懸灸不同狀態(tài)犢鼻穴的腦電功率譜密度特征研究

黃仙保 李巧林 謝丁一

摘要 目的：通過提煉熱敏態(tài)腧穴的腦電功率譜密度特征指標(biāo)，為臨床建立熱敏態(tài)腧穴的腦電客觀檢測技術(shù)奠定科學(xué)基礎(chǔ)。方法：選取2016年5月至2018年12月江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院收治的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者30例作為研究對象，以犢鼻穴為試驗腧穴，以同側(cè)犢鼻穴正上4寸為對照點，采用熱敏腧穴灸感法進(jìn)行檢測，根據(jù)施灸過程中是否發(fā)生熱敏現(xiàn)象分為熱敏態(tài)腧穴組和非熱敏態(tài)腧穴組。受試者腦電數(shù)據(jù)采用美國EGI公司生產(chǎn)的128導(dǎo)高密度腦電系統(tǒng)采集，其采集分為3個時段，每個時段記錄15 min，共記錄45 min：第1段在艾灸前記錄15 min;第2段在艾灸15 min后開始記錄15 min;第3段在艾灸結(jié)束后開始記錄15 min。腦電信號的預(yù)處理采用Matlab2014a（美國The MathWorks公司）數(shù)據(jù)分析軟件及其EEGLAB子軟件，對灸前、灸中、灸后平均腦電功率譜密度分別進(jìn)行提取，所得腦電數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析比較。結(jié)果：熱敏態(tài)與非熱敏態(tài)腧穴功率譜密度比較：平均功率譜密度差異：熱敏態(tài)腧穴灸中、灸后與灸前比較，全部導(dǎo)聯(lián)疊加后的腦電平均功率譜密度有明顯增加。進(jìn)一步分析不同頻段腦電功率譜密度分布差異，其中theta、alpha1、alpha 2及beta頻段均增加，尤其以alpha1、alpha 2頻段增加顯著，且beta頻段的功率譜密度持續(xù)增加至灸后階段。熱敏腧穴不同腦區(qū)平均功率譜密度結(jié)果提示，灸中、灸后與灸前比較，灸中、灸后雙側(cè)額區(qū)、頂區(qū)、枕區(qū)平均功率密度明顯增加，而其中央?yún)^(qū)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論：alpha1、beta節(jié)律的能量在熱敏態(tài)腧穴被激活時占整個腦電能量中的比重較大，而非熱敏態(tài)腧穴腦電信號變化較少，這可能作為腧穴熱敏現(xiàn)象的客觀顯示標(biāo)簽之一。

關(guān)鍵詞 懸灸;熱敏現(xiàn)象;熱敏態(tài)腧穴;腦電信號;功率譜密度;膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎

Abstract Objective：To extract the characteristic indexes of EEG power spectrum decsity of heat-sensitized acupoints，so as to lay a scientific foundation for the establishment of a clinically objective EEG detection technology for heat-sensitized acupoints.Methods：A total of 30 subjects with knee osteoarthritis admitted in the Affiliated Hospital of Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine from May 2016 to December 2018 were included.Dubi（ST 35）was selected as the test acupoint，and the point located at 4 cun higher than the same side Dubi（ST 35）was taken as the control point.The moxibustion sensation method of heat-sensitized acupoints was used detection.The patients were divided into heat-sensitized acupoint group（HA group）and non heat-sensitive acupoint group（NHA group），according to whether the heat-sensitive phenomenon occurred during the moxibustion process.Subjects′ EEG data were collected by the 128-conductor high-density EEG system produced by EGI Company in the United States.The collection process was divided into 3 periods，and each period was recorded for 15 min，with a total of 45 minutes.The first period was recorded for 15 min before the moxibustion; the second period was recorded for 15 min after the beginning of moxibustion; and the third period was recorded for 15 min after the end of moxibustion.Matlab2014a（The MathWorks company in the United States）data analysis software and EEGLAB sub-software were used for preprocessing the EEG signals.Average EEG power spectral density was extracted before，during and after the moxibustion，and SPSS 19.0 software was used for statistical analysis and comparison of the obtained EEG data.Results：Power spectral densities of acupoints in heat-sensitized state and non heat-sensitized state were compared.The difference in average power spectral densities：compared with those before，during and after the moxibustion in acupoints of heat-sensitized state，the average power spectral densities of EEG after the superposition of all the leads were significantly increased.Further analysis of the distribution differences of EEG power spectral densities in different bands：theta，alpha1，alpha2 and beta bands were all increased，especially for the alpha1 and alpha2 bands.The power spectral density of the beta band was increased continuously to the stage after the moxibustion.The results of average power spectral densities of different brain areas of heat-sensitized acupoints indicated that the average power densities at bilateral frontal regions，parietal region and occipital region during and after the moxibustion were significantly increased compared with that before the moxibustion，while there was no statistical difference in that at the central region.Conclusion：The energy of alpha1 and beta rhythms accounted for a large proportion of the whole EEG energy when the heat-sensitized acupoints were activated，while the non heat-sensitized acupoints′ EEG signals were less changed，which may be one of the objective display labels of the heat-sensitive phenomenon at acupoints.

