針刺舌根部穴對人生理狀態(tài)下吞咽功能影響的功能性核磁共振成像研究

劉初容，莫昊風，鐘 慧，鄭雪娜，黃根勝，王錚輝

(廣東三九腦科醫(yī)院，廣東 廣州 510510)

吞咽是復(fù)雜的軀體反射之一，這一復(fù)雜動作的完成可以分為5期，包括認知期、準備期、口腔期、咽期和食管期。各種解剖結(jié)構(gòu)協(xié)同運動完成一個有效的吞咽動作。針灸改善腦病患者吞咽障礙療效確切，但其中樞機制一直未有定論。功能性核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)具有無創(chuàng)、相對高的空間分辨率、通過計算和統(tǒng)計能定位腦功能區(qū)等特點，可對生理、病理狀態(tài)下針刺穴位所激發(fā)的不同腦區(qū)進行客觀、可視化的評估，已成為研究機體中樞機制的熱門技術(shù)手段[1]。本研究旨在探討舌根部穴影響吞咽功能的中樞機制，為針刺舌根部穴治療吞咽障礙的臨床運用提供科學依據(jù)。

1 臨床資料

1.1 納入標準 ①無吞咽困難、飲水嗆咳等主訴(床邊吞咽功能量表評分<20分，無吞咽障礙)；②右利手；③無神經(jīng)系統(tǒng)疾患，神經(jīng)影像學檢查無異常；④無精神病病史，抑郁自評量表評分<50分，焦慮自評量表評分<50分；⑤無腦外傷史及酒精、毒品等濫用史；⑥無嚴重心血管、肺、肝、腎和造血系統(tǒng)疾病。

1.2 排除標準 ①不符合納入標準；②年齡小于18歲或大于65歲者；③有意識障礙、認知障礙者；④有fMRI掃描禁忌證者；⑤合并有凝血功能障礙不適合針刺治療者；⑥偏盲者。

1.3 剔除標準 研究過程中拒絕治療、不能配合檢查、不能執(zhí)行指令者。

1.4 一般資料 10例受試者均為2016年6月至2017年10月廣東三九腦科醫(yī)院康復(fù)訓練中心門診招募的健康成年人，其中男、女各5例，年齡24～37歲，平均年齡(28.5±4.20)歲。

2 方法

2.1 針刺方法 針具選用華佗牌銀質(zhì)針灸針(蘇州醫(yī)療用品有限公司出品，規(guī)格為0.35 mm×50 mm)，穴位選取舌根部穴(舌系帶兩旁0.2～0.3 cm處)。針刺方法：受試者取仰臥張口位，測試者用壓舌板將其舌前部上撥，暴露舌系帶；快速直刺進針1～2 cm，順時針捻轉(zhuǎn)3次，迅速出針，予干棉球按壓止血。

2.2 fMRI檢查

2.2.1 成像設(shè)備 采用GE SignaHDxt 3.0 T磁共振掃描儀，8通道相控陣頭線圈。掃描方位平行于前后聯(lián)合，結(jié)構(gòu)與腦功能圖像定位線相同。

2.2.2 吞咽任務(wù)材料準備及說明 將鏡子固定在磁共振頭部線圈上，受試者口含輸液管一端，另一端接2 mL注射器。囑受試者保持頭部固定不動，雙眼注視鏡面，根據(jù)鏡面文字內(nèi)容的提示完成相關(guān)任務(wù)。漢字提示內(nèi)容：“休息”“準備”“吞咽”，均為100號黑體，背景為白色。“休息”時，受試者無需做任何動作；“準備”時，測試者將2 mL室溫礦泉水通過固定在受試者口中的輸液管注入受試者口腔，受試者無需張口或者準備唾液；“吞咽”呈現(xiàn)時，受試者開始完成2 mL礦泉水的吞咽任務(wù)，吞咽時盡量減少唇、舌、頭部的運動。

2.2.3 吞咽任務(wù)設(shè)計 休息30 s→準備6 s→吞咽6 s，如此重復(fù)6次，持續(xù)252 s。

2.2.4 操作流程

(1)受試者仰臥于掃描床上，雙手置于身體兩側(cè)，為避免掃描中機器噪音干擾，用棉球塞緊雙耳，囑受試者放松，安靜休息5 min。

(2)第一步：基本定位相掃描，確定前后聯(lián)合的位置。第二步：針刺前吞咽任務(wù)掃描。第三步：舌根部穴針刺。第四步：基本定位相掃描，確定前后聯(lián)合的位置。第五步：針刺完成后5 min內(nèi)吞咽任務(wù)掃描。

