電針刺激神庭、百會(huì)的特異性腦效應(yīng)研究

石玉萍，康英杰，馬 文，朱旭瑩，詹松華，龔志剛，黃炎文，王 輝，譚文莉

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院，上海 201203）

《難經(jīng)·二十八難》[1]提出督脈的止點(diǎn)位于腦，即督脈是治療頭部疾患的主要經(jīng)絡(luò)。百會(huì)與神庭同屬于督脈[2]，百會(huì)位于人體最高處，具有通調(diào)一身陽(yáng)氣、醒腦開(kāi)竅、宣暢氣機(jī)等作用，是臨床應(yīng)用中使用頻次最多的穴位之一。神庭[3]位于頭部，具有安神定志、明目、止痛等作用，是調(diào)節(jié)大腦功能的主要穴位之一，常與百會(huì)聯(lián)合治療頭部疾病?！鹅`樞·九針十二原》[4]曾提到骨節(jié)、氣血匯聚的地方即為腧穴，即針灸腧穴是“氣”出行的要道，這是針灸發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。但是對(duì)于其作用原理尚未明確。目前，由于進(jìn)行磁共振成像的頭顱線圈覆蓋了頭部穴位的位置，以及傳統(tǒng)電針儀具有鐵磁性，一直無(wú)法對(duì)頭部穴位針刺的療效進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。因此，本課題組聯(lián)合應(yīng)用頭針專用頭顱線圈[5]（Acupuncture Head Coil 12，AHC12）和磁共振兼容電刺激儀及fMRI 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)帶針條件下頭部穴位的頭顱功能磁共振成像，分析百會(huì)、神庭在真、假針刺后不同時(shí)間點(diǎn)引起的腦功能變化，為研究頭針特異性功效提供新的影像學(xué)評(píng)價(jià)技術(shù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 招募上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院就診的無(wú)認(rèn)知障礙者70 例。由于頭動(dòng)＞3 mm，剔除9例（真針刺組1 例，假針刺組8 例），通過(guò)隨機(jī)數(shù)字表法進(jìn)行分組，其中真針刺組34 例，假針刺組27 例。70 例受試者入組前1 年未發(fā)生過(guò)心、腦血管事件，且近1 個(gè)月未進(jìn)行過(guò)任何針刺治療。受試者年齡、學(xué)歷等臨床基礎(chǔ)資料無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本實(shí)驗(yàn)已通過(guò)上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：2017-570-53-01），所有入組受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：1）年齡＞40 歲，小學(xué)及以上文化，右利手；2）近1 個(gè)月內(nèi)未進(jìn)行任何針刺治療；3）無(wú)腦血管疾?。X卒中、中風(fēng)等）；4）無(wú)腦內(nèi)腫瘤；5）HDRS 量表評(píng)分為0 分，排除抑郁、焦慮等精神類疾??；6）MMSE 評(píng)分，文盲＞19 分，小學(xué)＞22 分，臨床癡呆等級(jí)（CDF）為0 分；7）無(wú)磁共振禁忌證（金屬假牙、體內(nèi)金屬植入物、心臟起搏器等）。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）存在MR 檢查禁忌證；2）妊娠或哺乳期女性；3）發(fā)生過(guò)腦血管事件。入組受試者隨機(jī)分為真針刺組與假針刺組。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 真針刺組，GV20 取穴[4]：前發(fā)際后5寸，后發(fā)際前7 寸處。GV24 取穴：前發(fā)際正中直上0.5寸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如圖1，受試者首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)相掃描及靜息態(tài)BOLD fMRI 檢查，之后退床。真針刺組用平刺法（針身與頭皮15°左右）沿督脈向后針刺，待針進(jìn)入帽狀腱膜時(shí)左右捻轉(zhuǎn)180°得氣并且以受試者感受到2 個(gè)穴位有針感為宜，接通電針治療儀，選擇連續(xù)波，頻率為2 Hz，百會(huì)連接治療儀負(fù)極，神庭連接治療儀正極，調(diào)試電流大小，以受試者能耐受為宜，關(guān)閉電流。再次以相同定位條件進(jìn)入磁共振設(shè)備內(nèi)，示意掃描技術(shù)開(kāi)始進(jìn)行任務(wù)態(tài)掃描，掃描方案，如圖2，任務(wù)態(tài)序列掃描結(jié)束后，開(kāi)始計(jì)時(shí)5 min。計(jì)時(shí)結(jié)束后退床拔針，再次以相同定位條件進(jìn)入磁共振設(shè)備內(nèi)，進(jìn)行第2 次靜息態(tài)BOLD fMRI 檢查。假針刺組用膠帶將金針?lè)謩e固定在百會(huì)、神庭，同樣連接電針刺激儀，以與真針刺組相同的序列進(jìn)行掃描。掃描結(jié)束后醫(yī)生登記電流大小，受試者完成針感的視覺(jué)模擬評(píng)分（visual analog scale，VAS），主要針感為酸、麻、脹、痛、沉，評(píng)分采用10 分制，其中0 分為此項(xiàng)無(wú)感覺(jué)，5 分為此項(xiàng)感覺(jué)中等強(qiáng)度，10 分為此項(xiàng)感覺(jué)難以忍受。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖

