMYG.R→THA.R(t=-2.412,P=0.020)较干预前减弱,差异有统计学意义(P<0.05)｡见图1｡

图1真穴组干预前后双侧GC示意

2.3.2假穴组干预前后

假穴组干预后AMYG.R→PUT.L(t=2.240,P=0.031)的GC较干预前增强,假穴组干预后THA.L→PreCG.R(t=-3.044,P=0.004)､AMYG.L→CAU.L(t=-2.139,P=0.039)较干预前减弱,差异有统计学意义(P<0.05)｡见图2｡

图2假穴组干预前后双侧GC示意

2.3.3真､假穴组干预前

真穴组干预前THA.R→PAL.L(t=2.191,P=0.034)的GC较假穴组干预前增强,真穴组干预前CAU.L→PreCG.R(t=-2.133,P=0.039)､PUT.L→PreCG.R(t=-2.292,P=0.027)较假穴组干预前减弱,差异有统计学意义(P<0.05)｡见图3｡

图3真､假穴组干预前双侧GC示意

2.3.4真､假穴组干预后真穴组干预后CAU.R→PreCG.R(t=2.071,P=0.045)､THA.L→PreCG.R(t=2.707,P=0.010)､AMYG.R→CAU.L(t=2.051,P=0.047)､THA.L→PAL.R(t=2.358,P=0.023)､AMYG.L→THA.L(t=2.383,P=0.022)的GC较假穴组干预后增强,真穴组干预后AMYG.R→AMYG.L(t=-2.386,P=0.022)较假穴组干预后减弱,差异有统计学意义(P<0.05)｡见图4｡

图4真､假穴组干预后双侧GC示意

3、讨论

研究表明,针灸可通过促进中枢神经再生､调节缺血灶血流等途径提高卒中后偏瘫患者独立性,改善整体神经功能缺损及运动､认知功能[9-10]｡针刺机制研究中,旁开真穴取假穴法是目前通行且相对公认的对照取穴方法[11]｡rs-fMRI技术空间分辨率高､参数选择范围广､信号来源直接,使对皮层重塑理解深入解剖学及神经生物学机制层面[12]｡GC分析是对脑区间效应连接的研究方法,有效揭示脑区间信息传递方向性[13],近年来在抑郁症､癫痫等疾病中广泛应用,但在缺血性卒中后偏瘫相关临床研究中应用较功能连接少｡针刺如何影响运动相关脑区间GC关系,促进运动功能恢复机制尚未完全明确｡影像学评价同时,需通过FMA､NIHSS评分评估患者基本病情及转归情况[10]｡

团队前期在“手足十二针”脑效应激发､穴位特异性发挥､GC关系法运用层面进行探索｡“手足十二针”促进缺血性卒中后偏瘫患者运动功能恢复可能与针刺促进脑功能重塑及神经递质释放相关[14-15];可显著改善患者双侧初级运动皮层间功能连接[16-17];优化卒中后大脑异常动态时域特征[18];双向调节大脑双侧初级运动区和小脑功能,协调肌张力与随意运动[19]｡经穴与非经非穴处针刺均可促进运动功能恢复,经穴处作用强[20],且具有白质网络趋愈性､偏侧性及延缓白质纤维变性作用[18],假穴刺激表现为疼痛网络临时激活提升的信息处理效率[15]｡基于GC关系法,获知针刺可增强患侧运动相关脑区间信息交流,通过默认模式网络进行感觉运动网络间信息传递[21],激发健侧脑区代偿功能[20]｡