Key Words Suspension moxibustion; Heat-sensitive phenomenon; Heat-sensitized acupoints; Electroencephalogram signal; Power spectral density; Knee osteoarthritis

中圖分類號：R245.81文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2019.08.004

課題組歷經(jīng)31年研究發(fā)現(xiàn)了灸療特異性腧穴——熱敏腧穴，總結(jié)了熱敏腧穴的內(nèi)涵及其臨床規(guī)律，由此創(chuàng)立了辨敏施灸、消敏定量的熱敏灸新技術(shù)，大幅度提高了灸療療效[1-5]。認(rèn)識熱敏腧穴關(guān)鍵在于解密腧穴熱敏現(xiàn)象，其主要特征是熱敏灸感，如透熱、擴熱、傳熱、局部不（微）熱遠(yuǎn)部熱、表面不（微熱深部熱以及非熱覺等6種特殊感覺，同時伴隨一種喜熱的愉悅情感。熱敏灸感是艾灸刺激腧穴后激發(fā)經(jīng)氣與發(fā)動感傳的標(biāo)志，是充分調(diào)動機體內(nèi)源性調(diào)節(jié)功能的標(biāo)志，可顯著提高臨床艾灸療效。熱敏灸感可應(yīng)用于臨床灸位的準(zhǔn)確定位及灸量的科學(xué)定量[6-8]。因此，認(rèn)識熱敏灸感是挖掘灸效潛力及提高灸效的關(guān)鍵[9-10]。然而，目前臨床上熱敏灸感的出現(xiàn)仍主要采用灸感法誘發(fā)來判定，尚不能客觀顯示與評判，這是鏈接熱敏灸臨床與基礎(chǔ)研究的瓶頸。

從生理學(xué)角度分析，機體體表腧穴接受艾熱刺激后產(chǎn)生的特殊灸感反應(yīng)必然來源于體感刺激投射至大腦意識領(lǐng)域而產(chǎn)生，而構(gòu)成大腦的主要成分是神經(jīng)元細(xì)胞，其最基本的生理活動表現(xiàn)為電活動。因此，可以推測，在灸療過程中腧穴熱敏現(xiàn)象發(fā)生時，必然在大腦網(wǎng)絡(luò)中誘發(fā)廣泛與之相應(yīng)的特殊電活動。腦電（Electroencephalography，EEG）技術(shù)可以通過在頭皮安放特殊的電極記錄皮層腦電信號，具有無創(chuàng)、廉價、高時間分辨率等優(yōu)勢，可以用來客觀反映與腦功能相關(guān)的各種生理活動與病理變化[11-12]。課題組前期研究結(jié)果強烈提示[13]，艾灸體表同一腧穴出現(xiàn)熱敏現(xiàn)象時可引起顯著的腦電信號改變，而未出現(xiàn)熱敏現(xiàn)象時腦電信號無明顯變化，這些特征變化有望成為腧穴熱敏現(xiàn)象產(chǎn)生的客觀標(biāo)簽，值得深入研究，這是一項鏈接臨床與實驗研究的重大課題。

