不同針刺鎮(zhèn)痛療法的靜息態(tài)腦功能磁共振研究

陳加良 劉國(guó)清 陳 俊 劉 峴 李曉凡 凌毅泰

(廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像中心，廣東 廣州 510120)

痛覺是由機(jī)體內(nèi)外傷害性刺激或潛在的損傷因素作用產(chǎn)生的一種不愉快的感受和經(jīng)歷，并常伴有軀體運(yùn)動(dòng)和自主神經(jīng)反應(yīng)〔1，2〕。而針刺作為一種有效的鎮(zhèn)痛療法被臨床廣泛應(yīng)用，針刺鎮(zhèn)痛的機(jī)制也成為靜息態(tài)腦功能磁共振研究的熱門對(duì)象。目前應(yīng)用靜息態(tài)腦功能對(duì)針刺鎮(zhèn)痛機(jī)制的研究往往是針對(duì)某一種類針刺方法，且針刺鎮(zhèn)痛機(jī)制還有待于更深一步系統(tǒng)研究。平衡針與傳統(tǒng)體針存在一定的聯(lián)系和區(qū)別，平衡針是在傳統(tǒng)針灸基礎(chǔ)上，以中醫(yī)陰陽整體學(xué)為理論依據(jù)，運(yùn)用西醫(yī)神經(jīng)調(diào)控學(xué)發(fā)展起來的一門新興針灸學(xué)科。本研究試分析平衡針與一般體針針刺鎮(zhèn)痛在靜息態(tài)腦功能局部一致性(ReHo)的腦功能區(qū)變化的特點(diǎn)及差異，旨在探討不同針刺療法鎮(zhèn)痛機(jī)制上的異同性。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院(廣東省中醫(yī)院)門診及住院的腰椎間盤突出患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①起病或病情發(fā)作不超過1個(gè)月者；②均為右利手；③沒有腰部外傷、慢性勞損急性發(fā)作史；④年齡35～75歲；⑤模擬視覺疼痛評(píng)分法(VAS)疼痛評(píng)分積分5分以上患者；⑥腰部向臀部及右下肢放射痛，腹壓增加(咳嗽、打噴嚏等)疼痛加劇；⑦直腿抬高及拾物試驗(yàn)均為陽性，膝、跟腱反射減弱或消失；⑧CT或MR證實(shí)有腰椎間盤突出；⑨最近1個(gè)月沒有做過任何針刺治療。試驗(yàn)前各被試均簽署知情同意書。本試驗(yàn)方案已獲得廣州中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。VAS評(píng)分表：目測(cè)類比疼痛評(píng)分法左端0表示無痛，中間5表示中度疼痛，右端10表示極度疼痛，分值分別為0～11分，讓患者根據(jù)自身疼痛情況在表格上定出某一點(diǎn)，在相應(yīng)表格上打“√”。

1.2分組及針刺方法 共篩選出15名被試，按完全隨機(jī)分組方法分一般體針組8例(男3例，女5例)，平衡針組7例(男4例，女3例)。所有針刺的操作均由同一位廣東省中醫(yī)院針灸科高年資醫(yī)生完成。平衡針組取穴：腰痛穴，采用長(zhǎng)1.5寸無菌毫針，腰痛穴針尖向下平刺1寸；均采用快速針刺不留針手法。常規(guī)針刺組取穴：大腸俞、阿是穴，配穴關(guān)元俞。操作：手法均用瀉法，阿是穴直刺1.0～1.5寸，留針25 min。

1.3實(shí)驗(yàn)器材 環(huán)球牌30號(hào)1.5寸無菌銀針(蘇州環(huán)球針刺醫(yī)療器械有限公司)；眼罩、耳塞為美國(guó)產(chǎn)的Aearo EAR Classic的眼罩、耳塞；MR為德國(guó)生產(chǎn)的Siemens Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描機(jī)。

1.4方法

1.4.1掃描方法 拔針后25 min進(jìn)行功能磁共振成像(fMRI)掃描，要求被試靜息平臥，保持清醒，平靜有節(jié)律呼吸，閉眼做睜眼動(dòng)作，減少眼球轉(zhuǎn)動(dòng)。使用橡皮耳塞降低噪音，固定頭部并最大限度減少頭部及其他部位的主動(dòng)與被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要求盡量不要進(jìn)行思維活動(dòng)。

掃描采用Simens Avanto1.5T超導(dǎo)型磁共振掃描儀，標(biāo)準(zhǔn)頭線圈。解剖圖像采用(3D-SPGR)序列，參數(shù)為TR/TE/flip angle=24 ms/6 ms/35°，層厚0.9 mm，F(xiàn)OV=220 mm×220 mm，矩陣=256×256。fMRI掃描序列采用T2*-EPI-GRE序列，參數(shù)為TR/TE/flip angle=2 000 ms/30 ms/90°，層厚4 mm，間隔1 mm，F(xiàn)OV=240 mm×240 mm，矩陣=64×64，掃描時(shí)間為6 min。所有掃描操作由資深磁共振技師完成。

