耳穴神門壓籽法對偏頭痛病人大腦低頻振蕩振幅影響的研究

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偏頭痛是一種對病人及社會都有重大影響的公共衛(wèi)生問題，是一種常見的神經內科疾病，WHO已將其歸為功能性致殘疾病[1]，但是其病理機制尚不明確。目前，偏頭痛的發(fā)作機制仍存在很多假說，近年來研究者采用影像學新技術檢測到偏頭痛大腦微觀結構改變，這可能反映了偏頭痛反復發(fā)作導致神經元變化、腦功能異常的病理生理過程[2]。偏頭痛不僅在發(fā)作期存在多個腦區(qū)的功能異常，而且疼痛發(fā)作間歇期也存在某些腦區(qū)持續(xù)的功能異常和結構改變，提示偏頭痛可能是一種慢性中樞神經系統(tǒng)疾病[3]。近年來功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術的出現(xiàn)為偏頭痛的研究提供了新手段。2007年由Zang等[4]提出低頻振蕩振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)算法，可以從腦代謝能量角度研究與人腦解剖位置相對應的局部神經元的自發(fā)活動，能較客觀地反映人腦復雜的腦活動狀態(tài)，目前是神經、心理、精神等多個領域的研究焦點。耳針療法是針灸學中的重要內容之一，也是治療偏頭痛的有效手段，臨床文獻研究證明耳穴神門對偏頭痛有肯定的預防效果[5]，也是治療偏頭痛的常用穴位[6]，但目前多以臨床研究為主，鮮有耳穴中樞神經機制的研究報道。本試驗擬用靜息態(tài)fMRI技術初步研究耳穴神門干預前后偏頭痛病人神經元活動的特征性變化，對比偏頭痛病人與健康受試者在干預前后的腦功能改變。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 病例來源 選取2013年10月—2014年5月就診于北京中醫(yī)藥大學附屬東直門醫(yī)院腦病科、針灸科的無先兆偏頭痛病人，共9例，均為女性，年齡20歲～50歲，病程1年～8年。納入標準：符合2004年《國際頭痛疾病分類》第二版無先兆的偏頭痛診斷標準；年齡18歲～55歲；右利手；在過去的3個月，頭痛平均每月發(fā)作(2～6)次； 有1年以上偏頭痛病史； 近3個月內未接受針刺治療或其他預防性治療；無長期服用鎮(zhèn)痛藥習慣；體內無金屬植入物，無fMRI檢測禁忌；簽署知情同意書。排除標準：其他類型的頭痛；偏頭痛的首次發(fā)作在50歲以后；合并頭部外傷、精神病、心腦血管病、糖尿病及其他內科疾病者；易合并感染及出血者；孕婦及哺乳期婦。

1.1.2 剔除、脫落和中止標準 不符合納入標準而被誤入的病例應予剔除；受試者依從性差，未按規(guī)定進行功能磁共振檢查和安全性評價者應予剔除；發(fā)生嚴重不良事件或并發(fā)癥，不宜繼續(xù)而被終止試驗的病例。

1.1.3 剔除病例 病例組中有2例受試者，1例因不能配合磁共振檢查而出現(xiàn)運動偽影，影像圖像質量；1例因磁共振常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)垂體病變；故予以剔除。

1.1.4 健康受試者 來自北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院學習和工作健康志愿者9名，男1名，女8名，年齡23歲～25歲，均為右利手，受試前一周無任何藥物服用史，身體健康，無神經精神病史及頭部外傷史，均無MR掃描禁忌證，并未參與過與本次試驗類似的研究。 本研究已通過北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院道德倫理委員會的批準，所有受試者均本人簽署臨床研究知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 取穴及操作 參照2006年中華人民共和國國家標準(GB/T12346- 2006)《腧穴名稱與定位》，選取左耳神門，位于三角窩后1/3的上部，即三角窩4區(qū)。常規(guī)消毒，用醫(yī)療膠布將王不留行籽貼于神門，點壓60 s，強度以有脹痛感為宜，均由同一位針灸科醫(yī)師操作完成。

1.2.2 掃描方法與數(shù)據采集 所有核磁掃描均采用東直門醫(yī)院核磁室西門子3.0T磁共振設備完成。采用16通道矩陣頭線圈固定，在常規(guī)三平面定位后，掃描包括從顱頂?shù)斤B底全腦范圍，平掃序列包括T1WI/TSE、T2WI/TSE 、T2WI/TIR，并對無腦結構異常者進行靜息態(tài)BOLD- fMRI功能像掃描。靜息態(tài)BOLD- fMRI功能像掃描：采用單次激發(fā)平面回波的梯度回波序列(GRE- EPI序列)，掃描參數(shù)：TR 3 000 ms，TE30 ms，矩陣64×64，F(xiàn)OV240 mm×240 mm，翻轉角90°，層厚5 mm，無間隔連續(xù)掃描，體素3.75 mm×3.75 mm×5 mm，掃描包括全腦、小腦和腦干。

