针刺外关穴对小脑响应机制的18F-FDG PET脑功能成像研究

刘恩涛,王淑侠,赖新生,黄泳,唐纯志,崔韶阳



针刺外关穴对小脑响应机制的18F-FDG PET脑功能成像研究

刘恩涛1,王淑侠1,赖新生2,黄泳3,唐纯志2,崔韶阳2

(1.广东省医学科学院广东省人民医院,广州 510080;2.广州中医药大学针灸推拿学院,广东 510405;3.南方医科大学中医药学院,广州 510515)

通过针刺健康志愿者右侧外关穴,采用PET脑功能成像技术观察小脑皮质葡萄糖代谢变化,研究针刺外关穴对小脑皮质的影响,探讨针刺穴位小脑的响应机制。将18例健康志愿者随机分为右侧外关穴针刺组、右侧外关穴假针刺组和空白对照组,每组6例,全部受试者接受PET脑功能成像检查,所得图像采用SPM8软件包进行处理和分析。以空白对照组作为对照,右侧外关穴假针刺组小脑未见激活区域,而右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区为左侧小脑扁桃体、左侧小脑后叶、左侧小脑前叶及右侧小脑后叶山坡。以右侧外关穴假针刺组作为对照,右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区为左侧小脑前叶山顶及右侧小脑后叶下半月小叶。针刺外关穴激活了左侧小脑前叶及双侧小脑后叶,为解释针刺穴位产生治疗作用的机制提供依据。

针刺疗法;穴,外关;脑功能成像;正电子发射断层成像;18F-氟脱氧葡萄糖

自功能影像技术应用于针刺穴位研究以来,利用功能影像技术研究针刺穴位对脑内相关功能区的激活的研究越来越多,笔者利用PET脑功能成像技术,观察针刺外关穴对小脑皮质葡萄糖代谢的影响,初步探索针刺穴位对小脑的响应机制,现报告如下。

1 材料和方法

1.1 研究对象

参加测试的18例健康志愿者中男12例,女6例;平均年龄(24±2)岁;平均身高(167.56±8.73)cm;平均体重(57.39±8.08)kg;右利手,生活规律,体重、身高适中,无神经及精神病史。本研究协议通过广州中医药大学第一附属医院伦理道德委员会的同意,通过中国临床试验注册中心审核(No.ChiCTR-NRC-00000255, http://www.chictr.org/en/proj/show.aspx?proj=1138),所有受试者均签署知情同意书。

1.2 分组及处理方法

将18例健康志愿者随机分为右侧外关穴针刺组、右侧外关穴假针刺组和空白对照组,每组6例。外关穴定位参照中华人民共和国国家标准《腧穴名称与定位》(GB/T12346-2006)[1]。针刺器具均采用DONGBANG AcuPrime公司的专用针灸针,规格为0.30 mm×40 mm。由同一名资深针灸医师操作。

右侧外关穴针刺组操作方法为,选取右侧外关穴点,常规消毒。针灸医师于外关穴垂直进针(15±2)mm,采用平补平泻手法,均匀捻针,捻转幅度±180°,频率为60次/min,每捻转3 min,间歇5 min,共计24 min。

右侧外关穴假针刺组操作方法为,选穴及消毒同前,于外关穴点使用假针灸针轻触皮肤,3 min后使假针针尖离开皮肤表面,5 min后再次重复上述过程,重复3次,第24 min取下假针。

空白对照组仅采取针刺脑功能影像研究,不予任何针刺。

1.3 PET检查方法

PET设备型号为Siemens ECAT EXACT HR＋。示踪剂采用18F-FDG,由广东省人民医院伟伦PET中心CTI RDS111回旋加速器生产,药物经过严格无菌、无热源、无内毒素等检测,放化纯度＞95%。受试者检查前空腹6 h以上。针刺前1 h,由同一专门护士在其左手手背静脉建立静脉通道,常规封闭视听至扫描结束。在外关穴或者非穴进行针刺,方法同前述。针刺开始后1.5 min后于左手背静脉通道弹丸式注射18F-FDG (110mCi/kg),休息40 min后进行PET头部扫描。

受试者静卧检查床,固定头部。应用3D模式采集,时间为10 min。采用滤波反投影重建方法,并进行衰减校正。横断层滤波函数采用Hanning,截止频率为6.0,轴向滤波函数用Ramp,截止频率为10.0,层厚2 mm。