圖2 任務(wù)態(tài)實(shí)驗(yàn)采集程序

為保持進(jìn)針手法的一致性，GV20 和GV24 進(jìn)針均由同一名工作多年的針灸醫(yī)師進(jìn)行操作。采用金制毫針（蘇州華佗牌，尺寸0.13 mm×25 mm），電針刺激采用特制磁共振兼容電針刺激儀在磁共振掃描室內(nèi)完成。BOLD fMRI 成像采用聯(lián)影uMR 780 3.0T 磁共振儀完成，以AHC12 作為接收線圈。

靜息態(tài)功能磁共振參數(shù)：重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間=2 000/30 ms，層厚= 3.5 mm，層間距= 0.6 mm，視野= 224×224 mm，矩陣= 64×64，翻轉(zhuǎn)角90°，帶寬2 490 HZ/pixel，采集240 個(gè)動(dòng)態(tài)，體素大小：3.5×3.5×3.5 mm，總掃描時(shí)間8 min，掃描33層，包括小腦至頭頂，采用平面回波脈沖序列。

任務(wù)態(tài)BOLD fMRI 成像參數(shù)：視野= 224×224 mm，矩陣= 64×64，重復(fù)時(shí)間/ 回波時(shí)間=2 000/30 ms，層厚= 3.5 mm，層間距= 0.6 mm，翻轉(zhuǎn)角90°，帶寬2 490 Hz/pixel，體素大小：3.5×3.5×3.5 mm，采用“組塊設(shè)計(jì)”方式，以電針刺激作為任務(wù)進(jìn)行掃描。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì) 在Matlab 2014b 平臺(tái)上，采用RESTplus V1.21 軟件包對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理。主要步驟如下：時(shí)間層校正；頭動(dòng)矯正，頭動(dòng)＞3 mm 的數(shù)據(jù)予以剔除；空間標(biāo)準(zhǔn)化；空間平滑：半寬高（full-width at half maximum， FWHM）為6 mm；對(duì)平滑后的圖像進(jìn)行空域?yàn)V波；最后獲得各組的ALFF 值、ReHo 值。

任務(wù)態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)處理：在Matlab 2014b 平臺(tái)上采用SPM 12 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理與分析。具體步驟如下：頭動(dòng)矯正，頭動(dòng)＞3 mm 的數(shù)據(jù)予以剔除；時(shí)間層校正；兩步配準(zhǔn)法對(duì)圖像進(jìn)行分割重組；重新寫(xiě)入被分割重組后的圖像；對(duì)圖像進(jìn)行平滑；一階建模；模型評(píng)估，統(tǒng)計(jì)分析；二階建模，模型評(píng)估，統(tǒng)計(jì)分析。