本次試驗分別于神門壓籽前后進行靜息態(tài)功能磁共振成像掃描，靜息態(tài)功能像采集連續(xù)掃描10 min，掃描結束后立即持續(xù)點壓左耳神門穴60 s，點壓后立即進行第2次靜息態(tài)功能像掃描，兩次掃描參數(shù)相同。整個試驗研究的功能影像數(shù)據采集均由同一位具有10年以上工作經歷的中級技師完成。詳見圖1。

圖1神門耳穴的fMRI設計

1.2.3 數(shù)據分析 采用SPM8軟件在Matlab 7.0 的平臺上對試驗數(shù)據進行預處理，對每個被試的fMRI 數(shù)據首先進行時間校正，接著進行頭動校正，排除頭部平動大于1 mm、轉動大于1.5°的被試對象，而后將校正后的圖像進行標準化，采用SPM 自帶模板，歸一化到標準的MNI (montreal neurological institute)系統(tǒng)，并將每個體素重采樣至3 mm×3 mm×3 mm；最后使用高斯核函數(shù)進行平滑，降低空間噪聲，全寬半高值(FWHM)為8 mm。對預處理過的功能數(shù)據做帶通濾波，以采用濾波器實現(xiàn)截止頻率為(0.01～0.08) Hz的濾波，去除信號的高頻干擾和低頻漂移；采用REST 軟件(http：//resting- fmri.sourceforge.net)做ALFF 分析，計算信號在(0.01～0.08)Hz 下的功率譜并進行開方，得到信號的低頻振蕩幅度；計算頻率在(0.01～0.08) Hz 的信號振幅的平均值，即BOLD 信號變化的強度；為消除個體間全腦ALFF總體水平的差異，每個體素的ALFF值除以全腦信號幅值的均值，對全腦逐體素做標準化；將靜息和計算狀態(tài)標準化后的ALFF腦圖做配對t檢驗的組間分析，組間進行獨立樣本t檢驗，并將年齡性別作為協(xié)變量。激活閾值設置為P<0.005，激活范圍閾值設為20個體素，得到相對于靜息狀態(tài)各腦區(qū)ALFF增強或減弱的結果。

2 結 果

2.1 干預前病例組與健康組ALFF值比較(見圖2、表1) 病例組左側額下回ALFF值顯著低于健康組(P<0.005)；病例組左側距狀裂周圍皮質、左側輔助運動區(qū)ALFF值顯著高于健康組(P<0.005)。

圖2 干預前病例組與健康組的ALFF值腦區(qū)顯示圖

2.2 干預后病例組與健康組的ALFF值比較(見圖3、表2) 干預后病例組雙側額上回、左側額中回ALFF值顯著低于健康組(P<0.005)，病例組左側枕下回、右側梭狀回ALFF值顯著高于健康組(P<0.005)。

圖3 干預后病例組與健康組的ALFF值腦區(qū)顯示圖

腦區(qū)t值簇值 坐標 XYZ左側額上回-5.93291)144511215左側額中回-5.149643-39 3636右側額上回-6.229254152454左側枕下回 6.006465-36 -81 -15 右側梭狀回 7.97208448-66 -12

