中国中西医结合影像学杂志   2021, Vol. 19 Issue (1): 11-14, 18
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引用本文
黄姬玲, 魏翔宇, 龚志刚, 王辉, 黄炎文, 詹松华. 基于局部一致性方法探究电针本神穴的即刻脑效应[J]. 中国中西医结合影像学杂志, 2021, 19(1): 11-14, 18. DOI: 10.3969/j.issn.1672-0512.2021.01.003
HUANG Jiling, WEI Xiangyu, GONG Zhigang, WANG Hui, HUANG Yanwen, ZHAN Songhua. Study of immediate brain activity of electro-acupuncture at Benshen acupoint based on regional homogeneity analysis[J]. Chinese Imaging Journal of Integrated Traditional and Western Medicine, 2021, 19(1): 11-14, 18. DOI: 10.3969/j.issn.1672-0512.2021.01.003
基于局部一致性方法探究电针本神穴的即刻脑效应[PDF全文]
黄姬玲 , 魏翔宇 , 龚志刚 , 王辉 , 黄炎文 , 詹松华
上海中医药大学附属曙光医院放射科，上海 201203
收稿日期: 2020-09-28
基金项目: 国家自然科学基金面上项目（81573782）；上海市科委2018年度“科技创新行动计划”临床医学领域项目（18401970300）
通信作者: 詹松华, E-mail:zhansonghua@sina.com.
摘要：目的: 观察电针本神穴前后不同阶段脑效应的变化，基于局部一致性（ReHo）方法探究电针本神穴的即刻脑效应及相对特异性。方法: 采用3.0 T MRI扫描仪与新型头颅柔性线圈（AHC12），对20例健康受试者行电针前及电针即刻2个阶段BOLD-fMRI扫描。利用RESTplus软件对图像进行预处理，获取2期扫描的ReHo值。使用SPM软件进行统计学分析。结果: 电针即刻与电针前相比，ReHo值升高的脑区：右侧三角部额下回、左侧三角部额下回、右侧背外侧额上回、右侧额中回及右侧内侧额上回；ReHo值降低的脑区：左侧距状裂周围皮质、右侧距状裂周围皮质、左侧楔叶、左侧舌回及左侧枕中回。结论: 头颅柔性线圈为头部穴位实时脑效应研究提供了硬件支持。与既往头部其他穴位的研究比较，电针本神穴的脑效应具有相对特异性。
关键词：针刺    穴, 本神(GB13)    磁共振成像    
Study of immediate brain activity of electro-acupuncture at Benshen acupoint based on regional homogeneity analysis
HUANG Jiling , WEI Xiangyu , GONG Zhigang , WANG Hui , HUANG Yanwen , ZHAN Songhua
Department of Radiology, Shuguang Hospital Affiliated of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China
Abstract: Objective: To observe the changes of brain function with time before and the condition of acupuncture at Benshen acupoint (GB13), and to explore the immediate brain effect and reflect the relative specificity of the head acupuncture point. Methods: Twenty normal healthy volunteers were recruited. Using the flexible head coil, BOLD-fMRI was performed in before needling and electro-acupuncture (EA) stimulation at 3.0 T MRI. The fMRI images were preprocessed by RESTplus software package and compared by SPM software. Results: Compared with the ReHo immediately and before EA, the brain areas with higher ReHo value were right trigonal inferior frontal gyrus, left trigonal inferior frontal gyrus, right dorsolateral superior frontal gyrus, right middle frontal gyrus, right medial superior frontal gyrus, and the brain areas with lower ReHo value were cortex around the left and the right calcarine fissure, left cuneus, left lingual gyrus, left occipital middle gyrus. Conclusions: The flexible cranial coil provides hardware support for the real-time brain effect research of head acupuncture points. Compared with previous studies on other acupoints of the head, the brain effect of EA on Benshen acupoint is relatively specific.
Key words: Acupuncture    Point, Benshen (GB13)    Magnetic resonance imaging    

