針刺間使穴前后健康人腦內靜息態(tài)fALFF時變效應分析?

韓紅艷，王柯柯，王文獻，段曉菡，胡益聰，張 馳，閆 鑌

(1. 河南中醫(yī)藥大學針灸推拿學院、第三附屬醫(yī)院，鄭州 450008； 2. 中國人民解放軍信息工程大學，鄭州 450002)

間使穴為手厥陰心包經經穴，主要治療心胸、神志病、胃腑病證及經脈循行部位病證[1]。腦功能磁共振功能成像技術(functional magnetic resonance image, fMRI)，能即時直觀地反應接受刺激后大腦皮層高級功能活動，在探索針刺及腧穴在中樞皮層功能區(qū)活動規(guī)律方面具有重要科學價值[2-4]。低頻振幅比率(fractional amplitude of low frequency fluctuation, fALFF)算法是應用fMRI技術檢測靜息態(tài)下局部腦組織代謝變化的方法，在針刺作用機制研究方面具有較大優(yōu)勢[5-6]。該試驗對18名健康被試者左側間使穴進行針刺前后fMRI掃描，特別對針刺后留針狀態(tài)和拔針狀態(tài)細化設置連續(xù)性時間序列，比較針刺該穴前后腦內fALFF隨時間序列變化顯著的腦區(qū)，以期探索針刺間使穴的中樞響應機制。

1 對象與方法

1．1 研究對象

18名健康志愿者(男10名，女8名)平均年齡(24.89±1.811)歲，身高(167.39±8.045)cm,體質量(60.44±12.433)Kg。右利手，飲食規(guī)律，不嗜煙、酒、茶、咖啡等，睡眠正常，體型適中。既往無嚴重軀體病史、腦部外傷史、精神病史、藥物依賴史及酒精成癮史，近期無嚴重感染、手術等，頭顱MRI常規(guī)掃描未發(fā)現(xiàn)任何器質性病變。掃描前1周由同一專業(yè)針灸師通過針刺應答排除無針刺反應者或過度針刺反應者。

受試者試驗前均簽署知情同意書，試驗方案獲河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(批準號2017HL-020)，且通過國家臨床試驗注冊(注冊號ChiCTR-OOC-17011452)。

1．2 fMRI掃描

1.2.1 掃描設備及參數(shù) 采用河南中醫(yī)藥大學第三附屬醫(yī)院SIEMENS SKYRA 3.0T MRI設備。T1結構像采用T1-mprage-tra-p2-iso-1.0序列，F(xiàn)OV=230 mm×230 mm，Matrix=256×256，Slices=104，Slice thickness=1.3 mm，Gap=0.7 mm，TR=2200 ms，TE=2.48 ms，持續(xù)時間5 min 06 sec。功能像采用ep2d-bold-moco-p2-2 mm序列，F(xiàn)OV=192 mm×192 mm，Matrix=64×64，Slices=35，Slice thickness=3 mm，Gap=0.8 mm，TR=2000 ms，TE=30 ms，采集次數(shù)120次，掃描時間4 min 08 sec。

1.2.2 掃描流程 被試者在MRI檢查中心休息室安靜休息20 min，期間由針刺操作者在所測試被試者左側前臂標記間使穴位置，穴位定位參照全國中醫(yī)藥院校規(guī)劃教材《針灸學》[1]。

被試者休息后步入掃描室內，被試者耳內被塞入一次性消音耳塞，標準頭部線圈固定后安靜仰臥于掃描床，掃描前被告知在掃描過程中盡量保持清醒、閉目、不執(zhí)行任何任務、不做任何動作的靜止狀態(tài)。

首先進行T1結構像掃描，對無腦結構異常者行第1次靜息態(tài)功能像掃描(Rest1，R1)。

R1結束后，將被試者退出掃描倉暫停掃描，針刺操作者步入掃描室內對被試者進行針刺操作，常規(guī)消毒后使用特制脫磁針灸針(0.3 mm×40 mm)，在被試者左側前臂間使穴處給予針刺刺激，針刺操作者感覺手下得氣，被試者訴有酸、麻、沉、脹等針感后，采用平補平瀉手法均勻捻轉，捻轉幅度±180°，頻率60次/min，操作1 min后將被試者送入掃描倉繼續(xù)掃描。

被試者留針期間分別進行R2、R3、R4、R5時間序列掃描，拔針后進行R6、R7時間序列掃描，各序列掃描時間均為4 min 08 sec。

圖1 fMRI掃描流程圖

1.3 統(tǒng)計學方法

采用MRI Convert 2.0、SPM8對轉化后圖像進行預處理，18例被試者各序列頭動均未超過1.5 mm，數(shù)據(jù)合格，全部進入fALFF分析。分別對每個被試者R1至R7序列的fALFF進行單樣本t檢驗，選擇t>5.0438、P<0.0001、簇數(shù)值≥100個體素的團塊為有統(tǒng)計學意義的fALFF活躍腦區(qū)。

