運(yùn)用功能性磁共振研究針刺足三里對(duì)腦功能影響的現(xiàn)狀分析*

黃 梅,趙 榮,王 峰 ,黃 昆,徐金龍,楊增榮,徐 蔚

(1.云南中醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650000;2.昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，云南 昆明 650000)

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運(yùn)用功能性磁共振研究針刺足三里對(duì)腦功能影響的現(xiàn)狀分析*

黃 梅1,趙 榮1,王 峰1,黃 昆1,徐金龍1,楊增榮1,徐 蔚2△

(1.云南中醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650000;2.昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，云南 昆明 650000)

通過(guò)查閱2005—2014年在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)、萬(wàn)方、維普數(shù)據(jù)庫(kù)公開(kāi)發(fā)表的應(yīng)用功能性磁共振成像(fMRI)技術(shù)觀察針刺足三里穴相應(yīng)腦功能反應(yīng)情況的文獻(xiàn)資料，探討針刺足三里腦反應(yīng)研究現(xiàn)狀，為研究腦與針灸臨床相關(guān)性、腦與穴位相關(guān)性、腦與經(jīng)絡(luò)相關(guān)性等提供思路。研究發(fā)現(xiàn)足三里的fMRI研究呈逐年增多趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案方面取得了一定的進(jìn)展。刺激足三里對(duì)大腦皮層及邊緣系統(tǒng)有廣泛的激活效應(yīng)，在驗(yàn)證經(jīng)穴特異性的同時(shí)，一定程度上揭示了穴位-經(jīng)絡(luò)-中樞-臟腑的相關(guān)性以及腦功能區(qū)可能存在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)作用參與針刺效應(yīng)。

功能性磁共振成像;針刺；足三里;綜述

大腦是人體感知各種外界刺激及下達(dá)各種命令及信息的交流場(chǎng)所，針刺刺激過(guò)程中，腦的中樞整合是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前對(duì)于針刺刺激與腦的相關(guān)性研究中，功能性磁共振技術(shù)(Functional magnetic resonance imaging，fMRI)因其無(wú)輻射、無(wú)創(chuàng)、具有時(shí)間及空間高分辨率、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)追蹤腦內(nèi)信號(hào)改變等特點(diǎn)運(yùn)用廣泛[1]。采用fMRI技術(shù)幾乎涉及了經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)所有經(jīng)脈[2]，經(jīng)脈上氣血流注聚結(jié)的地方——腧穴是研究的關(guān)鍵。足三里穴作為臨床常用穴位，目前在運(yùn)用功能性磁共振研究腦與針灸的臨床相關(guān)性中最為常用[3]。本研究通過(guò)對(duì)近10年來(lái)針刺足三里穴fMRI的腦功能影響的文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析，以期為腦與針灸臨床相關(guān)性、腦與穴位相關(guān)性、腦與經(jīng)絡(luò)相關(guān)性等研究提供思路。

1 文獻(xiàn)檢索方法及結(jié)果

通過(guò)檢索中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普數(shù)據(jù)庫(kù)近年來(lái)公開(kāi)發(fā)表的全文文獻(xiàn)，以“功能性磁共振或fMRI”“足三里”為關(guān)鍵詞用“AND”連接進(jìn)行檢索，檢索后文獻(xiàn)經(jīng)過(guò)手工剔除重復(fù)報(bào)道、內(nèi)容缺乏真實(shí)性及未采用針刺刺激的文章，最后共計(jì)得到相關(guān)文獻(xiàn)26篇。其中，綜述5篇，臨床及基礎(chǔ)研究20篇，動(dòng)物研究1篇。由于穴位的功能性磁共振研究是在活體上進(jìn)行，因此，文獻(xiàn)中除了1例采用高級(jí)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物食蟹猴在麻醉狀態(tài)下進(jìn)行針刺左側(cè)足三里 fMRI的研究[4]外，余均在人體上進(jìn)行，故本研究的文獻(xiàn)來(lái)源以臨床及基礎(chǔ)類文章為主[5-24]。對(duì)2005年到2014年10年期間發(fā)表在中文核心期刊或科技核心期刊的上述標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)圖1。

圖1 核心期刊文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)

從圖1可以看出，足三里的功能性磁共振研究呈逐年增多趨勢(shì)，近5年的研究是之前5年的2.3倍。隨著研究的深入及設(shè)備的更新，足三里的腦中樞機(jī)制以及由此而展開(kāi)的相關(guān)研究將是針刺研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