2 組受試者臨床資料、神經(jīng)量表評(píng)分、針感量表評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性和正態(tài)性分布檢驗(yàn)，具有方差齊性并符合正態(tài)分布采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較2 組間差異，否則采用χ2檢驗(yàn)。2 組受試者性別差異采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 時(shí)認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

真針刺組、假針刺組干預(yù)前后組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，體素P＜0.001、團(tuán)塊P＜0.05、通過(guò)FWE 校正的腦區(qū)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；真假針刺組間的任務(wù)態(tài)比較采用兩樣本t檢驗(yàn)，體素P＜0.001、團(tuán)塊P＜0.05、通過(guò)FWE 校正的腦區(qū)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Xjview 97軟件確定具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異腦區(qū)的解剖位置。

2 結(jié)果

2.1 2 組臨床資料評(píng)分比較 入組70 例受試者，9 例由于頭動(dòng)＞3 mm 予以剔除（真針刺組1 例，假針刺組8 例）。真針刺組34 例，男:女= 12:23，平均年齡（61.51±8.88）歲。假針刺組27 例，男:女= 9:18，平均年齡（59.88±10.68）歲。2 組在性別、年齡、學(xué)歷方面均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，2 組受試者的MMSE、MoCA神經(jīng)量表評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。

表1 2 組臨床資料評(píng)分比較

2.2 2 組受試者針感量表評(píng)分比較 2 組受試者針感量表評(píng)分在酸感、痛感和沉感上具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（如圖3，見(jiàn)表2），以痛感差異最為明顯。真針刺組具有較高的酸感、痛感和沉感。

表2 2 組受試者針感量表評(píng)分比較 分

圖3 2 組受試者針感量表評(píng)分

2.3 靜息態(tài)功能磁共振組內(nèi)比較

2.3.1 假針刺組 電針刺后即刻與針刺前比較，全腦ALFF 值與ReHo 值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3.2 真針刺組 電針刺后即刻與針刺前比較，腦區(qū)的ALFF 值、ReHo 值表現(xiàn)為增高，其中ALFF 值增高的腦區(qū)為兩側(cè)楔前葉、左側(cè)楔葉、右側(cè)距狀裂周圍皮層（FWE 校正，P＜0.05）（見(jiàn)表3，如圖4）；Reho 值升高的腦區(qū)有左側(cè)三角部額下回和左側(cè)島蓋部額下回（FWE 校正，P＜0.05）（見(jiàn)表4，如圖5）。

表3 真針刺組在針刺前后ALLF 值增高的腦區(qū)

表4 針刺組在針刺前后ReHo 值增高的腦區(qū)

圖4 真針刺組在針刺前后比較的腦區(qū)差異圖

圖5 真針刺組在針刺前后比較的腦區(qū)差異圖

2.4 任務(wù)態(tài)功能磁共振 通過(guò)兩樣本t檢驗(yàn)，在cluster水平經(jīng)FWE 校正（voxelP＜0.001，clusterP＜0.05），真針刺組與假針刺組比較，在進(jìn)行電針任務(wù)刺激時(shí)真針刺組出現(xiàn)左側(cè)額中回激活，如圖6。

圖6 任務(wù)態(tài)時(shí)，真針刺組與假針刺組比較的激活腦區(qū)圖

3 討論

百會(huì)、神庭可改善腦卒中后認(rèn)知功能障礙，是調(diào)節(jié)大腦的要穴[6]。在本實(shí)驗(yàn)中，真針刺組兩側(cè)楔前葉、左側(cè)楔葉ALFF 值增高，而假針刺組在針刺前后腦功能無(wú)任何統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。石玉萍等[7]通過(guò)針灸專用頭顱線圈對(duì)針刺百會(huì)的腦局部一致性研究發(fā)現(xiàn)針刺百會(huì)可引起顳葉、中央前回、中央后回等腦區(qū)的活動(dòng)變化。沈柏等[8]用基于體素的形態(tài)學(xué)測(cè)量法和腦功能網(wǎng)絡(luò)連接方法對(duì)神經(jīng)退行性疾病進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)楔前葉體積縮小主要的臨床表現(xiàn)體現(xiàn)在認(rèn)知中注意力、記憶力和視空間能力的下降，這與本研究的結(jié)果一致。