针灸是传统中医学治疗特色之一, 其疗效在国际上已被广泛认可[1]。静息态fMRI能够反映基础状态下的脑功能状态, 且无需患者在扫描期间执行特定任务, 目前已被作为重要的检测方法, 广泛应用于中枢神经系统相关疾病的发病机制、诊断及治疗的研究中[2]。随着fMRI等多项神经影像学技术在针灸研究中的应用, 人们对针灸引起的中枢效应机制的认识逐步加深。由于常规头颅线圈的限制, 针刺过程中或针刺前后即刻状态下的MRI扫描难以进行, 且电针作为一种常用行针手法, 其对于针灸治疗的意义和机制尚不十分明确。本研究利用团队前期研发成功的头颅柔性线圈和电针刺激仪, 采用局部一致性(regional homogeneity, ReHo)的fMRI研究方法, 通过比较健康志愿者电针即刻状态下与电针前大脑fMRI的差异, 分析电针本神穴的神经影像学变化, 并与本课题组前期电针百会穴比较, 探讨电针本神穴脑效应的相对特异性, 从而为进一步探讨在特定病理状态下电针穴位对脑功能的特异性效应及产生疗效的机制奠定基础。

1 资料与方法 1.1 一般资料

于2020年5—8月招募符合纳入标准的受试者20例, 男、女各10例。纳入标准:①既往体健, 无重大外伤及手术史。②右利手。③年龄20~30岁。④知情同意并签署知情同意书。排除标准:①患有颅脑器质性疾病或酒精、药物依赖者。②有精神分裂症、抑郁症等精神疾病。③哺乳或妊娠期妇女。④对针灸刺激无反应者。⑤有幽闭恐惧症、体内有金属植入物等MRI扫描禁忌证。本研究通过我院伦理委员会审批(批件号:2019-767-122-01)。

1.2 仪器与方法

受试者取平卧位, 在针刺及扫描过程中带耳塞、闭目, 头部保持静止不动, 均匀呼吸, 保持清醒平静状态。

1.2.1 针刺穴位及针感记录

由1名工作10年的针灸科医师对本神穴(GB13)进行针刺, 穴位位于前发际上0.5寸, 采用0.5寸特制金针, 与头皮呈15°角从前向后刺入头皮下, 行平补平泻捻转法, 以受试者感到酸、麻、胀、痛为得气, 确认得气后, 连接经过改进的华佗牌低频脉冲治疗仪(G6805-2), 设置连续波, 频率2 Hz, 1~5 mA, 以受试者能忍受为限度进行电刺激。受试者根据针刺过程中关于酸、麻、胀、痛等感受进行主观针感量表评分。借鉴麻省总医院针感量表(Massachusetts General Hospital acupuncture sensation scale, MASS)设计了0~10分的定量评估, 0分表示针刺时无此项感觉, 10分表示感觉强烈难以忍受, 感觉强度随分值逐渐增加。

1.2.2 图像采集

采用联影uMR 780 3.0 T MRI扫描仪及针灸专用头颅柔性线圈(AHC12)。针刺前及电刺激过程中均行8 min静息态扫描, 采集图像序列:结构像采用三维解剖像T1WI磁化准备快速梯度回波序列, 扫描方向平行于前后联合中线(AC-PC), TR 10.5 ms, TE 4.4 ms, 带宽150 Hz/pixel, 翻转角15°, 层厚1 mm, 视野256 mm×256 mm, 矩阵30×256, 以大脑镰为中心层面。功能像采用T2WI BOLD脉冲序列, TR 2 000 ms, TE 30 ms, 带宽2 250 Hz/pixel, 翻转角90°, 视野250 mm×250 mm, 矩阵64×64, 扫描层数33层。体素3 mm×3 mm×3 mm, 全脑横断扫描, 平行于AC-PC线。