2 結果

2.1 純靜息態(tài)(R1)腦內fALFF單樣本t檢驗結果

表1圖2(R1)顯示，該狀態(tài)fALFF減弱腦區(qū)為左側小腦前葉，增強腦區(qū)為左側扣帶后回、額中回，右側額內側回、角回、枕中回。

2.2 針刺狀態(tài)(R2、R3、R4、R5)腦內fALFF單樣本t檢驗結果

表2圖2(R2-R5)顯示，R2狀態(tài)內fALFF增強腦區(qū)為左側額中回、額上回，右側額內側回、額中回、額上回、緣上回；R3狀態(tài)內fALFF增強腦區(qū)為雙側楔前葉，右側枕中回、頂下小葉、緣上回，左側額中回、額上回、額內側回；R4狀態(tài)內fALFF減弱腦區(qū)為右側小腦后葉，增強腦區(qū)為雙側楔前葉、左側距狀回、枕中回、額上回、額中回；R5狀態(tài)內fALFF增強腦區(qū)為左側枕中回，右側楔前葉、額上回、額中回、額內側回、緣上回。

2.3 拔針后(R6、R7)腦內fALFF單樣本t檢驗結果

表3圖2(R6-R7)顯示，R6狀態(tài)內fALFF增強腦區(qū)為雙側楔前葉，左側額上回、額中回、額內側回、枕中回，右側額上回；R7狀態(tài)內fALFF增強為雙側楔前葉、左側扣帶后回、額上回、額中回、額內側回，右側額上回、額內側回。

注：圖中藍色區(qū)域為fALFF減弱區(qū)域，紅色區(qū)域為fALFF增強區(qū)域。圖中顯示為t>5.0438、P<0.0001、簇數(shù)值≥100個體素團塊圖2 R1-R7各時間序列內針刺狀態(tài)fALFF顯著變化腦區(qū)圖(R1為純靜息態(tài)，R2-R5為針刺后留針期間各時間序列，R6-R7為拔針后各時間序列)

時間序列峰值點t值峰值點坐標XYZ總簇數(shù)大小(mm3)變化腦區(qū)簇數(shù)值腦區(qū)R1-15.7362-3-39-338858697左側小腦前葉18.8607-12-57122671268左側扣帶后回9.04833542116499右側額內側回10.8458-393930343234左側額中回10.828439-782714541右側角回39右側枕中回

注:表中顯示為t>5.0438、P<0.0001、簇數(shù)值≥100個體素團塊

表2 R2-R5序列內fALFF顯著變化腦區(qū)比較(n=18)

注:表中顯示為t>5.0438、P<0.0001、簇數(shù)值≥100個體素團塊

表3 R6-R7序列內fALFF顯著變化腦區(qū)比較(n=18)

注:表中顯示為t>5.0438、P<0.0001、簇數(shù)值≥100個體素的團塊

3 討論

3.1 針刺間使穴前后各時間序列fALFF顯著變化腦區(qū)

該試驗中針刺前純靜息態(tài)(R1)fALFF減弱腦區(qū)為左側小腦前葉，增強腦區(qū)為左側扣帶后回、額中回，右側額內側回、角回和枕中回。針刺間使穴得氣后，R2序列內fALFF變化區(qū)域與R1比較，右側額內側回正激活持續(xù)增強(對比峰值點t值和簇數(shù)值，下同)，左側額中回延續(xù)R1序列正激活狀態(tài)；僅R2序列內，左側角回、右側額中回、緣上回和雙側額上回出現(xiàn)正激活。R3序列內fALFF變化區(qū)域與R1比較，右側枕中回、緣上回和左側額中回正激活增強，與R2比較，左側額上回正激活增強，僅R3序列內，雙側楔前葉、左側額內側回和右側頂下小葉出現(xiàn)正激活。R4序列內fALFF變化區(qū)域與R3比較，雙側楔前葉正激活持續(xù)增強，左側額中回與R1-R3比較，左側額上回與R2-R3比較，正激活程度無顯著變化，僅R4序列內右側小腦后葉為負激活，左側枕中回為正激活。R5序列內fALFF變化區(qū)域與R2-R4比較右側楔前葉正激活持續(xù)增強，與R4序列比較左側枕中回正激活持續(xù)增強，與R2序列比較右側額中回和右側額內側回正激活無顯著變化，右側額上回正激活有較弱增強，右側緣上回與R2比較正激活無顯著變化，與R3比較正激活減弱。拔針后R6序列內fALFF變化區(qū)域與R3-R4比較左側楔前葉和左側額上回正激活持續(xù)增強，與R3-R5比較右側楔前葉正激活持續(xù)增強，與R4-R5比較左側枕中回正激活持續(xù)增強，與R3比較左側額內側回正激活增強，左側額中回與R1-R4比較正激活程度無顯著變化。R7序列內fALFF變化區(qū)域與R3、R4、R6比較左側楔前葉正激活持續(xù)增強，與R3-R6比較右側楔前葉正激活持續(xù)增強，與R6比較雙側額上回正激活減弱，與R3、R5比較左側額內側回正激活減弱，與R1、R3、R5比較右側額內側回正激活減弱，左側額中回與R1-R4、R6比較正激活無顯著變化。