1.4 统计学方法

采用基于Matlab7.11(R2010b)平台的统计参数图(Statistical Parametric Mapping,SPM8)软件包(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)进行数据分析。将扫描图像使用SPM8提供的PET模板标准化到MNI(Montreal Neurological Institute,MNI)空间,采用5 mm×5 mm×5 mm半高宽高斯核平滑后,基于广义线性模型进行估计,使用双样本单边检验得出受试者针刺组与对照组小脑差异的脑功能图,结果叠加至MRI标准模板上显示。本研究的统计检验显著性标准为＜0.01,uncorrected,k＞10。小脑激活坐标以Talairach空间坐标呈现。

2 结果

右侧外关穴针刺组1例有明显刺痛感,无明显得气感;右侧外关穴假针刺组1例头部移动明显,该2例的数据不做进一步统计。

由表1、图1可见,以右侧外关穴假针刺组作为对照,右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区为左侧小脑前叶山顶及右侧小脑后叶下半月小叶。由表2、图2可见,与空白对照组比较,右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区为左侧小脑扁桃体、左侧小脑后叶、左侧小脑前叶及右侧小脑后叶山坡。由图3可见,右侧外关穴假针刺组与空白对照组的比较,未见小脑激活。

表1 右侧外关穴针刺组与右侧外关穴假针刺组小脑激活区域比较

图1 右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区

图2 右侧外关穴针刺组激活的小脑脑区

表2 右侧外关穴针刺组与空白对照组小脑激活区域比较

图3 右侧外关穴假针刺组激活的小脑脑区

3 讨论

PET作为当今较为成熟的功能影像技术,已被广泛应用于脑功能成像研究。PET显像能够显示活体组织器官内生物化学状态,能够直接反映脑内能量的代谢情况。脑内神经活动代谢先于血流变化,故而观察针刺穴位对脑内能量变化的影响,PET显像更直接,更直观,更实用。借助能够通过血脑屏障的葡萄糖代谢显像剂——18F-FDG,可以直观地观察大脑葡萄糖代谢变化。

小脑按功能分为前庭小脑、脊髓小脑和大脑小脑,后者又称为新小脑,是小脑进化中最新的部分,与大脑皮质有往返纤维。以往认为,小脑是皮层下的一个运动调节中枢,与平衡躯体及四肢共济运动的调节有关。但近年来大量实验研究显示,小脑参与众多运动及广泛的认知活动,小脑参与的众多运动和认知任务是通过与不同大脑皮质合作来完成的[2]。

近年的神经解剖研究发现小脑与下丘脑间通过下丘脑-小脑投射和小脑-下丘脑投射直接联系,并有很多非直接通路,从而构成小脑-下丘脑神经环路,可能为小脑参与广泛的非躯体性运动的调节提供结构基础[3]。

本研究显示针刺外关穴,与空白对照组比较,左侧小脑扁桃体、左侧小脑后叶、左侧小脑前叶及右侧小脑后叶山坡可见激活。Huang等[4]利用SPECT观察针刺健康人右侧外关穴,与空白对照组比较,发现左侧小脑前叶山顶可见激活。邵广瑞等[5-6]利用18F-FDG PET/CT观察健康志愿者分别接受针刺右侧委中穴(BL40)和右侧足三里穴(ST36)均发现左侧小脑扁桃体可见激活。迟旭等[7]使用fMRI脑功能成像技术,研究针刺健康志愿者右侧外关穴(SJ5),发现受试者双侧小脑半球可见激活。