1.4.2數(shù)據(jù)處理 為排除受試者不適應(yīng)及磁場(chǎng)不均勻?qū)Y(jié)果造成的影響，去除功能掃描前6個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，后128個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)入后續(xù)分析。圖像數(shù)據(jù)由MRIcro軟件轉(zhuǎn)化格式后，應(yīng)用SPM5軟件進(jìn)行時(shí)間、空間標(biāo)準(zhǔn)化，校正頭動(dòng)并映射到標(biāo)準(zhǔn)腦。頭動(dòng)校正可獲得受試者每個(gè)時(shí)間序列的水平頭動(dòng)與旋轉(zhuǎn)頭動(dòng)圖，平移<2 mm與旋轉(zhuǎn)移動(dòng)<2°的受試者圖像進(jìn)入后續(xù)分析，所有受試者均符合標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)經(jīng)SPM5軟件處理生成的圖像濾波、去線性漂移，隨后進(jìn)行ReHo分析。

1.4.3ReHo分析 肯德爾和諧系數(shù)(KCC值)被用來衡量全腦每個(gè)體素與其臨近的26個(gè)體素的時(shí)間序列的同步性。利用ReHo fMRI1.0軟件計(jì)算全腦每個(gè)體素的KCC，從而每個(gè)受試者得到1個(gè)KCC，也稱為 ReHo圖。將全腦每個(gè)體素的KCC值除以全腦所有體素KCC的均值而得到標(biāo)準(zhǔn)化的ReHo圖，然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的ReHo圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 把平衡者組與一般體針組進(jìn)行兩樣本t檢驗(yàn)，設(shè)P<0.03，K≥9為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將所得的MIN坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為Talairach坐標(biāo)，查看腦區(qū)解剖位置。

2 結(jié) 果

2.1兩組針刺療法ReHo存在的相同ReHo腦區(qū) 一般體針組與平衡針組針刺鎮(zhèn)痛具有相同的ReHo值腦區(qū)(P<0.005)，主要有雙側(cè)小腦半球、小腦后葉、小腦前葉、小腦蚓部、扣帶回、額中回、額上回、額下回、顳上回、海馬、枕中回及頂下小葉。

2.2兩組針刺療法ReHo存在的差異ReHo腦區(qū) ReHo值升高的為雙側(cè)小腦半球扁桃體，左側(cè)枕葉梭狀回、右側(cè)下頂葉，右側(cè)額上回。而ReHo值下降的腦區(qū)為腦干中腦、左側(cè)顳中回、左側(cè)中央后回、右側(cè)額上回及左側(cè)丘腦(均P<0.03)。見表1，表2。

表1 平衡針與體針局部一致性ReHo值增高的主要腦區(qū)

表2 平衡針與體針局部一致性ReHo值降低的主要腦區(qū)

3 討 論

針刺鎮(zhèn)痛的有效性是被臨床應(yīng)用所證實(shí)的，其通過對(duì)穴位不同方式的刺激產(chǎn)生一定時(shí)間內(nèi)局部甚至全身性的鎮(zhèn)痛功效。目前對(duì)針刺鎮(zhèn)痛的機(jī)制尚未完全闡明，但多數(shù)研究認(rèn)為通過對(duì)穴位的刺激所產(chǎn)生的信息通過不同的傳入機(jī)制到達(dá)疼痛中樞，經(jīng)其整合、修飾、重組處理后再反饋到痛覺感受器，對(duì)疼痛活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)而起到鎮(zhèn)痛作用的〔3～5〕。對(duì)于針刺信息傳入通路主要有以下幾種通路：(1)脊髓水平調(diào)節(jié)通路；(2)丘腦中央核-前腦回路-束旁核通路；(3)中腦-邊緣回通路；(4)丘腦中央下核-腹外側(cè)眶皮層-中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)通路〔6～9〕。隨著功能磁共振與針刺結(jié)合應(yīng)用研究，特別是靜息態(tài)腦功能的應(yīng)用，對(duì)一些針刺鎮(zhèn)痛機(jī)制或許能從腦功能這一角度進(jìn)行闡述。

ReHo方法是一種以計(jì)算KCC為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析方法，可反映腦區(qū)局部BOLD信號(hào)低頻波動(dòng)時(shí)間序列的同步性〔10〕。本研究將fMRI技術(shù)應(yīng)用于針刺鎮(zhèn)痛的研究，并將靜息態(tài)腦功能ReHo方法用于數(shù)據(jù)分析，從ReHo的角度探討靜息態(tài)下不同針刺療法鎮(zhèn)痛的中樞機(jī)制及其異同性。

平衡針刺學(xué)其理論依據(jù)認(rèn)為人體是一個(gè)整體，具有自身的調(diào)節(jié)功能和被動(dòng)加強(qiáng)的特性，選取體表特定穴位，運(yùn)用針刺的外因刺激，依靠人自身的調(diào)節(jié)機(jī)制達(dá)到自我修復(fù)、自我完善、自我平衡的目的。