本研究應(yīng)用高密度腦電技術(shù)，以膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（Knee Osteoarthritis，KOA）受試者犢鼻穴為試驗腧穴，以同側(cè)犢鼻穴正上4寸為對照點，篩選提煉反映腧穴熱敏現(xiàn)象發(fā)生時的腦電功率譜密度指標(biāo)，為臨床建立熱敏腧穴的客觀檢測技術(shù)，進(jìn)一步揭示腧穴熱敏現(xiàn)象的中樞機制奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年5月至2018年12月江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院收治的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者30例作為研究對象，根據(jù)灸感法檢測受試者在施灸過程中是否出現(xiàn)熱敏灸感分為熱敏態(tài)腧穴組和非熱敏態(tài)腧穴組：當(dāng)發(fā)生6種熱敏灸感[2]中的一種或一種以上即納入熱敏態(tài)腧穴組;若只感局部、表面溫?zé)岣校瑒t歸為非熱敏態(tài)腧穴組。本研究經(jīng)江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（倫理審批號：JZFY-2015-A006-01）。30例KOA受試者中犢鼻穴與對照點熱敏態(tài)腧穴與非熱敏態(tài)腧穴組2組患者病程、WOMAC骨關(guān)節(jié)量表評分、簡易精神狀態(tài)量表評分（MMSE）等基線資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05），具有可比性。見表1～3。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn) 按照2007年中華醫(yī)學(xué)會骨科學(xué)分會制定的《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)：1）近1個月內(nèi)膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀反復(fù)發(fā)作;2）X線片正位片示關(guān)節(jié)間隙變窄、關(guān)節(jié)緣有骨贅形成;3）清亮、黏稠關(guān)節(jié)液不少于2次，WBC<200個/mL;4）中老年患者（≥40歲）;5）晨僵≤3 min;6）活動時有骨摩擦音（感）。結(jié)合臨床、實驗室及X線檢查，符合1）+2）條或1）+3）+5）+6）條或1）+4）+5）+6）條，可診斷膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn) 1）符合以上診斷標(biāo)準(zhǔn);2）年齡范圍為40～65歲;3）簽署知情同意書且能完成規(guī)定時間的熱敏灸者;4）能正確表達(dá)灸感者。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) 1）受試部位皮膚缺損、潰瘍等不適宜施行熱敏灸者;2）合并嚴(yán)重的膝內(nèi)外翻畸形、屈曲攣縮者;3）被試者有重大疾病病史、頭顱外傷史、神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病史及其他可能影響大腦活動的疾病;4）妊娠或哺乳期婦女;5）1周內(nèi)曾經(jīng)使用各類抗炎鎮(zhèn)痛藥等患者;6）認(rèn)知能力障礙，簡易精神狀態(tài)量表（MMsE）分值少于27。

1.5 脫落與剔除標(biāo)準(zhǔn) 1）未能按試驗要求完成試驗者;2）試驗過程中出現(xiàn)不良反應(yīng)者;3）病情惡化不宜繼續(xù)試驗者;4）試驗過程中因受試者精神狀態(tài)不佳致腦電數(shù)據(jù)無法采用者;5）因試驗過程中操作人員技術(shù)原因?qū)е履X電數(shù)據(jù)無法采用者。

1.6 研究方法

1.6.1 腧穴定位 本研究中KOA受試者試驗腧穴選取患側(cè)犢鼻穴（位于人體膝部，屈膝，髕骨與髕韌帶外側(cè)凹陷中）（按十三五規(guī)劃教材《針灸學(xué)》第10版定位），對照點設(shè)定為同側(cè)犢鼻穴正上4寸。

1.6.2 腧穴熱敏態(tài)灸感法檢測方法 1）檢測環(huán)境：保持室內(nèi)安靜，室溫條件為26～30 ℃;2）檢測體位：采用仰臥位，充分暴露膝部;3）灸感法檢測工具采用江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院自制熱敏灸艾條（規(guī)格：直徑為22 mm，長度為12 cm）;4）熱敏態(tài)腧穴的判定方法依據(jù)陳日新教授[2]創(chuàng)立的熱敏灸灸感法對腧穴進(jìn)行熱敏態(tài)檢測。手持熱敏灸艾條1根，于犢鼻穴或?qū)φ拯c表面3 cm左右高度施溫和灸，其施灸順序隨機分配，每次試驗施灸一個腧穴或?qū)φ拯c，每次施灸時間為30 min，均由一名臨床艾灸經(jīng)驗豐富的醫(yī)師操作，共進(jìn)行2次試驗，2次試驗間隔24 h。施灸過程中如出現(xiàn)一種或一種以上的熱敏灸感即可判定該腧穴為熱敏態(tài)腧穴：a.透熱：艾熱由體表施灸點皮膚直接向深部組織或關(guān)節(jié)腔或胸腹腔穿透;b.擴熱：艾熱以施灸點為中心向四周擴散;c.傳熱：艾熱從施灸點沿某一方向傳導(dǎo);d.局部不（微）熱遠(yuǎn)部熱：施灸局部不（或微）熱，而遠(yuǎn)離施灸部位感覺甚熱;e.表面不（微）熱深部熱：施灸表明皮膚不（或微）熱，而皮膚下深部組織或關(guān)節(jié)腔或胸腹腔臟感覺熱甚;f.非熱覺：施灸部位或遠(yuǎn)離施灸部位出現(xiàn)酸麻脹痛及重壓等非熱感。

