| 调神法针刺调节失眠患者丘脑功能连接的fMRI研究 |  [PDF全文] | 
2. 北京中医药大学, 北京 100029
2. Beijing University of Traditional Chinese Medicine, Beijing 100029, China
失眠是指睡眠机会和睡眠环境适当的条件下,仍对睡眠时间和/或质量不满足,并产生疲劳、情绪障碍、记忆减退等日间功能受损的一种主观体验[1]。其中,疲劳被视为失眠最常见和持久的日间症状[2],且其严重程度与失眠程度密切相关,严重影响患者的社会功能[3]。fMRI可直观显示针刺对大脑功能活动的影响,为揭示针刺治疗的潜在中枢机制提供可能。调神法针刺可有效改善失眠患者的睡眠质量并缓解日间疲劳[4]。丘脑与睡眠-觉醒、疲劳调节密切相关[2],但丘脑在针刺治疗失眠中的作用机制尚待深入探讨。本研究以丘脑为ROI,采用静息态功能连接方法,从fMRI角度探讨失眠患者与健康受试者丘脑FC差异,以及失眠患者调神法针刺前后FC的变化,以期为揭示针刺治疗失眠的中枢机制提供影像学依据。
1 资料与方法 1.1 一般资料招募2018年12月至2020年12月首都医科大学附属北京中医医院收治的失眠患者60例(失眠组),按1∶1比例随机分为调神法针刺组和非穴浅刺组各30例。纳入标准:符合《精神障碍诊断与统计手册(第5版)》[5]中失眠的诊断标准;年龄18~60岁;匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh sleep qualify index,PSQI)评分>8分;过度觉醒量表(hyper arousal scale,HAS)评分>32分;汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD)评分 < 7分;汉密尔顿焦虑量表(Hamilton anxiety scale,HAMA)评分 < 14分;近1个月未服用助眠药物;可配合完成MRI扫描;右利手。排除标准:合并抑郁症、焦虑症、精神分裂症等严重精神疾病;患有心、肝、肾、血液、消化系统等严重原发性疾病;孕期及哺乳期妇女;MRI扫描中发现明确病变或头部解剖结构严重不对称者。
同期招募30例健康受试者(健康组)。纳入标准:无对睡眠数量及质量不满的主诉;年龄18~60岁;PSQI评分 < 8分;HAS评分 < 32分;HAMD评分 < 7分;HAMA评分 < 14分;无心、肝、肾、血液、消化系统等疾病及精神疾病;可配合完成MRI扫描;右利手。
收集3组性别、年龄、学历等人口学资料及PSQI、HAS、HAMA、HAMD、疲劳量表-14(fatigue scale-14,FS-14)评分。
本研究经医院医学伦理委员会审批(审批号:2018BL-002-02),并于中国临床试验注册中心注册(注册号:Chi CTR1800015282),所有受试者均签署知情同意书。
1.2 针刺方法① 调神法针刺组:予调神法针刺。取穴:百会、神庭、四神聪,双侧本神、神门、内关、三阴交。百会、神庭、四神聪、本神平刺10~20 mm,余穴直刺10~30 mm,配合捻转提插平补平泻手法,以局部酸胀感为度,留针30 min。②非穴浅刺组:予非效穴浅刺。选取文献检索证实的7个对治疗失眠无效的穴位旁开的非穴点(均取双侧):臂臑、手三里、曲池、外关、风市、伏兔、梁丘旁开1寸。所有非穴点直刺1~2 mm,不行任何手法,留针30 min。
2组均隔日针刺1次,3次/周,连续4周。所有患者的针刺操作均由1位具有15年以上临床经验的针灸医师完成。
1.3 MRI检查采用Siemens 3.0 T Magnetom Trio MRI扫描仪。受试者仰卧,海绵塞固定头部,保持睁眼状态,避免入睡。采用磁化预备梯度回波序列对脑结构像T1WI-3D进行扫描,扫描参数:TR 2 300 ms,TE 2.32 ms,视野240 mm×240 mm,翻转角8°,层厚0.9 mm,矩阵256×256,切片数量192层,体素大小0.9 mm×0.9 mm×0.9 mm;使用轴位EPI序列获得fMRI图像,扫描参数:TR 3 000 ms,TE 30 ms,视野220 mm×220 mm,翻转角90°,层厚3.0 mm,体素大小3.5 mm×3.5 mm×3.5 mm,切片数量32层,带宽1 774 Hz。共采集240个全脑图像。