在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)真、假針刺，發(fā)現(xiàn)真針刺組較假針刺組主要在酸感、痛感、沉感方面具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。莫雨曉等[9]通過(guò)真穴和假穴上進(jìn)行真假刺激，發(fā)現(xiàn)真刺激較假刺激可以調(diào)動(dòng)針刺穴位及其所屬經(jīng)絡(luò)相應(yīng)功能的腦區(qū)功能有顯著激活，證實(shí)了穴位經(jīng)絡(luò)的特異性。與假針刺組比較，在真針刺神庭、真針刺組，主要有兩側(cè)角回、額中回的激活，二者均屬于額、頂葉的一部分，主要功能與認(rèn)知、任務(wù)執(zhí)行以及自身情緒相關(guān)信息的處理有關(guān)，這與神庭、百會(huì)的中醫(yī)主治一致[10]，針刺百會(huì)與神庭后可以針對(duì)相應(yīng)的腦區(qū)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本研究發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行針刺任務(wù)態(tài)功能磁共振掃描時(shí)，與假針刺組比較，真針刺組出現(xiàn)左側(cè)額中回的正激活，而額葉[11]可以調(diào)節(jié)情緒、抽象認(rèn)知以及記憶，負(fù)責(zé)高級(jí)認(rèn)知任務(wù)，尤其是情感認(rèn)知。因此，電針刺激頭部百會(huì)及神庭可以引起高級(jí)認(rèn)知功能的變化。

對(duì)于穴位特異性研究，大多研究者選用靜息態(tài)fMRI 技術(shù)，以健康人為基礎(chǔ)，觀察針刺后引起腦功能的變化。楊駿等[12]對(duì)健康人合谷進(jìn)行針刺研究發(fā)現(xiàn)：針刺合谷可引起尾狀核、中央前回、顳中回等腦區(qū)變化，即引起相應(yīng)腦區(qū)皮層下的功能活動(dòng)。之前研究[13]已證實(shí)，利用fMRI 技術(shù)，可以觀察到穴位引起腦區(qū)的活動(dòng)，但多在身體四肢，對(duì)頭部穴位研究較少。此外，既往對(duì)針刺時(shí)間點(diǎn)的研究較少，針刺即刻多是在針刺后停留一段再掃描，無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)針后及針刺停止即刻的掃描。AHC12 及特制磁共振兼容電針刺激儀可以較好解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)頭部不同穴位及針刺不同時(shí)間點(diǎn)的針刺與掃描，為穴位特性研究性研究提供了可視化影像方法。

在本實(shí)驗(yàn)中，所有受試者均是在進(jìn)行磁共振掃描前完成神經(jīng)量表評(píng)分，且在磁共振中接受的噪聲一致，2 組基線完全相同，因此，可以認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中在電刺激后激活的腦區(qū)，是百會(huì)、神庭共同起作用的原因[14]。并且隨著針刺時(shí)間的延長(zhǎng)，更多的功能區(qū)被激活，充分說(shuō)明針刺時(shí)間與針刺效果關(guān)系密切。

綜上所述，通過(guò)進(jìn)行真、假電針刺激百會(huì)、神庭，證實(shí)真針刺可以引起與穴位主治相關(guān)的認(rèn)知、情緒、記憶以及元認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)的激活。而任務(wù)態(tài)功能磁共振中真、假針刺引起的腦功能改變差異較小，考慮這是由于電針刺激時(shí)間較短所致。此外，既往對(duì)針刺時(shí)間點(diǎn)的研究較少，針刺即刻多是在針刺后停留一段時(shí)間再掃描，無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)針后及針刺停止即刻的掃描。AHC12 及特制磁共振兼容電針刺激儀可以較好解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)頭部不同穴位及針刺不同時(shí)間點(diǎn)的同步掃描，為頭穴實(shí)時(shí)針刺下的腦功能特性研究提供了可視化的影像學(xué)方法。