针刺外关穴,与外关穴假针刺组比较,左侧小脑前叶山顶和右侧小脑后叶下半月小叶可见激活。右侧外关穴假针刺和空白对照组比较,小脑未见激活。赖新生等[8]利用fMRI脑功能成像技术观察针刺健康人右侧外关穴(SJ5),与空白对照组比较,发现左侧小脑扁桃体和双侧小脑下半月小叶的激活。Yan等[9]利用fMRI脑功能成像技术观察针刺健康人右侧太冲穴(LR3)亦发现左侧小脑前叶山顶和右侧小脑后叶可见激活。鲁娜等[10]利用fMRI脑功能成像技术观察分别针刺健康人右侧中都穴(LR6),以中都旁假穴做为对照,发现左侧小脑后叶、右侧小脑后叶山坡及左侧小脑后叶下半月小叶可见激活。刘华等[11]利用fMRI脑功能成像技术观察分别针刺健康人右侧合谷穴(LI4)和太冲穴(LR3),以假穴做为对照,针刺合谷穴时右侧小脑后叶上半月小叶及左侧小脑后叶下半月小叶可见激活;针刺太冲穴时左侧小脑前叶及右侧小脑后叶下半月小叶可见激活。Huang等[12]利用fMRI脑功能成像技术观察针刺健康人右侧外关穴(SJ5),以外关穴假针刺比较,亦发现双侧小脑扁桃体可见激活。Hui等[13]利用fMRI脑功能成像技术针刺右侧足三里(ST36)发现左侧小脑前叶山顶,双侧小脑后叶山坡、左侧小脑扁桃体及双侧小脑后叶下半月小叶可见激活,同时可见右侧小脑前叶可见激活。Yoo等[14]利用fMRI脑功能成像技术观察针刺右侧内关穴(PC6),发现左侧小脑前叶,左侧小脑后叶山坡及右侧小脑后叶可见激活。Bai等[15]针刺内关穴(PC6)亦发现类似的情况。针刺内关穴,发现岛叶、下丘脑及小脑绒球小结叶可见激活,而后者是前庭小脑的一部分,这似乎能够解释针刺内关穴治疗眩晕和呕吐。该学者推测针刺内关穴能够特异地激活小脑-下丘脑及岛叶,似乎对解释针刺内关治疗恶心呕吐、眩晕等的机制带来新的思路。本研究针刺外关穴亦发现小脑后外侧半球局部激活,而部分临床及神经行为学研究表明小脑后外侧半球参与注意、工作记忆、视觉记忆等认知行为活动[16]。临床上针刺外关穴治疗脑血管后遗症,改善上肢活动不利,是否与激活小脑后外侧半球有关,尚不明了。

本研究发现右侧外关穴假针刺组与空白对照组比较,小脑未见激活。这和文献报道[8]相符。同时,右侧外关穴真针刺及假针刺均未见小脑的负激活,和文献报道[11,14]相符。针刺穴位对小脑皮质葡萄糖代谢的影响,能够为明晰小脑的功能提供实验依据,同时,本研究存在一定局限,纳入研究的受试者较少,对针刺受试者得气未能分级评价。针刺穴位对小脑作用机制仍需在今后的研究中进一步阐释。

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18F-FDG PET Brain Imaging Study of the Mechanism of Cerebellar Response to Acupuncture at Point Waiguan(SJ5)

-1,-1,-2,3,-2,-2.

1.’,510080,; 2.,510405,; 3.,510515,

To investigate the effect on the cerebellar cortex of acupuncture at right point waiguan(SJ5) in healthy volunteers and explore the mechanism of cerebellar response to acupuncture by using PET brain imaging to observe the change in glucose metabolism in the cerebellar cortex.Eighteen healthy volunteers were randomly allocated to right point waiguan(SJ5) acupuncture, right point waiguan(SJ5) sham acupuncture and blank control groups, 6 persons each. All the subjects receive a PET brain imaging examination. The images were processed and analyzed using Software Project Management Board (SPMB).In comparison with the blank control group, no cerebellar regions were activated in the right point waiguan(SJ5) sham acupuncture group, and left cerebellar tonsil, posterior lobe and anterior lobe and right cerebellum posterior lobe declive were activated in the right point waiguan(SJ5) acupuncture group. In comparison with the right point waiguan(SJ5) sham acupuncture group, left cerebellum anterior lobe culmen and right cerebellum posterior lobe-inferior semi-lunar lobule were activated in the right point waiguan(SJ5) acupuncture group.Acupuncture at point waiguan(SJ5) activates left cerebellar anterior lobe and bilateral cerebellar posterior lobes, which provide a basis for explaining the mechanism of therapeutic action of acupuncture.

Acupuncture therapy; Point, Waiguan(SJ5); Function brain imaging; Positron emission tomography; 18F- fluorodeoxyglucose

1005-0957(2012)07-0453-04

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2012.07.453

2011-10-24

国家重点基础研究发展计划(2006CB504505)

刘恩涛(1980 - ),男,住院医师

王淑侠(1965 - ),女,主任医师,硕士生导师,E-mail:wang_ shuxia2002@yahoo.com.cn