1.3 图像处理及数据分析

采用统计参数图软件SPM 12对数据进行预处理。剔除静息态-fMRI前10个数据点, 避免初始阶段信号未稳或受试者对环境不适的影响, 对静息态fMRI数据作时间校正和头动校正, 剔除各方向(x、y、z)最大头动 > 1.5 mm及转动角度 > 1.5°的数据, 后将图像空间归一化到蒙特利尔神经学研究所标准空间, 重采样大小设定为3 mm× 3 mm×3 mm。随后进行去线性漂移和滤波(0.01 Hz < 频率 < 0.08 Hz)处理。

ReHo分析采用RESTplus软件。首先计算全脑每个体素与其相邻体素时间序列的一致性, 得到全脑ReHo信号图。组内比较采用配对t检验, 比较电针即刻与电针前静息态扫描的ReHo值差异, 以阈值体素水平P < 0.001及簇丛大小≥10为差异有统计学意义。最后定位差异有统计学意义相关脑区的具体解剖位置。

2 结果 2.1 人口学统计

20例健康受试者在性别、年龄[男(26.20±1.98)岁, 女(26.10±1.66)岁]、受教育年限[男(20.40±1.77)年, 女(19.70±1.70)年]等方面差异均无统计学意义(均P > 0.05)。

2.2 针感量表差异

20例健康受试者在酸[男(2.00±1.56)分、女(2.70±2.71)分]、麻[男(0.90±1.37)分、女(1.00±1.49)分]、重[男(1.30±1.88)分、女(1.80±2.44)分]、胀[男(1.70±1.88)分、女(3.20±2.34)分]、痛[男(4.70±1.63)分、女(5.40±2.22)分]等针感量表方面性别间差异无统计学意义(均P > 0.05)。

2.3 电针即刻、电针前ReHo值的变化

电针本神穴即刻与电针前相比, ReHo值升高的脑区:右侧三角部额下回、左侧三角部额下回、右侧背外侧额上回、右侧额中回及右侧内侧额上回; ReHo值降低的脑区:左侧距状裂周围皮质、右侧距状裂周围皮质、左侧楔叶、左侧舌回及左侧枕中回(表 1, 图 1)。

表 1 电针本神穴即刻与电针前比较ReHo值有差异的脑区

图 1 电针本神穴即刻与电针前相比，局部一致性（ReHo）值有差异的脑区（校正后P＜0.001，簇丛体素大小 > 10）。右边颜色条代表t值（红色代表ReHo激活升高区域，蓝色代表ReHo激活降低区域）

3 讨论

针刺作为安全有效且经济的治疗手段, 临床应用价值较大, 近年来研究针刺治疗疾病原理的方法较多。fMRI技术是基于BOLD的成像技术, 能提供脑血流量和脑氧代谢率的信息, 是反映神经元活动的一个重要标志[3]。在既往的针灸fMRI研究中, 对头部相关穴位进行针刺的BOLD-fMRI研究较少, 主要原因是受MRI机体及头部线圈的限制, 头部穴位难以施针。另外, 电针刺激仪放置于MRI磁体机房内进行近距离调节操作时, 其电流会干扰MRI信号, 影响实时fMRI的图像质量。本研究团队前期研发了头颅针灸专用柔性线圈和电针刺激仪, 填补了针刺头部穴位即刻fMRI研究的空白[4-7], 实现了本神穴电针前后的即时扫描, 有利于减少外界因素对试验结果的干扰; 且防磁的电针仪和导线设计, 也解决了电刺激仪无法进MRI检查室的难题, 且特制金针, 不受磁场影响, 不会产生一般金属导致的MRI图像伪影。本研究主要探讨电针本神穴引起的即刻脑活动改变, 通过ReHo方法进行分析, 获得头部穴位电针即刻的大脑效应改变。

ReHo方法是一种常用的fMRI数据分析方法, 通过计算某一体素群中相邻体素在同一时间序列BOLD信号波动的一致性评估自发性神经元活动在时间序列上的一致性, 现被广泛应用于精神分裂症、抑郁症等严重脑疾病的病理研究中[8-10]。本研究基于ReHo的处理方法探索电针本神穴对健康人的实时脑神经元反应特征, 研究发现, 激活区主要集中在额叶, 与本神穴位置具有一定相关性, 由此推测, 穴位所能激活的脑区有一定特异性。

