針刺大鐘、太溪組穴腦激活區(qū)功能MRI研究

張帆，李曉陵，吳迪，張賀，李崖雪，張秦宏，孫忠人*

臨床研究

針刺大鐘、太溪組穴腦激活區(qū)功能MRI研究

張帆1，李曉陵2，吳迪1，張賀1，李崖雪2，張秦宏1，孫忠人1*

目的 應(yīng)用血氧水平依賴功能MRI技術(shù)(blood oxygen leveldependent functional magnetic resonance imaging，Bold-fMRI)觀察同時(shí)針刺右側(cè)足少陰腎經(jīng)大鐘、太溪組穴引起的腦部激活信號(hào)改變情況，探討針刺大鐘、太溪組穴腦激活區(qū)與單獨(dú)針刺上述兩個(gè)穴位產(chǎn)生的腦激活區(qū)相似性和差異性，以及針刺穴位引起的腦特異性反應(yīng)。材料與方法 使用3.0 T雙源雙梯度MR掃描儀采集14名健康志愿者針刺右側(cè)大鐘、太溪組穴時(shí)Bold信號(hào)數(shù)據(jù)，使用spm12 (statistical parametric mapping)軟件包對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 針刺大鐘、太溪組穴引起的正激活腦區(qū)包括：左側(cè)額葉、中央前回(Ba44)、額下回，右側(cè)島葉(Ba13)、額葉、小腦前葉、丘腦、小腦后葉、頂葉(Ba22)、中央后回(Ba4)；負(fù)激活腦區(qū)包括：左側(cè)中腦，右側(cè)邊緣葉，海馬回(Ba17)。結(jié)論 針刺大鐘、太溪穴組穴引起的激活腦區(qū)與已往單獨(dú)針刺上述兩個(gè)穴位比較不是簡單的疊加效應(yīng)，而是存在特異性激活腦區(qū)；針刺大鐘、太溪組穴引起的腦激活區(qū)可能與其產(chǎn)生的臨床療效相關(guān)；針刺大鐘、太溪組穴可引起大腦相對特異性反應(yīng)。

針刺穴位；大鐘穴；太溪穴；腦；磁共振成像

1Heilong-jiang University of Traditional Chinese Medicine, Harbin 150040, China

2First Hospital Affiliated to Heilong-jiang University of Traditional Chinese Medicine，Harbin 150040, China

ACKNOW LEDGMENTS This paper is supporting by Natural Science Foundation of China (No. 81373714, 81473761). This paper is supporting by Heilongjiang province natural science foundation (No. D201214). This paper is supporting by Heilongjiang provincial health departmentscientificfund （No. 2012-345）.

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(編號(hào)：81373714，81273823)；黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(編號(hào)：D201214)；黑龍江省衛(wèi)生廳科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：2012-345)

張帆, 李曉陵, 吳迪, 等. 針刺大鐘、太溪組穴腦激活區(qū)功能MRI研究. 磁共振成像, 2016, 7(7): 481-486.nervous. Its curative effect is closely associated w ith the limbic system especially the thalam ic activation.

大鐘、太溪穴屬足少陰腎經(jīng)原、絡(luò)穴，原穴是指臟腑原氣經(jīng)過和留止的部位，絡(luò)穴是指絡(luò)脈在本經(jīng)別出部位的腧穴。臨床上常將原、絡(luò)穴配合應(yīng)用，以加強(qiáng)療效。中醫(yī)對腎的認(rèn)識(shí)比西醫(yī)較為廣泛，相對于西醫(yī)學(xué)組織器官包括生殖、泌尿系統(tǒng)以及起支配作用的神經(jīng)系統(tǒng)[1]，該經(jīng)絡(luò)腧穴主要治療泌尿生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病。Cho等[2]于1998年首次將功能MRI (fMRI)技術(shù)應(yīng)用于針刺穴位引起腦部激活區(qū)改變的研究，隨著fMRI的推廣與發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于針刺腧穴的研究中[3-4]。本研究中筆者應(yīng)用Bold-fMRI技術(shù)試圖通過針刺大鐘、太溪組穴引起的腦激活區(qū)Bold信號(hào)變化，通過與已往對單獨(dú)針刺大鐘穴和太溪穴的fMRI研究結(jié)果對比，分析被激活腦區(qū)的功能，探索針刺該組穴引起激活腦區(qū)的特異性及治療疾病的療效機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 受試者選擇標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過志愿者知情同意和黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)對實(shí)驗(yàn)批準(zhǔn)允許后，篩選排除不符合納入標(biāo)準(zhǔn)者，包括：有神經(jīng)及精神疾病、實(shí)驗(yàn)5 d之內(nèi)有攝入藥物史、有頭部外傷史、有吸煙飲酒等不良嗜好、不能忍受針刺帶來的心理生理反應(yīng)、意識(shí)喪失和有幽閉癥的志愿者。最終14名符合標(biāo)準(zhǔn)的健康志愿者通過實(shí)驗(yàn)前檢測成為受試者，年齡(26±2)歲，均為男性，均為右利手。

1.2 圖像采集

圖1　block設(shè)計(jì)方案Fig. 1 The mode of block stimulation.