1.6.3 腦電數(shù)據(jù)采集 1）腦電采集前準(zhǔn)備：在實驗前向被試解釋，腦電檢測是無創(chuàng)、無痛的，以解除其緊張焦慮情緒;在進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)采集前，囑受試者將頭發(fā)洗干凈，禁止使用護(hù)發(fā)素等護(hù)發(fā)用品，避免因頭皮電阻過高影響EEG波形;血糖過低會影響腦電的結(jié)果，建議在進(jìn)餐后3 h內(nèi)進(jìn)行測試;保證被試的精神狀態(tài)良好;2）腦電采集設(shè)備：采用由美國EGI公司生產(chǎn)的128導(dǎo)高密度腦電系統(tǒng);3）腦電檢測環(huán)境：室內(nèi)保持安靜，手機及空調(diào)等可能影響腦電信號的電器關(guān)機，室溫為26～30 ℃;4）腦電采集體位：受試者佩戴好腦電電極帽后膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎受試者選擇仰臥位，全身放松后充分暴施灸部位;5）腦電數(shù)據(jù)記錄：受試者進(jìn)入檢測室內(nèi)，對其說明測量姿勢及相關(guān)注意事項，囑其保持閉目放松清醒的狀態(tài);在記錄EEG過程中以頭頂中央的Cz電極為參考電極（Reference Electrode）;采樣頻率（Sampling Frequency）設(shè)為1 000 Hz，各通道阻抗低于50 kΩ，并對50 Hz工頻干擾進(jìn)行電子濾波處理;每次試驗均采集3段腦電信號，每次采集15 min，共45 min。第1段于艾灸前15 min開始記錄，共記錄15 min;第2段于艾灸開始15 min后開始記錄，共記錄15 min;第3段于艾灸結(jié)束后開始記錄，共記錄15 min。

1.6.4 腦電數(shù)據(jù)預(yù)處理 腦電數(shù)據(jù)的離線分析采用的是Matlab2014a（美國The MathWorks公司）數(shù)據(jù)處理分析軟件及其腦電分析子軟件EEGLAB工具包（http：//www.sccn.Ucsd.edu/eeglab/index.html）進(jìn)行分析。所有受試者灸前、灸中及灸后均選取中間的5 min腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.7 觀察指標(biāo) 本試驗的觀察指標(biāo)為腦電功率譜密度（Power Spectral Density，PSD），其提取方法如下：1）PSD提取方法：對預(yù)處理后的腦電數(shù)據(jù)，利用EEGLAB中PSD函數(shù)（窗寬windowing 512點，快速傅里葉轉(zhuǎn)換FFT長度為1 024點，重疊overlap為0）評估1～30 Hz每個頻率的功率譜密度。所獲腦電數(shù)據(jù)被進(jìn)一步劃分為以下幾個頻段：delta（δ，1～4 Hz），theta（θ，4～8 Hz），alpha1（ɑ1，8～10 Hz），alpha2（ɑ2，10～13 Hz）和beta（β，13～30 Hz），先計算每位受試者的功率譜密度，再計算全部導(dǎo)聯(lián)疊加后的平均功率譜密度。2）不同腦區(qū)的PSD提?。焊鶕?jù)Butler報道的方法劃分為左右共八個不同腦區(qū)[14]，分別為：左側(cè)額區(qū)（LF）、右側(cè)額區(qū)（RF）、左側(cè)中央?yún)^(qū)（LC）、左側(cè)中央?yún)^(qū)（RC）、左側(cè)頂區(qū)（LP）、右側(cè)頂區(qū)（RP）、左側(cè)枕區(qū)（LO）、右側(cè)枕區(qū)（RO），如圖1所示（單側(cè)額區(qū)、中央?yún)^(qū)、頂區(qū)、枕區(qū)分別包括8、10、9、9個電極點），并計算受試者各腦區(qū)腦電功率密度平均值。