(3)受試者試驗全程均由兩名科研小組醫(yī)務(wù)人員陪護，完成相關(guān)試驗準備工作，并確保受試者在掃描過程中認真完成吞咽任務(wù)。實驗結(jié)束后，同受試者談話，了解受試者感受，是否緊張，測試過程是否順利。

2.3 數(shù)據(jù)采集 10例受試者的影像學數(shù)據(jù)均于廣東三九腦科醫(yī)院核磁共振室采集，應(yīng)用正交線圈進行射頻發(fā)射和核磁共振信號的接收。

2.3.1 數(shù)據(jù)采集相關(guān)序列的參數(shù)設(shè)置 檢查包括T1WI 3D BRAVO序列參數(shù)：TE=3.5 ms；TR=8.8 ms；TI=450 ms；FA=13°；矩陣=320×320；FOV=240 mm×240 mm；NEX=1；層厚=1.2 mm。任務(wù)態(tài)fMRI采用回波平面成像技術(shù)，參數(shù)為TE=35 ms；TR=3 000 ms；FA=90°；矩陣=320×320； FOV=240 mm×240 mm；NEX=1；層厚=4 mm；共掃描84個samples(期)，6組循環(huán)，掃描時間為252 s，預(yù)掃描時間為0 s。所有受試者均完成上述序列的掃描。

2.3.2 fMRI數(shù)據(jù)集及圖像處理 將工作站上的DICOM文件數(shù)據(jù)用MRIconvert軟件將DICOM文件轉(zhuǎn)換成NIFTI格式文件。數(shù)據(jù)預(yù)處理前，為減少BOLD信號不穩(wěn)定及研究對象對掃描環(huán)境不適應(yīng)對數(shù)據(jù)的影響，剔除功能像掃描前6個時間點，在MATLAB2012b環(huán)境下使用DPARSF進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理。主要步驟：①頭動校正：將旋轉(zhuǎn)位移大于3 mm或頭動的水平位移大于3 mm的數(shù)據(jù)剔除；②空間配準：將圖像由原始空間標化為MNI空間，每個體素大小為3 mm×3 mm×3 mm；③空間平滑：使用 8 mm 半高寬的三維高斯過濾。

2.4 統(tǒng)計學方法 在SPM12中對數(shù)據(jù)進行分析，先進行個體分析歸納不同時間點，并進行相同任務(wù)的組合，再進行群組分析內(nèi)的配對樣本t檢驗進行組間分析。設(shè)定患者統(tǒng)計閾值概率為P<0.01，激活范圍閾值設(shè)定為35個體素(一個體素=0.83 mm2)。激活區(qū)的MNI坐標均轉(zhuǎn)換到國際標準的Talairach坐標系中。

3 結(jié)果

3.1 針刺前執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū) 針刺前執(zhí)行吞咽動作時，腦激活區(qū)主要分布于左側(cè)的顳上回和右側(cè)的島葉。見表1和圖1。

表1 針刺前執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)

注：T值表示大腦激活的強度，T值越大，代表激活的強度越強；體素集合是激活腦區(qū)的量，體素集合越大代表激活的腦區(qū)體積越大

注： 取具有代表性的16張腦部橫斷面圖，從-16層至44層，每隔4 mm一張，其中紅色區(qū)域為激活區(qū)，藍色區(qū)域為負激活區(qū)(下同)

圖1針刺前執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)

3.2 針刺后執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)及負激活區(qū) 針刺舌根部穴后執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)主要分布于左側(cè)小腦后葉、小腦葉、梭狀回以及右側(cè)舌狀回，負激活區(qū)主要分布于左側(cè)中央前回、中央后回以及右側(cè)中央后回。見表2和圖2。

表2 針刺后執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)及負激活區(qū)

3.3 針刺前后執(zhí)行吞咽動作時的差異腦激活區(qū)及負激活區(qū) 針刺前后執(zhí)行吞咽動作時差異腦激活區(qū)分布于左側(cè)的梭狀回、顳中回及額內(nèi)側(cè)回，負激活區(qū)位于左側(cè)頂下小葉。見表3和圖3。

圖2 針刺后執(zhí)行吞咽動作時的腦激活區(qū)及負激活區(qū)