2 受試對(duì)象及樣本量

根據(jù)文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間得到足三里穴的功能磁共振研究中受試對(duì)象來(lái)源及文獻(xiàn)中的樣本含量如封三彩圖2。從封三彩圖2中可以明顯的看出，近10年的足三里功能磁共振研究主要以健康志愿者為研究對(duì)象，且采用自身對(duì)照研究。早期僅有1篇[9]選擇了腦梗死患者，但沒(méi)有任何對(duì)照方式，樣本例數(shù)為7例，研究結(jié)果的可靠性有待質(zhì)疑。在近5年的研究中[11-24]，受試者的選擇逐漸偏向于病理狀態(tài)的患者，樣本含量增加。有學(xué)者[25]也認(rèn)為，功能磁共振的研究樣本中，超過(guò)17例的研究結(jié)果較穩(wěn)定。因此，如何在避免資源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上合理選擇樣本含量更有利于穴位的fMRI研究，仍是今后不容忽視的環(huán)節(jié)。

3 設(shè)備材料

3.1.1 設(shè)備 fMRI技術(shù)要求獲得高分辨率的腦圖像，在fMRI成像系統(tǒng)中，1.5T的磁共振設(shè)備具有磁場(chǎng)強(qiáng)度高、圖像質(zhì)量清晰、可靠等特點(diǎn)在各大醫(yī)院普及。而近年來(lái)3.0T磁共振設(shè)備由于信噪高的優(yōu)勢(shì)在體部多期動(dòng)態(tài)掃描以及心血管成像上超越1.5T，并且可以最大程度減少偽影而擁有更好的BOLD成像效果,完成1.5T設(shè)備所不能完成的DTI成像，逐漸成為臨床及實(shí)驗(yàn)研究的新寵。在本次文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)中，除5篇綜述，余臨床文獻(xiàn)采用1.5T磁共振設(shè)備占61.9%，3.0T磁共振設(shè)備占38.1%。但對(duì)于如何選擇1.5T還是3.0T設(shè)備應(yīng)以臨床實(shí)際需求為主。1.5T磁共振設(shè)備不斷改進(jìn)技術(shù)，仍將是醫(yī)院的主導(dǎo)。

3.1.2 針具 上述文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)表明，用于實(shí)驗(yàn)的針具和臨床使用的針具有所差別，采用一次性不銹鋼針具占了50%。而足三里的fMRI研究中，除了一次性不銹鋼針具外還有35%的研究采用了銀質(zhì)針具。見(jiàn)圖3。李貞晶等[26]認(rèn)為在磁場(chǎng)中操作不能使用不銹鋼針，若是在掃描前針刺可以采用不銹鋼針，若是要在磁場(chǎng)中操作，還是應(yīng)該以999純銀針具比較合適。對(duì)于肖葉玉等[8]采用的無(wú)磁性金屬針，并沒(méi)有注明是何種金屬、生產(chǎn)廠商、型號(hào)等，不具參考意義。

圖3 針具

4 足三里fMRI觀察情況

4.1 單純腦激活區(qū)研究

針刺足三里穴最直接的觀察是腦區(qū)的激活與負(fù)激活反應(yīng)。在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，針刺對(duì)象為健康志愿者且為右側(cè)足三里穴的有8篇[5-8,12,14,16-17]，經(jīng)手工統(tǒng)計(jì)腦激活區(qū)見(jiàn)封三彩圖4。

