頭針刺激對大腦各功能區即刻效應的功能磁共振研究

葛偉，胡秋菊，歐陽鋼，王友，王鳴，俞銳

（江蘇省省級機關醫院，江蘇 南京）

0 引言

功能核磁共振技術（functional magnetic resonance imaging，fMRI） 作為一種近年來發展起來的新技術，有著無輻射、非侵入、無創傷、優良的空間分辨率，并可精確定位的大腦高級功能研究手段，可實時監測腦成像，目前，科研工作者已意識到可定量、定性，具有動態觀察功能的功能核磁共振技術是作為探索人類大腦具有高度可重塑性的重要手段之一[1-3]。它也為中風偏癱患者恢復運動功能和運動功能環路的重新組合，以及研究語言、感覺等認知功能的恢復方面提供了技術支持[4]。本研究擬應用功能磁共振成像(fMRI)技術對頭針刺激后腦區各功能的變化規律進行研究，掌握針刺特異性大腦功能激活區域，揭示頭針療法的效應機制，以進一步提高頭針治療的臨床效果。

1 資料與方法

1.1 研究對象

招募健康受試者10名。

為保證安全，要求年齡在18-60歲，男女不限，身體健康，無各類出血或缺血性腦病，認知功能正常，無各類精神或神經性病患，無腫瘤、代謝障礙及其它心、肝、腎、造血系統和內分泌系統等嚴重原發性疾病。

1.2 實驗前準備

（1）針刺應答預試驗

經過篩選，參加本實驗的研究對象均為年齡18-24歲，于本院實習的醫學院校大學生，他們有一定的醫學知識基礎，接觸過針灸治療，理解本研究的意義，并簽署了知情同意書，經臨床檢驗，無針刺反應不良者或過度針刺反應者。

（2）實驗前被試指導[5-7]

鑒于本研究是對人的大腦功能進行檢查研究，被研究者的精神和心理狀態波動均有可能對實驗的最終結果產生一些影響，因此，特制定了本指導。

研究前跟受試者充分溝通，取得受試者的理解和信任，針刺治療無副作用，核磁共振檢查無副作用，實驗用針灸針已經消磁處理，在磁場中不會產生危險。

檢測前，提前到影像中心集合，拿下受試者身上所帶金屬物品。

檢查前囑其放松，進入核磁檢查室，平躺在檢查臺上，頭部及身體保持不動。

戴防噪耳機，墊海棉墊，囑其盡量保持頭部不動，呼吸平和，放置頭線圈。

保持平靜的心態，檢查時盡量不想一些容易激動或精彩的事，恬淡虛無最好，或盡量想同一件平和的事。

如果在針刺時，針感過于強烈或疼痛，請不要慌亂，您只需動動左手的拇指，針灸師會做相應的調整，不要隨意改變體位。

在檢查過程中，如有嚴重的不適感，請抬下左腿，我們會立即終止掃描，做相應醫學處理。

1.3 圖像采集[8-10]

每天做2-3例受試者，均在晚上吃過晚飯后17:30到達影像中心接受檢測，頭針操作統一由同一名有一定工作經驗的中醫師完成，共兩周內完成所有受試者掃描檢測。

（1）常規檢查

首先，對所有參加實驗人員進行常規顱腦部MRI掃描，排除顱內器質性病變和收集后處理所必須的解剖學資料，及制作T13d的解剖定位圖像。平掃包括橫狀位T2WI、T1WI以及T2flair，矢狀位T13d快速自旋回波序列。均自左至右作全腦矢狀位掃描。參數如下：①T13d快速自旋回波序列重復時間/回波時間=25/4.6ms;②視野為230×230;③掃描矩陣為256×256;④重建矩陣為256×256;⑤層厚為1mm;⑥層距為0;⑦掃描層數為150;⑧激勵次數為1。

（2） BOLD-fMRI圖像掃描

應用單次激發回波平面成像梯度回波序列T2加權序列，參數:①重復時間/回波時間=2000/150ms;②翻轉角為90°;③視野為230×230;④采樣矩陣為96×96;⑤重建矩陣為128×128;⑥激勵次數為1;⑦層數為24;⑧掃描時間510s;⑨時相數為170。