1.4 数据处理基于Matlab 2018b(The MathWorks,Inc.)平台的DPABI( http://rfmri.org/dpabi )软件包分析数据。
预处理步骤:①将DICOM图像格式转换为NIFTI格式;②剔除前10个时间点;③头动校正和时间层校正;④空间标准化和高斯平滑,将fMRI图像通过EPI模板配准至蒙特利尔神经病学研究所空间,采用6 mm的半峰全宽高斯平滑核行空间平滑;⑤去线性漂移和滤波;⑥回归协变量,去除头动、脑白质、脑脊液等信号的协变量。
以双侧丘脑为种子点,根据自动解剖标记3(automated anatomical labelling 3,ALL3)图谱[6]定义左侧丘脑[-12, -18, 8],右侧丘脑[12, -18, 8],取半径为5 mm的球体区域为VOI,将VOI的时间序列与全脑所有体素的时间序列行相关性分析,并将相关系数行Fisher z变换。
1.5 统计学处理使用SPSS 26.0软件进行数据分析。计数资料组间比较行χ2检验;计量资料符合正态分布以x±s表示,不符合正态分布以M(QL,QU)表示。组内比较符合正态分布行配对样本t检验,非正态分布行Wilcoxon秩和检验;组间比较符合正态分布行两独立样本t检验,非正态分布行Mann-Whitney U检验。采用Pearson相关性分析观察调神法针刺前后FC差值与PSQI、HAS、FS-14评分差值的相关性,多重比较采用Bonferroni校正。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组临床资料比较调神法针刺组因个人原因脱落4例,因影像学质量控制剔除1例,非穴浅刺组因治疗效果不佳脱落6例,最终完成临床干预及fMRI扫描49例。
失眠组和健康组性别、年龄、学历差异均无统计学意义(均P>0.05);2组针刺前PSQI、HAS、HAMA、HAMD、FS-14评分差异均有统计学意义(均P < 0.001)(表 1)。调神法针刺组和非穴浅刺组性别、年龄、学历,以及针刺前HAMA、HAMD、PSQI、HAS、FS-14评分差异均无统计学意义(均P>0.05)(表 2,3)。
| 表 1 失眠组和健康组临床资料比较 | 
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| 表 2 调神法针刺组和非穴浅刺组临床资料比较 | 
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| 表 3 调神法针刺组和非穴浅刺组针刺前后临床量表评分比较 | 
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针刺后2组间PSQI、HAS、FS-14评分差异均有统计学意义(均P < 0.05);调神法针刺组针刺前后差异均有统计学意义(P < 0.001);非穴浅刺组针刺前后差异均无统计学意义(均P>0.05)(表 3)。
2.2 各组FC比较与健康组相比,失眠组针刺前左丘脑与右楔叶、右中央后回、右颞中回的FC均增强(均P < 0.05,FEW校正);右丘脑与右颞上回、右额中回、右扣带回、左枕中回、左额下回、左顶下回、左海马旁回的FC均增强(均P < 0.05,FEW校正)(图 1)。
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| 注:图 1a示左侧丘脑为种子点,图 1b示右侧丘脑为种子点。橙色区域代表失眠组较健康组FC增强的脑区(P < 0.05,FEW校正)。左侧图像为显示脑区FC改变的轴位和矢状位图;右侧图像为全面显示脑区FC改变的轴位图。L为左侧,S为矢状位,A为轴位 图 1 失眠组针刺前后与健康组丘脑功能连接(FC)比较 | 
组内比较,调神法针刺组针刺前后左丘脑与左顶上回,右丘脑与左顶下回、左旁中央小叶、左额中回、右顶上回、右中央后回、双侧中扣带回的FC均减弱(均P < 0.05,FEW校正)(图 2)。针刺后调神法针刺组与非穴浅刺组比较,右丘脑与左额中回、左海马、右后扣带回的FC均减弱(均P < 0.05,FEW校正)(图 3)。