在穴位特异性疗效及预测功能方面,基于缺血性卒中后患者物理治疗疗效局限和神经修复方式匮乏现状,应当探索具有持续增强感觉运动环路自然可塑性和预测慢性运动功能恢复特点的替代方法[22]｡针刺对治疗卒中后运动功能障碍有效,世界卫生组织将针刺治疗列入脑卒中康复“可能获益”范围[23-24]｡然针刺穴位特异性及运动功能恢复脑功能重塑-代偿机制仍有争议,近年国际顶刊发表文章多设置远端非穴､浅刺､无电流等为对照[11,25]｡fMRI是诊断局灶性缺血性脑卒中严重程度､分期治疗和预测结果的重要临床工具,缺血性卒中后恢复前期成像需评估相关脑区激活､指向､连接[26]｡基于fMRI探索针刺对缺血性卒中后大脑功能调节恢复机制､揭示经穴特异性实质有极高价值｡GC分析提供被试对不同康复干预的反应性信息,故本研究设置临床疗效颇佳的“手足十二针”非经非穴处针刺对照,屏蔽安慰效应,运用GC分析评估穴位特异性净效应｡

本研究结果表明,“手足十二针”针刺干预较非经非穴处针刺干预可诱发M1区-基底节-丘脑环路大部分感兴趣区正向激活,且效应连接变化多集中半球间;负激活仅存在双侧大脑基底节间｡说明针刺真穴较非经非穴处可更多激发脑区活性,或与非经非穴处刺激阈值小､神经反射通路形成不完整有关[27];基底节局限病灶负性激活引起环路内非受损M1区抑制减弱､异常兴奋[22]｡脑区间协作断裂导致功能丧失的病理基础强化病情趋势可变性,对长期症状恢复预测和前瞻性康复治疗较上述理论对卒中后康复和脑功能恢复有指向性临床意义[26],将大脑病理模型向动态性方向推进｡

在运动功能恢复主要机制探索层面,研究发现,针刺可增强参与认知和执行脑网络调节系统脑区与相邻脑区间相关性[28]｡GC关系分析可描述感兴趣区间信息流方向和强度大小,对脑区间信号传递模式具有解释力和预测力,故本研究基于MI区-基底节-丘脑环路探索缺血性卒中后运动功能障碍被试针刺干预前后感兴趣区间GC关系变化｡研究结果表明,“手足十二针”针刺干预可调节M1-基底节-丘脑运动环路感兴趣区间半球内､半球间效应连接,从而激发缺血性卒中后运动功能障碍被试脑区活性;真穴干预引起的感兴趣区间效应连接变化集中在半球内,且脑区间负性激活均位于右侧半球,即右侧半球内M1区-基底节间存在正向影响,双侧半球内基底节-丘脑间存在负性影响;假穴干预引起的感兴趣区间效应连接变化以负性激活为主,脑区间正性激活发生在双侧大脑基底节间｡上述结果表明,单侧运动环路损伤后,针刺干预可促使双侧运动环路内局限性效应连接代偿增加[29];右侧运动环路功能或存在导向性恢复可能[30],脑区可塑性与脑区间功能代偿模式相关,缺血性卒中恢复期运动环路部分抑制(基底节､放射冠)或对剩余部分(M1区)产生激发作用;针刺干预可延长病灶脑区抑制状态兴奋阶段,或对后期脑功能重塑-代偿及运动功能恢复产生促进意义｡

综上所述,本研究基于GC关系探究针刺对缺血性卒中后偏瘫患者脑效应机制的影响,结果显示,“手足十二针”激发右侧运动环路发生优先代偿､双侧基底节重塑和对丘脑兴奋-抑制平衡调节作用,改善运动功能障碍和神经缺损程度;针刺经穴较非经非穴处更多激发脑区活性,提示穴位特异性｡本研究旨在研究卒中后偏瘫患者影像学标志物,为运动环路局部异常和半球间相互作用缺陷的理解和治疗卒中后偏瘫提供参考｡今后研究还需扩大样本量,并设置空白对照组,以排除患者自发大脑“代偿-重塑”机制激活｡

参考文献:

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基金资助:国家自然科学基金(82174331､82174282);

文章来源:许天骄,陆梦馨,李媛媛,等.基于格兰杰因果探讨缺血性卒中后偏瘫患者针刺脑效应机制[J].中国中医药信息杂志,2025,32(04):135-140.