3.2 針刺支溝穴對額上回、額中回、額內側回fALFF時變效應的影響

本試驗中，雙側額上回fALFF變化表現(xiàn)為：左側額上回在留針12min24sec內隨時間序列正激活持續(xù)性增強，右側額上回在留針4min08sec內和12min24sec至16min32sec內表現(xiàn)為無顯著變化的正激活，拔針后雙側額上回正激活均較留針期間有所減弱，且在拔針8min16sec內正激活程度隨時間序列逐漸減弱，說明針刺該穴對健康人腦內雙側額上回fALFF產生較穩(wěn)定正激活效應，且在拔針后延續(xù)該效應。該試驗中左側額中回fALFF在針刺前、留針12min24sec內及拔針8min16sec內正激活無顯著變化，右側額中回fALFF在留針4min08sec內和12min24sec至16min32sec內表現(xiàn)為隨時間序列逐漸增強的正激活，右側額內側回在針刺前及留針4min08sec內和12min24sec至16min32sec內均為正激活，留針期間激活程度較針刺前隨時間序列增強；左側額內側回在留針8min16sec至16min32sec內呈漸弱的正激活，拔針4min08sec至8min16sec內，雙側額內側回正激活較留針期間減弱。說明針刺該穴對健康人腦內左側額中回fALFF正激活程度在針刺前、留針期間和拔針后隨時間序列無顯著變化，右側額中回則在留針期間產生間斷性正激活效應；右側額內側回在針刺前、留針期間正激活隨時間序列逐漸增強，拔針后其正激活效應顯著降低；左側額內側回僅在留針期間產生間斷性較強正激活效應。

額上回位于前額葉上部，參與多項認知任務和運動控制任務，該區(qū)域異常可能表現(xiàn)為不能有效而準確地完成上述任務[7]。同時，額上回通過其各亞區(qū)與額中回、額下回和額內側回均存在有解剖連接和功能聯(lián)系，共同參與語言、閱讀、情感認知和軀體運動等功能[8]，推測針刺間使穴后雙側額上回、額中回和額內側回在留針期間和拔針后均表現(xiàn)為一致性較強的正激活效應，正是基于額上回與額中回、額內側回上述密切關系。

3.3 針刺支溝穴對雙側楔前葉、枕中回和右側緣上回fALFF時變效應的影響

楔前葉位于大腦頂葉內側、后中皮質背側部分，與軀體感覺皮質、視覺皮質、扣帶后回和壓后皮質緊密相連；枕中回主要參與語言、注意、情緒和記憶等神經心理活動視覺信息的收集和處理，并完成與其他皮質信息交換；緣上回為語言運用中樞，主管精細的語言協(xié)調功能，與語言加工調控具有密切關系。本試驗中上述腦區(qū)fALFF主要表現(xiàn)為，左側楔前葉在留針4min08sec至8min16sec內和拔針8min16sec內呈隨時間序列漸增強正激活，右側楔前葉在留針4min08sec至16min32sec內及拔針8min16sec內呈隨時間序列漸增強正激活；左側枕中回留針12min24sec至16min32sec內隨時間序列正激活效應變化不明顯，拔針后4min08sec內正激活減弱，右側枕中回在針刺前及留針4min08sec至8min16sec內均為正激活，留針期間激活程度較針刺前隨時間序列增強；右側緣上回在留針8min12sec內正激活隨時間序列增強，12min24sec至16min32sec內正激活較前減弱。表明針刺間使穴對健康人腦內雙側楔前葉fALFF在留針期間及拔針后均產生隨時間系列顯著增強的正激活效應，右側枕中回在針刺前、留針期間正激活隨時間序列顯著增強，左側枕中回在拔針后較留針期間正激活減弱，右側緣上回在留針期間正激活減弱。

4 結束語

間使穴臨床主要治療心痛、心悸等心系病證，胃痛、嘔吐等胃系病證，神志及情志病證、外經經脈循行部位病證。上述分析表明，與針刺前比較，針刺后腦內fALFF變化區(qū)域主要體現(xiàn)在雙側額上回、楔前葉、額中回、額內側回、枕中回和右側緣上回，這些腦區(qū)功能與間使穴臨床治療情緒、記憶、注意、語言及肢體運動障礙等功效具有較密切的相關性。通過對針刺前后上述腦區(qū)不同時間序列內fALFF變化特征的分析，為臨床針刺間使穴治療與上述腦區(qū)相關功能障礙類疾病提供一定的理論依據(jù)。