受試者頭部圖像采集使用飛利浦A ch ieva 3.0 T雙源雙梯度MR掃描儀和16通道并行采集顱腦線圈。結(jié)構(gòu)圖像使用三維快速擾相位梯度回波反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(T1W I-3D-TFE-ref TE 3.4 ms， TR 7.4m s，矩陣 228×227，F(xiàn)OV 250 mm× 250 mm，反轉(zhuǎn)角8°，掃描層數(shù)301層，層間隔l mm，層厚0 mm)。功能序列圖像采集使用單次激發(fā)平面回波成像的梯度回波序列(echo p lanar imaging，TE 70 ms，TR 3000 ms，矩陣 96×96，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，反轉(zhuǎn)角90°，掃描層數(shù)24層，層間隔0 mm，層厚4 mm，掃描時(shí)間為8 m in 9 s)，掃描范圍包括全部大腦、小腦和腦干。

1.3 實(shí)驗(yàn)范式

實(shí)驗(yàn)場所及設(shè)施均由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院CT-MRI科提供。進(jìn)行MR掃描前受試者充分休息30 m in以上，摘去身上磁性物品、活動(dòng)假牙、金屬及電子器械。進(jìn)入磁場后受試者平臥于檢查床上，頭部置于顱腦線圈內(nèi)，耳道內(nèi)放入防噪聲耳塞，并使用海綿墊填充頭部兩側(cè)空隙，受試者在掃描過程中佩戴眼罩閉目并且保持清醒，囑咐其頭部保持靜止?fàn)顟B(tài)和盡量不進(jìn)行思維活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)分別采集14名受試者針刺右側(cè)足少陰腎經(jīng)大鐘、太溪組穴(大鐘穴位于內(nèi)踝后下方，太溪穴下0.5寸(本研究取穴標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)中醫(yī)傳統(tǒng)理論同身寸法進(jìn)行測量，即是以被試者的中指中節(jié)屈曲時(shí)手指內(nèi)側(cè)兩端橫紋之間的距離為1寸)稍后，當(dāng)跟腱附著部的內(nèi)側(cè)前方凹陷處；太溪穴位于足內(nèi)側(cè)，內(nèi)踝后方與跟腱之間的凹陷處)腦部Bold信號(hào)數(shù)據(jù)。受試者雖然對實(shí)驗(yàn)流程有基本了解，但均對實(shí)驗(yàn)所取針刺位置信息毫不知情。針具長度40 mm，直徑0.25 mm，是由蘇州康升醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)的康年牌針灸針。針刺操作由同一名經(jīng)驗(yàn)豐富的針灸醫(yī)師完成，在功能序列掃描前2 m in將針灸針快速垂直刺入受試者大鐘、太溪穴中，深度為15～24 mm，以得氣產(chǎn)生麻脹感為度。功能序列掃描時(shí)采取block模式進(jìn)行針刺操作。block模式包括4組刺激，即4個(gè)持續(xù)1 m in捻針(S1、S2、S3、S4)和4個(gè)(R1、R2、R3、R4)留針不捻針基線狀態(tài)組成，捻針和留針交替進(jìn)行。捻針采用平補(bǔ)平瀉手法，同時(shí)對大鐘、太溪穴進(jìn)行捻針操作，捻轉(zhuǎn)角度為180°±20°，頻率為60～90次/m in。block方案如圖1所示。

1.4 圖像處理

圖像處理使用統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)分析軟件包SPM 12 (statistical parametric mapping http:// www.fil.ion.ucl. ac. uk /spm/)，將圖像進(jìn)行頭動(dòng)矯正(Realign) 并排除平動(dòng)大于1 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)大于1°的受試者數(shù)據(jù)，再將功能圖像配準(zhǔn)(coregister)到3D結(jié)構(gòu)圖像中，對3D結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行腦灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液分割(segm en t)，使用分割后產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)將所有矯正后的功能像標(biāo)準(zhǔn)化到M N I(蒙特利爾神經(jīng)研究所)空間，標(biāo)準(zhǔn)化后的體素大小為3 mm×3 mm× 3 mm，對標(biāo)準(zhǔn)化后的功能像進(jìn)行空間平滑，平滑采用6 mm的高斯濾波。最后對圖像進(jìn)行一般線性模型(general liner model，GLM)分析。分別對經(jīng)過GLM分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)組分析，采用組間單樣本t檢驗(yàn)，P＜0.01(未校正)，t＞2.82，相連體素值＞5為閾值。