本神穴(GB13)位于前发际上0.5寸, 具有安神利脑、开窍醒脑等功能, 是治疗脑血管病、神经衰弱、失眠、癫痫等神志病的要穴。这类神志病临床表现多种多样, 患者可有肢体运动、感觉、情绪、记忆、语言等多功能障碍, 且涉及多个脑区[11]。本研究结果显示, ReHo值升高的脑区包括右侧三角部额下回、左侧三角部额下回、右侧背外侧额上回、右侧额中回及右侧内侧额上回; ReHo值降低的脑区:左侧距状裂周围皮质、右侧距状裂周围皮质、左侧楔叶、左侧舌回及左侧枕中回。分析各脑区功能可知, 额叶由前运动皮质、前额部、额叶底内侧部及初级运动皮质组成, 负责大脑高级认知活动, 是精神活动重要区域。前额叶直接调控脑部进行各种信息整合、情景记忆抽提及情绪调节等重要精神活动, 参与大脑产生自发意识及内省性活动[12]。目前, 已发现前额叶内侧皮质与失眠患者的负性认知有关[13-14]。在既往研究中, 梁敏杰等[15]通过比较静息状态下原发性失眠患者和健康志愿者脑ReHo的差异发现, 原发性失眠患者右侧海马旁回、左侧距状沟皮层、左侧楔前叶等脑区激活, 与本研究结果部分一致。在癫痫患者中, 额叶功能异常, 将导致其多项生理功能障碍、社会适应能力差, 甚至产生行为异常等精神症状[16]。舌回通常参与的认知功能有视觉记忆、视觉表象及动作表象。Jauk等[17]发现舌回灰质体积越大的个体在思维流畅性上的表现越好。脑功能影像方面的研究[18]发现, 左侧舌回激活程度较强时, 个体在加工语义相关处理中表现越好。Rosen等[19]报道, 楔叶参与了基本的视觉处理, 楔前叶与自我意识及认知功能相关, 如血管性痴呆及帕金森病患者在伴认知功能障碍时可能会出现楔前叶的结构异常。而枕叶属于视觉联合皮质, 参与处理视觉刺激, 其与大脑的短期记忆相关。推测失眠患者该部分脑区记忆能力出现异常, 尤其是社交沟通能力下降会引起该区域ReHo值异常[20]。本课题组前期围绕百会穴展开了一系列研究, 因百会穴具有安神利脑、开窍醒脑等功能, 多用于治疗神经和精神疾病, 与本神穴治疗作用相似, 多配伍使用。本研究结果与前期电针百会穴研究结果相比, 在电针即刻阶段, 百会穴与本神穴存在共同脑区, 主要集中在左侧枕中回、右侧背外侧额上回、左侧楔叶、舌回等脑区, 但本神穴相比百会穴, 在左侧后扣带回、右侧角回、颞上回、三角部额下回、距状裂周围皮质等脑区的ReHo值存在差异, 这些差异脑区表明电针本神穴脑效应在头部穴位中, 具有相对特异性。

本研究存在的局限性:①样本量小, 且均为健康受试者, 未分析本神穴对其他疾病的治疗作用。②研究主要集中在对针刺的即刻效应下脑激活区的观察。而针刺存在后效应, 该方面研究较缺乏。③研究过程中受各种外界因素干扰, 如MRI设备的噪声和内部较为幽闭的环境, 以及受试者自身原因如心理活动等均会给研究结果造成误差。在后面研究中应加大样本量, 招募患病受试者, 尽量排除干扰因素。

综上所述, 本研究采用头颅专用针灸线圈, 探讨了电针本神穴的即刻脑效应变化, 为今后研究头部穴位实时脑效应提供了一种可行的方法。通过ReHo方法可观察到电针本神穴引起的脑效应改变, 与本课题组前期电针百会穴比较存在一定差异, 体现了头部穴位的相对特异性。

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