3 討 論

腦功能成像的靜息態(tài)研究是近年來的熱點之一。基于靜息態(tài)的ALFF分析方法敏感度和特異度相對較高，是應用低頻信號的能量強弱反映靜息態(tài)下大腦神經元自發(fā)活動的有效方法，因其與解剖位置相對應，故能準確地反映靜息狀態(tài)下腦神經元活動的變化特點[7]。 本研究顯示，與健康組相比，病例組左側額下回ALFF值明顯降低，提示左側額下回神經元自發(fā)活動受抑制，代謝減弱。在形態(tài)學上，Rocca等[8]發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人額葉灰質密度減少；在功能學上，任璐等[9]發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人左額下回的ALFF值明顯減低，這與本研究結果相似，提示偏頭痛病人可能存在額葉的微觀結構損傷以及功能異常。額下回屬于前額葉皮質的一部分，前額葉皮質指初級運動皮層和次級運動皮層以外的全部額葉皮層，負責對傳入的信息進行加工、整合，并發(fā)起適當?shù)那楦泻瓦\動反應，偏頭痛病人發(fā)作期的智力或體力活動受限、情緒異常等癥狀可能與額葉功能異常相關；并且前額葉皮質對疼痛刺激相對敏感，最近的研究進一步發(fā)現(xiàn)前額葉皮質還能夠通過腦干間接地參與對疼痛的調節(jié)，影響疼痛下行傳導通路[10- 11]，其低頻振幅的明顯降低，可能提示兩點，疼痛的反復刺激導致額葉疼痛下行調節(jié)功能異常；與偏頭痛病人痛閾值降低有關，使病人對疼痛不耐受。額葉病變不僅影響病人認知功能、行為和決策能力，也能影響其情感，既往文獻研究證實額葉不僅與偏頭痛發(fā)生有關，還與癲癇[12]、抑郁癥[13]等多種疾病相關，這也更加說明額葉作為大腦發(fā)育中最高級的部分，具有與軀體運動、語言、智能以及情感等活動相關皮質區(qū)域的中樞功能，當其功能性、器質性受損，可能與多種疾病發(fā)生、發(fā)展相關。與健康組相比，病例組左側距狀裂周圍皮質、左側輔助運動區(qū)的ALFF值明顯升高，說明該區(qū)神經元興奮性高，代謝增強。距狀裂周圍皮層位于大腦后部的枕葉，屬于視覺皮層，分為“空間通路”和“內容通路”，前者參與控制視覺相關運動和處理物體空間位置的信息，后者參與物體識別[14]。任璐等[9]、杜菡萏等[15]的研究也發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人距狀裂的低頻振幅值顯著增高，與本研究結果相似，顯示偏頭痛病人視覺皮質功能異常，這可能與偏頭痛病人對光線刺激敏感以及偏頭痛發(fā)作期出現(xiàn)的畏光、視物模糊、眼脹等視覺異常癥狀相關。輔助運動區(qū)位于中央前回下肢運動區(qū)前方，主要參與復雜運動的準備、起動和監(jiān)測[16]，許多研究者認為其絕不是簡單的“輔助”功能，特別是前輔助運動區(qū)參與執(zhí)行控制[17- 18]，疼痛預測[19- 20]以及疼痛的情感劃分，輔助運動區(qū)興奮性增強可能與偏頭痛病人對疼痛的調節(jié)與反應的異常有關。喻大華[21]在大腦靜息狀態(tài)局部一致性的研究中發(fā)現(xiàn)無先兆偏頭痛病人較正常受試者的輔助運動區(qū)局部一致性減低，也說明偏頭痛病人存在輔助運動區(qū)的功能異常。本研究提示距狀裂、輔助運動區(qū)的功能異常與偏頭痛多種感官刺激(如體感、視覺、嗅覺等)異常相關。

本研究發(fā)現(xiàn)，耳穴神門干預后病例組較健康組的雙側額上回、左側額中回的ALFF值明顯降低，而左側枕下回、右側梭狀回的ALFF值明顯升高。枕葉紋狀區(qū)是主要的視覺皮層區(qū)，視覺信息的加工是人腦的信息處理、學習記憶和語言加工等高級復雜腦功能的重要途徑；梭狀回是顳葉與枕葉一部分，與處理顏色信息、人臉與身體識別、文字識別、分類辨識等功能相關，其與視覺信息的加工是關系密切的。本研究發(fā)現(xiàn)，耳穴神門干預后病例組較健康組的左側枕下回、右側梭狀回的ALFF值明顯升高，這可能與刺激耳穴神門增強了視覺相關的腦功能有關。前額葉皮質通過認知控制機制在調節(jié)痛覺弱化上起著特殊的作用[22]，而干預后病例組較健康組的雙側額上回、左側額中回的ALFF值降低，并未出現(xiàn)預期的升高，這是否與單次治療、干預時間過短有關。郭太品[23]在研究中發(fā)現(xiàn)在刺激量一致的情況下，針刺偏頭痛病人太沖穴較正常人對腦中樞的激活信號更強，這和本研究結論是相似的，說明同一穴位在疾病與非疾病的不同狀態(tài)下引起腦功能反應不同。

本研究是從低頻振蕩振幅變化對無先兆偏頭痛病人局部神經元的能量代謝角度進行初步的探討，發(fā)現(xiàn)：①在無任何條件干預下的無先兆偏頭痛病人與健康人之間的左側額下回、左側距狀裂、左側輔助運動區(qū)區(qū)域的腦功能存在差異，提示在偏頭痛病人頭痛發(fā)作間期，參與疼痛調節(jié)、視覺感受等相關腦區(qū)功能異常；②耳穴神門干預后無先兆偏頭痛病人與健康人之間的雙側額上回、左側額中回、左側枕下回、右側梭狀回區(qū)域的腦功能存在差異，提示神門穴在疾病與非疾病的不同狀態(tài)下引起大腦功能反應不同；刺激耳穴神門后視覺相關的腦區(qū)功能增強，為耳針治療偏頭痛的中樞機制提供數(shù)據支持。③研究中偏頭痛病人較健康人出現(xiàn)功能顯著差異的腦區(qū)，除了額上回、梭狀回為右側腦區(qū)功能異常，其余功能異常的腦區(qū)均為左側，這是否與納入的研究對象均為右利手和(或)左側優(yōu)勢大腦半球相關，需要進一步的探究。

本研究為闡明偏頭痛的中樞發(fā)病機制提供了更多的驗證依據，并且為耳針治療的中樞神經機制的研究提供了試驗數(shù)據，但本研究樣本量較小、耳穴干預時間較短，僅對本研究結論有一定的提示作用，期望今后進一步擴大樣本量以獲得更可靠的臨床數(shù)據，為深入探索偏頭痛的中樞發(fā)病機制提供試驗依據。

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