2 結(jié)果

針刺時(shí)受試者均感受到酸麻脹痛的得氣感。針刺大鐘、太溪組穴引起腦區(qū)正激活包括：左側(cè)額葉、中央前回(Ba44)、額下回，右側(cè)島葉(Ba13)、丘腦、額葉、小腦前葉、小腦后葉、頂葉(Ba22)、中央后回(Ba4)(圖2；表1)；負(fù)激活腦區(qū)包括：左側(cè)中腦，右側(cè)海馬回(Ba17)、邊緣葉(圖2；表2)。

表1　針刺大鐘、太溪組穴在大腦MNI坐標(biāo)上的正激活區(qū)Tab. 1 MNI coordinates of Brain regions activated by acupuncture stimulation at the Dazhong and Taixi acupoints

表2　針刺大鐘、太溪組穴在大腦MNI坐標(biāo)上的負(fù)激活區(qū)Tab. 2 MNI coordinates of brain regions deactivated by acupuncture stimulation at the Dazhong and Taixi acupoints

3 討論

本課題組在已往對單獨(dú)針刺太溪穴和大鐘穴的fMRI研究顯示，針刺大鐘穴引起正激活腦區(qū)為：雙側(cè)小腦前葉；左側(cè)顳下回(BA 37)、顳中回(BA 38、BA 39)、顳極(BA 38)、腦干、蒼白球、額上回(BA 6)，右側(cè)顳極(BA 32)、額中回(BA 6)[4]。針刺太溪穴引起的正激活腦區(qū)為：雙側(cè)顳上回( BA 22)、島葉( BA 13)，中部扣帶回( BA32、BA24)，左側(cè)顳中回( BA21) 、丘腦，右側(cè)額下回( BA 4)；負(fù)激活腦區(qū)包括：右側(cè)海馬、海馬旁回及杏仁核( BA 27、BA 35、BA 36)[5]與本研究結(jié)果相比較，同時(shí)針刺大鐘、太溪組穴與單獨(dú)針刺上述兩個(gè)穴位引起的激活腦區(qū)在雙側(cè)額葉；左側(cè)海馬回(Ba17)；右側(cè)島葉(Ba13)、小腦前葉存在重疊現(xiàn)象；在左側(cè)中央前回(Ba44)、中腦，右側(cè)丘腦、頂葉、中央后回、緣上回(Ba22)、邊緣葉又存在特異性激活。提示針刺大鐘、太溪組穴引起的激活腦區(qū)不是單獨(dú)針刺上述兩個(gè)穴位激活腦區(qū)的簡單疊加，而是存在特異性激活。

圖2　針刺大鐘、太溪組穴引起腦區(qū)正激活和負(fù)激活軸位圖Fig. 2 Axial map of active and deactive fMRI cerebral regions by acupuncture the Dazhong and Taixi points.

據(jù)《千金方》記載：“大鐘、太溪，主煩心滿嘔”。針刺大鐘、太溪組穴臨床主要應(yīng)用于治療更年期綜合征[6]。更年期綜合征其癥狀主要體現(xiàn)在月經(jīng)周期改變和潮熱癥。本研究丘腦區(qū)呈現(xiàn)正激活狀態(tài)，丘腦由底部、后部、上部、下部組成，丘腦下部又稱下丘腦，具有分泌促性腺激素釋放激素的作用，促性腺激素釋放激素作用于垂體之后生成促性腺激素，促性腺激素最后作用于卵巢生成雌性激素[7]，而雌性激素是形成和維持正常月經(jīng)周期的關(guān)鍵[8]。下丘腦也是人體的體溫調(diào)節(jié)中樞，女性更年期時(shí)體內(nèi)激素分泌紊亂直接或間接影響下丘腦功能引起體溫調(diào)節(jié)失調(diào)導(dǎo)致潮熱癥[9]。因此針刺大鐘、太溪組穴治療更年期綜合征的機(jī)制可能與其調(diào)節(jié)丘腦，特別是下丘腦的功能有關(guān)。