腦區(qū)半球坐標X軸Y軸Z軸T值體素集合梭狀回左-30-42-183.70544顳中回左-42-75243.74256額內(nèi)側(cè)回042393.69144頂下小葉左-60-3927-4.609101

圖3 針刺前后執(zhí)行吞咽動作時的差異腦激活區(qū)及負激活區(qū)

4 討論

舌體運動在吞咽的口咽期中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在吞咽被觸發(fā)后，舌體會完成舌根膨大、舌后部下降、舌體向上隆起、舌根部接觸咽壁、舌根恢復(fù)正常的一系列運動，以完成一次吞咽動作[2]。由此可見，舌根在吞咽運動的完成中扮演著重要角色，臨床上常有學者在舌根部附近選穴針刺治療腦卒中后吞咽障礙問題[3-5]。舌根部穴是廣東三九腦科醫(yī)院歐陽群教授在多年臨床實踐總結(jié)中發(fā)現(xiàn)并長期應(yīng)用于假性延髓吞咽障礙治療的一組特效穴，從解剖上看，該穴深層分布有迷走神經(jīng)、舌下神經(jīng)及舌咽神經(jīng)，涉及上縱肌、下縱肌、垂直肌等舌內(nèi)肌群，二腹肌、頦舌肌、舌骨舌肌、腭舌肌等舌外肌群，這些肌群參與機體的吞咽運動過程，在改善吞咽困難、飲水嗆咳等癥狀方面療效顯著。針刺此穴，可通過刺激神經(jīng)末梢、釋放神經(jīng)沖動來增強神經(jīng)反射，從而提升肌肉的靈活性及協(xié)調(diào)性[6]。故本課題選用舌根部穴探討其影響生理吞咽功能的中樞機制。

實驗結(jié)果顯示，針刺前后吞咽激活的腦區(qū)主要集中在左側(cè)半球，說明右利手的吞咽運動主要依靠募集左側(cè)腦區(qū)來完成，這一結(jié)果符合傳統(tǒng)優(yōu)勢半球理論中吞咽運動的規(guī)劃與執(zhí)行由左側(cè)優(yōu)勢半球相關(guān)腦區(qū)調(diào)控的觀點[7-8]。針刺前激活的腦區(qū)主要為左側(cè)顳上回與右側(cè)島葉。多個研究顯示，島葉接受并發(fā)出數(shù)個與吞咽相關(guān)的腦區(qū)的投射[9-11]，在口咽吞咽期中起重要作用[12]。而顳上回與聽覺皮質(zhì)、聽覺語言中樞相關(guān)，針刺前的激活可能受磁共振室噪音影響所致。針刺后腦激活區(qū)主要位于左側(cè)小腦葉、小腦后葉及梭狀回，以及右側(cè)舌狀回，負激活區(qū)主要位于左側(cè)中央前回以及雙側(cè)中央后回。小腦的功能與頭部和身體的本體感受和外感受的傳入信息有關(guān)，與機體吞咽功能關(guān)系密切。推測其激活機制為針刺舌根部穴后，該穴深層的神經(jīng)末梢興奮，將沖動經(jīng)迷走、舌咽神經(jīng)上傳，增強小腦參與吞咽功能神經(jīng)調(diào)控的活性。而舌狀回與視覺相關(guān)，梭狀回參與涉及書面語言的辨認，可能受接收視覺指令時的影響。左側(cè)中央前回在過去的研究中被發(fā)現(xiàn)參與吞咽任務(wù)的執(zhí)行[13]，中央后回屬于皮質(zhì)感覺區(qū)，可能受針刺導致的疼痛影響。針刺前后差異激活腦區(qū)主要為左側(cè)的梭狀回、顳中回及額內(nèi)側(cè)回，負激活區(qū)位于左側(cè)頂下小葉。左顳中回后部位于聽覺與視覺皮層的交界區(qū)，參與語言的理解，頂下小葉則參與響應(yīng)疼痛的感覺，其激活或負激活改變是受試過程中的外界影響所致。

本研究顯示，針刺后，除受疼痛感覺影響所產(chǎn)生激活改變的腦區(qū)外，依然募集了與運動、吞咽相關(guān)的腦區(qū)參與吞咽任務(wù)的完成，并多位于左側(cè)半球。這說明針刺舌根部穴可增強吞咽相關(guān)腦區(qū)參與任務(wù)執(zhí)行的積極性，提高吞咽任務(wù)執(zhí)行效率，以調(diào)節(jié)吞咽運動肌群。