①靜息狀態BOLD-fMRI功能圖像采集

受試者平躺在檢查床上進行靜息狀態掃描，參數如上，時間:510s。

②頭針刺激狀態BOLD-fMRI功能圖像采集

靜息狀態BOLD-fMRI功能圖像采集結束時，先將受試者復位到原始位置，針灸師進場，雙手及頭穴常規酒精消毒，定位左側頂顳前斜線和頂顳后斜線，取出事先準備好的0.3×40mm的消磁毫針，平刺，快速進針至帽狀腱膜下，并進行快速捻轉操作，捻轉頻率在200次/分以上，受試者有明顯酸脹感。持續刺激6分鐘后，針不取出來，受試者帶針進行頭針刺激狀態BOLD-fMRI功能圖像采集。

1.4 觀察指標

利用SPM8軟件的統計功能，觀察比較所有受試者靜息狀態、頭針(左側頂顳前斜線和頂顳后斜線)狀態的功能磁共振靜息態腦功能成像圖像，比較這兩個狀態下的功能磁共振腦功能成像血氧水平依賴圖像。觀察大腦內相關功能區局部一致性的變化，包括腦皮層局部一致性增高區域的部位、分布和體積，觀察大腦額、頂、顳、枕葉、丘腦、雙側基底節等主要腦功能區的激活變化情況。

1.5 圖像后處理方法

圖像后處理及分析主要使用SPM軟件的DPARSF( Data Processing Assistant for Resting-State fMRI ) SPM8工具，它的優點是客觀、重復性好，不需要軟件使用者確定感興趣區，避免了研究者的主觀影響，結果更準確、客觀。經過一系列處理，最后，每一位被研究人員的腦功能磁共振圖均被轉化為大小和朝向都相同的、具有可比性的標準化圖像。然后采用REST軟件進行ALFF處理，得到血氧水平依賴信號變化的數值，最終生成每位被研究者的ALFF統計參數腦圖。

圖1頭針刺激前腦區圖

圖2頭針刺激后腦區圖

1.6 統計學分析

采用SPM8軟件對每一位被研究者頭針刺激前后的ALFF統計腦圖進行配對t檢驗，結果使用聯合高度閾值（P＜0.05）校正，疊加在MNI152標準T1WI上顯示，得出頭針刺激前后ALFF改變的腦區。

2 結果

頭針刺激前后的ALFF改變的腦區: 頭針刺激前后ReHo變化結果：

從以上圖1，圖 2可以看出，經頭針刺激后，多個腦功能區被激活，顳葉、頂葉、枕葉主要腦功能區較針刺前有改變。

3 討論

頭針是針灸臨床中比較常用的一種針灸治療方法，它是傳統的中醫經絡理論與現代醫學大腦皮層功能定位理論結合，經過反復的醫療實踐發展起來的一種針灸治療方法，世界衛生組織（WHO）對頭針穴線的定位、主治也有明確的國際標準，頭針的應用也越來越多，其治療腦源性疾病有比較獨特的治療效果，大量的臨床和實驗研究均證實頭針療法對腦卒中有比較良好的治療效果[11-13]，不僅能明顯改善患者的臨床癥狀，而且有助于中樞神經自身功能及結構的重組，但有關頭針療法治療腦卒中的機制目前仍不明確，既往的研究主要集中于應用細胞學、分子生物學等手段研究頭針的作用機制，近年來隨著影響技術的不斷發展，特別是功能核磁共振技術在臨床中的應用，人們開始將功能核磁共振技術應用于針灸機制的研究。

人腦中的主要成分是血液，大約占到80%，雖然大腦的重量只占人體總重量的2%，但其耗氧量卻可達到全身總耗氧量的四分之一，血流量也占到心輸出總量的15%左右，24小時約有2000L血液流經腦。所以，血氧水平依賴BOLD的變化對腦功能有著直接的影響，本研究以血氧水平依賴BOLD的變化來比較二種不同狀態下磁共振腦功能成像，具有重要意義。

從實驗結果看，頭針左側頂顳前斜線和頂顳后斜線對顳葉、頂葉和枕葉腦功能區影響相對比較明顯，對其他腦區影響不大，這應該主要跟刺激的部位有關系。實驗頭針選穴少、刺激量相對小，如果進一步加大頭針刺激的量，比如刺激時間延長，或采用電針刺激，是不是相關腦功能區改變值會更大，這將在以后的實驗中來驗證。另外，本試驗中選取的對象是十名健康人，年齡在18-26歲之間，年輕人自我調節的速度比較快，這對試驗結果是不是也有一定的影響，這也要在后面的實驗中進一步來檢驗。