通過對(duì)平衡針和一般傳統(tǒng)體針針刺后的ReHo的分析，可以看出兩種針刺方法相同的ReHo腦區(qū)主要為雙側(cè)小腦半球、小腦后葉、小腦前葉、小腦蚓部、扣帶回、額中回、額上回、額下回、顳上回、海馬、枕中回、頂下小葉及初級(jí)和次級(jí)軀體感覺區(qū)。結(jié)合以往文獻(xiàn)資料，小腦蚓部、扣帶回、海馬參與鎮(zhèn)痛比較明確〔3，11～14〕，說明平衡針和體針都是通過鎮(zhèn)痛中樞進(jìn)行鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)，兩種針刺方法均是通過小腦蚓部、扣帶及海馬進(jìn)行鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)〔15～17〕。對(duì)于初級(jí)和次級(jí)感覺區(qū)域的激活可能是針刺穴位后，中樞神經(jīng)對(duì)針感產(chǎn)生反應(yīng)；如許建陽〔16〕及Dimitrova等〔5〕研究發(fā)現(xiàn)針刺一側(cè)穴位可導(dǎo)致對(duì)側(cè)第一軀體感覺皮層信號(hào)增高，認(rèn)為這是該腦功能區(qū)對(duì)針刺感的反應(yīng)，屬于中樞神經(jīng)對(duì)針感的反應(yīng)。

本研究表明兩種針刺方法在鎮(zhèn)痛效果和針刺信息傳遞通路上存在差異。目前比較清楚的痛覺調(diào)制通路中，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、下丘腦、初級(jí)及次級(jí)軀體感覺區(qū)、運(yùn)動(dòng)皮層、尾狀核、邊緣系統(tǒng)都是重要的痛覺調(diào)制中樞〔4，14〕。中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)被認(rèn)為是痛覺調(diào)制系統(tǒng)中起核心作用，激活此腦區(qū)能產(chǎn)生更高級(jí)的中樞鎮(zhèn)痛效應(yīng)。而初級(jí)及次級(jí)軀體感覺區(qū)的興奮被認(rèn)為是中樞神經(jīng)對(duì)針感反應(yīng)在大腦感覺皮層的投射〔18〕。本實(shí)驗(yàn)平衡針針刺腰痛穴，其刺入點(diǎn)為前額兩眉心中央，結(jié)合文獻(xiàn)〔6，7，19〕，平衡針其針刺信號(hào)可直接到達(dá)中腦-邊緣鎮(zhèn)痛環(huán)路和中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)鎮(zhèn)痛中樞，同時(shí)通過丘腦腹后外側(cè)核投射到初級(jí)及次級(jí)軀體感覺區(qū)，從而腦內(nèi)釋放出來的5-羥色胺和腦啡肽等實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛療效。體針選穴為大腸俞、阿是穴，配穴關(guān)元俞，針刺信息首先通過脊髓后角進(jìn)入脊髓水平，在脊髓先進(jìn)行初級(jí)的鎮(zhèn)痛調(diào)制，然后通過脊髓-延髓調(diào)節(jié)通路，到達(dá)中腦-邊緣鎮(zhèn)痛環(huán)路進(jìn)行鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)。這樣平衡針在針刺信息傳遞過程中相對(duì)一般傳統(tǒng)體針能更直接、快速。從而表明平衡針針刺鎮(zhèn)痛的即時(shí)效應(yīng)較一般傳統(tǒng)體針針刺鎮(zhèn)痛明顯，即時(shí)鎮(zhèn)痛效果強(qiáng)烈。這一結(jié)果也支持以前一些利用平衡針與體針進(jìn)行鎮(zhèn)痛對(duì)比研究所得的結(jié)論〔20，21〕。

在平衡針與體針組間ReHo圖中表現(xiàn)雙側(cè)小腦半球扁桃體、左側(cè)枕葉梭狀回、右側(cè)下頂葉、右側(cè)額上回ReHo值升高。雙側(cè)小腦半球ReHo值升高表明應(yīng)用平衡針療法，被試通過自身軀體調(diào)節(jié)，達(dá)到自身平衡狀態(tài)，產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)〔22，23〕。而左側(cè)枕葉梭狀回、右側(cè)下頂葉、右側(cè)額上回ReHo值升高，可能表明針刺激給被試產(chǎn)生了不同強(qiáng)度情緒反應(yīng)有關(guān)。畢竟平衡針腰痛穴位位于前額正中，被試產(chǎn)生情緒反應(yīng)較一般傳統(tǒng)體針強(qiáng)烈〔15〕。

總之，平衡針和體針對(duì)腰痛都是通過鎮(zhèn)痛中樞進(jìn)行鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)。但由于不同針法選穴不同，導(dǎo)致針刺信息傳遞通路上的差異，使鎮(zhèn)痛效果上有所不同。同時(shí)由于被試針刺穴位不同，引起的情緒反應(yīng)不同，在功能腦區(qū)上表現(xiàn)也有所不同，這在今后的研究中注意避免針刺引起被試的情緒反應(yīng)，同時(shí)還應(yīng)對(duì)疼痛評(píng)分上進(jìn)行更細(xì)的分類。

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