國內(nèi)外相關(guān)研究顯示，針刺腧穴可以特異性引起邊緣系統(tǒng)-旁邊緣系統(tǒng)-新皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)激活和軀體感覺皮層正激活[10-11]。本研究顯示針刺大鐘、太溪組穴時(shí)邊緣葉為負(fù)激活狀態(tài)，在軀體感覺皮層也可以觀察到正激活。邊緣葉是指大腦半球內(nèi)側(cè)面與腦干連接部和胼胝體旁的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，包括杏仁核、扣帶回、下丘腦、海馬回等組織，是調(diào)節(jié)情緒、控制內(nèi)臟活動(dòng)的重要中樞[12-13]。中腦在本研究中呈現(xiàn)負(fù)激活狀態(tài)，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)包涵大量的阿片類受體以及內(nèi)啡肽和腦啡肽終端[14]，研究顯示電刺激中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)可引起持久的鎮(zhèn)痛效果[15]。人腦負(fù)責(zé)管理疼痛的腦區(qū)包括丘腦、島葉、前扣帶回、軀體感覺皮層[16-17]，而上述腦區(qū)在針刺大鐘、太溪組穴時(shí)被特異性激活。臨床應(yīng)用顯示針刺大鐘穴和太溪穴都具有緩解運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)疼痛的療效[18-20]，上述激活腦區(qū)在為針刺腧穴存在特異性提供證據(jù)的同時(shí)也提示針刺大鐘、太溪組穴鎮(zhèn)痛機(jī)制可能與調(diào)節(jié)疼痛矩陣和中腦活動(dòng)有關(guān)。

針刺大鐘、太溪組穴時(shí)邊緣系統(tǒng)同時(shí)出現(xiàn)正激活和負(fù)激活現(xiàn)象。國外研究顯示針刺某些腧穴時(shí)可引起邊緣系統(tǒng)Bold信號(hào)呈現(xiàn)雙峰型時(shí)間相關(guān)性改變[21]，說明針刺某些腧穴對腦部的影響不僅僅是造成相關(guān)腦區(qū)血流動(dòng)力學(xué)的改變，而是一種復(fù)雜的調(diào)節(jié)過程。這種調(diào)節(jié)作用在針刺結(jié)束后的20 min之內(nèi)還會(huì)持續(xù)[14]，參考國內(nèi)外的相關(guān)研究也體現(xiàn)出此次實(shí)驗(yàn)的不足，如只能簡單的顯示出腦區(qū)激活情況，無法顯示腦區(qū)變化的時(shí)間相關(guān)性，同時(shí)后效應(yīng)的存在會(huì)影響基線信號(hào)水平，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。本研究的受試者均為正常男性青年，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否適用于患病者還有待于進(jìn)一步研究。

綜上所訴針刺大鐘、太溪穴組穴引起的激活腦區(qū)與已往單獨(dú)針刺上述兩個(gè)穴位比較不是簡單的疊加效應(yīng)，而是存在特異性激活；實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示針刺大鐘、太溪組穴引起的腦激活區(qū)可能與其產(chǎn)生的臨床療效相關(guān)；邊緣系統(tǒng)的負(fù)激活情況與國外研究相一致，為針刺腧穴可以引起腦部中樞神經(jīng)系統(tǒng)相對特異性反應(yīng)[22-23]提供新的證據(jù)。

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A study of acupuncture Dazhong and Taixi acupointsbased on fMRI

ZHANG Fan1, LI Xiao-ling2, WU Di1, ZHANG He1, LI Ya-xue2, ZHANG Qin-hong1, SUN Zhong-ren1*

8 Oct 2015, Accepted 9 Nov 2015

Ob jective: Using functional magnetic resonance imaging to observe the brain blood oxygen level dependent signal change by acupuncturing the right side of kidney channel of foot shaoyin Dazhong and Taixi acupoints, to explore the relationship between efficacy and activate brain areas. To observe the brain blood oxygen level dependent signal change by acupuncturing the right side of kidney channel of foot shaoyin Dazhong and Taixi acupoints based on blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging, and to explore the relationship between efficacy and activate brain areas. M aterials and M ethods: Using 3.0 T dual-source double gradient magnetic resonance to collect the Bold signal data of 14 healthy volunteers who were acupunctured the right side of kidney channel of foot shaoyin Dazhong and Taixi acupoints, then using SPM 12 (statistical parametric mapping) to process data and statistical analysis. Results: The active cerebral areas by acupuncturing Dazhong and Taixi acupoints include: The left frontal lobe, left medial frontal gyrus (Ba44), left inferior frontal gyrus and right insula (Ba13), right frontal, right cerebellum anterior lobe, right thalamus, right cerebellar lobe, right parietal lobe(Ba22), right posteriorcentral gyrus (Ba4), deactivate brain regions include: The left side of the m idbrain, the right side Limbic lobe and hippocampus (Ba17). Conclusion: Acupuncture Dazhong and Taixi acupoints can cause the relative specificity reaction helpful to early diagnosis and condition evaluation. specificity reaction of brain central

Acupuncture points; Dazhongacupoint; Taixiacupoint; Brain; Magnetic resonance imaging

1. 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，哈爾濱 150040 2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院，哈爾濱 150040

孫忠人，E-m ail：1035186010@ qq.com

2016-02-03接受日期：2016-03-23

R445.2

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.07.001

*Correspondence to: Sun ZR, E-mail: 1035186010@qq.com