1.8 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對于年齡、病程、評分等連續(xù)變量資料，用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。對于性別、病情分級等不連續(xù)變量，采用例（%）表示。統(tǒng)計分析方法：符合正態(tài)分布的連續(xù)變量資料，采用兩獨立樣本的t檢驗，方差不齊則采用校正t檢驗;若不符合正態(tài)分布，則采用非參數(shù)檢驗。不連續(xù)變量資料采用χ2檢驗。組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較采用配對t檢驗。非正態(tài)分別數(shù)據(jù)采用非參數(shù)U檢驗，多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 熱敏態(tài)腧穴與非熱敏態(tài)腧穴整體平均功率譜密度比較 犢鼻穴及其對照點熱敏態(tài)腧穴組，灸中、灸后與灸前比較，其腦電平均功率譜密度均有顯著增加（P<0.01）;而非熱敏態(tài)組，灸中、灸后與灸前比較，其腦電平均功率譜密度比較均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表4、5。2種熱敏態(tài)與非熱敏態(tài)腧穴腦電平均功率譜密度其變化趨勢。見圖2、3。

2.2 熱敏態(tài)與非熱態(tài)敏腧穴不同頻段平均功率譜密度（PSD）比較 犢鼻穴及其對照點熱敏態(tài)theta、alpha1、alpha2和beta等低中頻段PSD在灸中及灸后階段與灸前比較有顯著增高（P<0.05），其中beta頻段的變化表現(xiàn)為由灸中持續(xù)增高至灸后階段。見圖4、5。而犢鼻穴及其對照點非熱敏態(tài)theta、alpha1、alpha2和beta等不同低中頻段PSD均無明顯變化。見圖6、7。

2.3 熱敏態(tài)腧穴不同腦區(qū)平均功率譜密度比較 犢鼻穴及其對照點熱敏態(tài)灸中、灸后分別與灸前比較，其雙側(cè)額區(qū)、頂區(qū)、枕區(qū)平均功率密度顯著增加（P<0.01），而其中央?yún)^(qū)無明顯變化（P>0.05）。見表6、7。

3 討論

腦電功率譜密度是腦電信號定量分析的常用指標(biāo)，功率譜密度值越高代表腦電活動越強，其頻譜分析反映了人體腦電響應(yīng)的強弱程度與頻率節(jié)律的相關(guān)性。本研究基于腦電功率譜密度分析，提取腧穴熱敏態(tài)與非熱敏態(tài)2種不同功能態(tài)腦電功率譜特征，以反映腧穴不同功能狀態(tài)腦電功率譜的特征信息。

本研究結(jié)果顯示，懸灸熱敏腧穴灸中、灸后以alpha1頻段增加顯著，且beta頻段的功率譜密度持續(xù)增加至灸后階段，而非熱敏腧穴組未出現(xiàn)明顯變化。熱敏腧穴不同腦區(qū)平均功率譜密度結(jié)果提示，灸中、灸后與灸前比較，灸中、灸后雙側(cè)額區(qū)、頂區(qū)、枕區(qū)平均功率密度明顯增加。已有研究表明通常在閉眼靜息狀態(tài)下，在整個頭皮范圍內(nèi)都可記錄alpha節(jié)律，并且在后枕部有較大的幅度。但當(dāng)機體接受不同感覺刺激傳入至大腦皮質(zhì)，不同腦區(qū)的alpha節(jié)律的阻塞狀態(tài)不同，主要包括3類：1）當(dāng)受試者受到視覺刺激時表現(xiàn)的alpha節(jié)律的阻塞主要分布于枕區(qū)[15-16];2）當(dāng)在機體體表接受體感刺激或處于運動狀態(tài)時alpha節(jié)律的阻塞在中央運動區(qū)域占優(yōu)勢[17];3）在聽覺刺激、心理變化以及執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時主要集中在顳中腦區(qū)[18]。

本研究結(jié)果提示alpha1、beta節(jié)律的能量在熱敏腧穴被激活時占整個腦電能量中的比重較大，可能由于施灸過程中被試伴隨愉悅的情感體驗狀態(tài)而受到“阻塞”，因而表現(xiàn)出很強的熱敏狀態(tài)標(biāo)簽特性。據(jù)此，熱敏腧穴施灸過程中alpha1、beta頻帶腦電節(jié)律可能作為熱敏腧穴被激活狀態(tài)的標(biāo)簽之一，為臨床建立熱敏態(tài)腧穴的腦電客觀檢測技術(shù)初步奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，有待進(jìn)一步大樣本驗證及深入其中樞機制研究。

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（2019-07-10收稿 責(zé)任編輯：王明）