封三彩圖4中，以針刺健康志愿者右側(cè)足三里的腦區(qū)激活(包括了正激活和負(fù)激活)為觀察指標(biāo)，共同的激活區(qū)域集中在扣帶回、中央后回、額中回，其次是中央前回、額上回、額下回、顳中回、島葉等。其中，具有代表性的是江虹等[12]將具有中醫(yī)特色的針刺補(bǔ)瀉手法應(yīng)用到足三里的功能磁共振研究，結(jié)果表明電針補(bǔ)瀉手法在激活的腦區(qū)范圍上變化不大，并且針刺假穴組只激活中央旁小葉及小腦半球，而經(jīng)穴組激活了范圍更廣的輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、腦皮質(zhì)區(qū)、邊緣系統(tǒng)，這與手針補(bǔ)法激活的腦區(qū)大部分重疊[8]。這也進(jìn)一步說(shuō)明補(bǔ)瀉手法對(duì)研究方案中即時(shí)效應(yīng)的影響較小，但是否影響長(zhǎng)期效應(yīng)有待研究。方繼良等[15]選擇了電針左側(cè)足三里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)丘腦-體感區(qū)-島葉有明顯激活效應(yīng)，對(duì)邊緣葉-新皮層有顯著負(fù)激活效應(yīng)，與具有相似功能的關(guān)元穴腦激活區(qū)相似。不僅如此，方繼良等[15]還采用了腦功能網(wǎng)絡(luò)連接分析方法，對(duì)研究對(duì)象靜息態(tài)、留針、電針以及針刺后效應(yīng)等腦功能網(wǎng)絡(luò)變化進(jìn)行追蹤觀察，發(fā)現(xiàn)留針及電針的腦功能網(wǎng)絡(luò)存在顯著性差，在針刺后效應(yīng)中，足三里穴較關(guān)元穴短程功能連接差異高于長(zhǎng)程功能連接，為足三里的穴位特異性和臨床取穴提供了一定的腦效應(yīng)基礎(chǔ)。

4.2 觀察腦區(qū)低頻振幅(ALFF)的腦功能研究

表1 腦區(qū)ALFF變化統(tǒng)計(jì)

采用靜息態(tài)磁共振成像低頻振幅(ALFF)是為了關(guān)注在針刺穴位拔針后對(duì)腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)存在的影響。對(duì)于足三里的研究中，表1顯示了不同的研究角度。龍玉等[10]從針后時(shí)間效應(yīng)出發(fā)，陳鑫等[11]則更關(guān)注經(jīng)穴與非經(jīng)穴的區(qū)別，但研究結(jié)果皆證明了腦區(qū)ALFF變化集中在顳、頂、枕等大腦皮層、小腦以及邊緣系統(tǒng)。這與圖4的腦激活區(qū)也存在80%以上的重疊，再一次說(shuō)明了足三里穴有類似的固定的腦功能效應(yīng)區(qū)。另外，在針刺后25 min內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的腦區(qū)ALFF增高，經(jīng)穴較非經(jīng)穴腦區(qū)ALFF增高明顯，這對(duì)于解釋臨床操作中絕大部分患者拔針后仍有針感遺留所發(fā)揮的針刺持續(xù)性效應(yīng)、穴位的特異性等有了更有力的腦效應(yīng)證據(jù)。

4.3 基于局部一致性(ReHo)方法的腦功能研究

Reho方法是一種處理靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)的分析方法，Reho值升高常提示局部腦區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)的一致性增強(qiáng)，反之減弱。表2中吳珊珊等[13]與鐘治平等[22]觀察拔針后第25 min的腦區(qū)Reho值變化結(jié)果完全相同，且都證明由于顳葉、梭狀回、扣帶回等邊緣系統(tǒng)腦區(qū)的Reho值變化，提示了足三里調(diào)節(jié)胃腸功能中樞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作用機(jī)制的存在。李臘梅等[18]研究對(duì)不同敏感度體質(zhì)個(gè)體的足三里穴針刺前后腦區(qū)Reho值，表2列出了正常組的Reho值變化，而敏感組較正常組、不敏感組Reho值變化腦功能區(qū)最多、程度更強(qiáng)，也充分證明了臨床上得氣感較好的患者療效也更好。表2的統(tǒng)計(jì)中，共同的Reho值變化腦區(qū)都涉及到了邊緣系統(tǒng)，是否邊緣系統(tǒng)在針刺足三里的效應(yīng)機(jī)制響應(yīng)中發(fā)揮了主要的作用，仍需要大樣本及病理狀態(tài)受試者的研究來(lái)證明。

4.4 功能性消化不良(FD)患者腦功能成像

2篇文獻(xiàn)[20、24]都采用了實(shí)驗(yàn)組FD患者、對(duì)照組健康志愿者的右側(cè)足三里為研究對(duì)象。相對(duì)于圖4健康志愿者右側(cè)足三里的腦激活區(qū)，F(xiàn)D患者特異性的激活了下丘腦。下丘腦是調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng)和內(nèi)分泌活動(dòng)的較高級(jí)神經(jīng)中樞所在，與腦垂體激素的分泌和釋放密切聯(lián)系，參與自主神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)調(diào)節(jié)。因此，對(duì)于下丘腦的相關(guān)的癥狀如肥胖、厭食、睡眠障礙、體溫等，足三里在臨床上都有較好治療與調(diào)整作用。