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| 注:图 2a示左侧丘脑为种子点,图 2b示右侧丘脑为种子点。蓝色区域代表调神法针刺治疗后较治疗前FC降低的脑区(P < 0.05,FEW校正)。左侧图像为显示脑区FC改变的轴位和矢状位图;右侧图像为全面显示脑区FC改变的轴位图。L为左侧,S为矢状位,A为轴位 图 2 调神法针刺组针刺前后丘脑功能连接(FC)比较 | 
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| 注:橙色区域代表针刺后非穴浅刺组较调神法针刺组功能连接(FC)升高的脑区(P < 0.05,FWE校正)。左侧图像为显示脑区FC改变的轴位和矢状位图;右侧图像为全面显示脑区FC改变的轴位图。L为左侧,S为矢状位,A为轴位 图 3 调神法针刺组与非穴浅刺组针刺后比较 | 
2.3 调神法针刺组针刺前后FC差值与临床量表评分差值相关性分析
调神法针刺组右丘脑和左顶下回、右中扣带回、右顶上回减弱的FC值与FS-14评分均呈正相关(均P < 0.05);右丘脑和左旁中央小叶减弱的FC值与HAS评分呈正相关(P < 0.05)(图 4)。
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| 注:差值均为针刺后-针刺前,FS-14为疲劳量表-14,HAS为过度觉醒量表。Bonferroni校正后,P < 0.05为差异有统计学意义 图 4 调神法针刺组针刺前后功能连接(FC)差值与临床量表评分差值相关性散点图 | 
3 讨论
丘脑调控大脑皮质兴奋状态,维持警觉性,调控睡眠-觉醒周期[7-9]。研究显示,失眠患者存在丘脑及其神经回路的FC、结构和代谢改变[2, 10-13],并与疲劳、觉醒密切相关[13]。丘脑的功能障碍也被视为失眠的神经机制之一[14]。
失眠患者由于睡眠结构和节律紊乱,在颞叶和楔叶表现出较高的自发性神经活动[15-16]。有研究发现失眠患者存在额叶和顶叶异常激活[17-18],以及丘脑和额中回、顶上小叶[19-20],中央后回与扣带回[21]的FC异常。此外,失眠严重程度还与海马旁回的异常血流活动有关[16],丘脑和海马旁回的FC增强与情绪失调及过度觉醒密切相关[20, 22]。本研究发现,失眠患者左丘脑与右楔叶、右中央后回、右颞中回,右丘脑与右颞上回、右额中回、右扣带回、左枕中回、左额中回、左顶下回、左海马旁回的FC增强。
顶下回属于中央执行控制网络,有研究显示失眠患者顶下回和前额叶的FC增强[23]。旁中央小叶属于感觉运动网络[24],失眠患者旁中央小叶和左中央后回、右中央前回的FC增强,且与失眠严重程度呈正相关[25]。顶上回位于默认网络,失眠患者丘脑和顶上回的FC降低与睡眠效率改善相关[26]。扣带回属于突显网络,与觉醒水平有关[27]。针刺调神是治疗失眠的第一要旨[28]。调神法针刺注重“脑神”与“心神”并调[28],选取百会、神庭、四神聪、本神调节脑神,联合心经、心包经腧穴神门和内关调节心神,三阴交调节经脉气血,养血安神。诸穴合用,以调神安眠。本研究显示,调神法针刺治疗后,丘脑与多个脑区的FC减低,且降低的右丘脑与左顶下回、右顶上回、右中扣带回的FC与FS-14评分差值呈正相关,右丘脑和左旁中央小叶减弱的FC与HAS评分差值呈正相关;这些脑区涉及多个脑网络,提示针刺治疗失眠可能通过调节丘脑的FC,整合大脑功能网络状态,从而改善过度觉醒和疲劳感知。
本研究存在一定局限性:丘脑功能复杂,且分为不同亚区,其调节睡眠-觉醒涉及多种神经回路的相互作用,后续研究可划分丘脑亚区进一步探讨;样本量较小,后续将增加样本量以提高研究的精确性;未采用多导睡眠监测等客观评价指标,影响了睡眠质量评价的准确性。
综上所述,丘脑在失眠发病机制中起重要作用,失眠患者存在异常的丘脑FC,而调神法针刺能调节丘脑FC,改善大脑过度觉醒,缓解日间疲劳,有效治疗失眠。fMRI可揭示调神法针刺治疗失眠的中枢机制。
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