表2 腦區(qū)Reho值變化統(tǒng)計(jì)

表3 病理狀態(tài)腦功能成像統(tǒng)計(jì)

5 討論

功能性磁共振技術(shù)(fMRI)基于血氧水平依賴(BOLD)的核磁共振成像技術(shù)，出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代。由于此技術(shù)能特定在大腦活動(dòng)的皮層區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的定位，并實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)的改變，對(duì)于客觀的評(píng)價(jià)腦反應(yīng)與穴位的特異性、腦功能與經(jīng)絡(luò)功能、中樞網(wǎng)絡(luò)與針刺效應(yīng)機(jī)制等具有可靠的說(shuō)服力。有學(xué)者檢索了“十一五”期間國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)表的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，且采用腦功能成像技術(shù)為研究手段，在統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)穴優(yōu)于非穴的治療效應(yīng)，不同經(jīng)穴的治療效應(yīng)不同，跟病癥相關(guān)經(jīng)穴的針刺效應(yīng)優(yōu)于非相關(guān)經(jīng)穴，這在一定程度上證實(shí)了經(jīng)穴效應(yīng)特異性的存在[27]。其效應(yīng)機(jī)制可能是針刺在穴位作用產(chǎn)生信號(hào)輸入腦內(nèi)進(jìn)行高端信息整合，進(jìn)而將反饋信息輸出外周靶點(diǎn)，通過(guò)穴位-經(jīng)絡(luò)-中樞-經(jīng)絡(luò)-靶器官發(fā)揮作用[28]。而在胡偉等[24]的研究中，功能性消化不良患者相對(duì)于正常健康者，針刺足三里時(shí)BOLD-fMRI觀察到下丘腦及海馬等區(qū)域明顯激活，針刺后的血清胃泌素含量受到抑制，從而也推斷針刺存在穴位-經(jīng)絡(luò)-中樞-臟腑的作用路徑。穴位是機(jī)體重要的信息“傳感器”，既是經(jīng)絡(luò)上氣血流注的特殊部位，也是內(nèi)在臟腑病變直接的反應(yīng)區(qū)和治療區(qū)[29]，更是fMRI檢測(cè)的關(guān)鍵刺激點(diǎn)。早期的穴位刺激采用健康志愿者，在對(duì)足三里穴的相關(guān)腦功能研究后發(fā)現(xiàn)，在這些健康受試者的腦激活區(qū)中，共同的激活區(qū)域超過(guò)50%以上有扣帶回、中央后回、額中回，中央前回、額上回、額下回、顳中回、島葉等,如圖4?？蹘Щ厥沁吘壪到y(tǒng)的重要組成部分，參與了許多復(fù)雜的軀體和內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)功能和疼痛反應(yīng)，也被認(rèn)為與行為、認(rèn)知、情緒調(diào)節(jié)密切相關(guān)；中央后回是軀體感覺(jué)中樞，中央前回是運(yùn)動(dòng)中樞；額中回、額上回、額下回則被認(rèn)為與記憶、語(yǔ)言、智力、人格等有重要的關(guān)聯(lián)；顳中回與情緒和精神活動(dòng)相關(guān)；島葉則與內(nèi)臟感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)有關(guān)，也被認(rèn)為是邊緣系統(tǒng)的一部分。因此，不難看出，足三里穴的主要功能“肚腹三里留”以及針刺足三里鎮(zhèn)痛、治療運(yùn)動(dòng)感覺(jué)功能障礙等，與此相對(duì)應(yīng)的腦區(qū)也在針刺刺激時(shí)產(chǎn)生了廣泛的激活效應(yīng)，這與病理狀態(tài)的FD患者腦激活區(qū)相一致。但這僅僅體現(xiàn)了足三里治療范圍的一方面，拓寬受試者的病種范圍，使其更接近臨床的研究模式將是今后研究的重要方向。

將fMR技術(shù)運(yùn)用到針刺穴位的研究，關(guān)鍵的步驟是實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)，比如組塊設(shè)計(jì)(Block Design)，經(jīng)典的組塊設(shè)計(jì)是基于“靜息—任務(wù)—靜息”的固定模式，最早用于視覺(jué)和功能皮層的神經(jīng)生理活動(dòng)研究[30]。在本研究統(tǒng)計(jì)足三里的腦功能研究中，組塊設(shè)計(jì)占到57.14%。另一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是事件相關(guān)設(shè)計(jì)(Event related Design)，常用于復(fù)雜的多刺激模式設(shè)計(jì)，刺激任務(wù)的時(shí)間和順序不再固定，可用于提高數(shù)據(jù)的敏感性，但是數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性則需要重復(fù)驗(yàn)證及處理才可能得到經(jīng)得起實(shí)踐驗(yàn)證的結(jié)果[26]，故在fMRI的研究中并不常用，本研究統(tǒng)計(jì)足三里的腦功能研究中僅占到了4.76%。另有28.57%采用靜息太掃描方法，意在受試者清醒狀態(tài)下，避免來(lái)自于聽(tīng)視覺(jué)及其它任務(wù)的刺激，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng)，受試者也比較容易配合，避免了因?yàn)槿蝿?wù)的執(zhí)行而導(dǎo)致的誤差[31]，故在本研究統(tǒng)計(jì)的文獻(xiàn)中主要用來(lái)觀察針刺后和持續(xù)時(shí)間的腦功能反應(yīng)。因此，對(duì)于今后的實(shí)驗(yàn)方案中采用何種任務(wù)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)研究目的和預(yù)期結(jié)果而靈活選擇。

總的來(lái)說(shuō)，足三里的fMRI研究已經(jīng)取得了一定的研究進(jìn)展，特別是在穴位的特異性及針刺即時(shí)效應(yīng)方面。而針刺的后續(xù)效應(yīng)、持續(xù)效應(yīng)也采用了觀察低頻振幅(ALFF)或分析局部一致性(Reho)的數(shù)據(jù)方法。但其研究方案仍然參差不齊，同一穴位的腦反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)受到諸多因素的干擾，如受試者的體質(zhì)、情緒、患病狀況，操作者的取穴精準(zhǔn)度、針刺深度的把握、得氣的評(píng)定、配穴的選擇、實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)方法、設(shè)備參數(shù)、觀察角度等都有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。世界上沒(méi)有相同的人體可供實(shí)驗(yàn)完全的標(biāo)準(zhǔn)化，也不可能在同一個(gè)人體上得出多次重復(fù)完全一樣的研究結(jié)果，如何在盡量避免客觀因素影響的同時(shí)完善實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是今后需要考慮的問(wèn)題。另外，筆者認(rèn)為穴位刺激引起大腦皮層區(qū)域激活，在實(shí)時(shí)觀察腦激活范圍及區(qū)域的同時(shí)是否能結(jié)合其它檢測(cè)手段，如磁共振彌散張量成像(DTI)等追蹤腦白質(zhì)內(nèi)神經(jīng)傳導(dǎo)束的走行，動(dòng)態(tài)的觀察穴位刺激與中樞神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)系將是今后研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

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Human Brain Response to Acupuncture at Zusanli (ST 36 )Acupoint from fMRI Study

HUANG Mei1,ZHAO Rong1,WANG Feng1,HUANG Kun1,XU Jin-long1,YANG Zeng-rong1,XU Wei2△

(1.YunnanUniversityofTCM,Kunming650000,China;2.TheSecondAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650000,China)

This paper reviews the literatures of CNKI,Wanfang Data and VIP Database about acupuncture at Zusanli (ST 36 ) acupoint with fMRI from 2005 to 2014. Analyze the literatures about the human brain response to acupuncture at ST 36 acupoint from fMRI evidence and provide some research ideas about correlation between brain function and clinical acupuncture,acupuncture points and meridians.Research on ST 36 has increased year by year.The study shows the response of human cerebral cortex and limbic system to acupuncture stimulation at ST 36, supporting functional specificity of acupoints in human as evidence by fMRI.The study explains the correlation of acupoint-meridian-centre-Zang fu and the complex network coordination involved in acupuncture efficacy.

fMRI;Acupuncture;Zusanli (ST 36);Summary

云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)目，編號(hào)：2012HB034。

黃梅(1988-)，女，2014級(jí)針灸推拿專業(yè)碩士研究生。

△通訊作者：徐蔚(1962-)，男，教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向：神經(jīng)外科學(xué)臨床及經(jīng)絡(luò)基礎(chǔ)科學(xué)研究。

R245.2

A

1005-0779(2016)11-0094-04

2016-06-15