针刺健康志愿者太溪穴静息态fMRI脑功能成像研究❋

欧阳怀亮，曲姗姗，张继苹，区颖仪，郑 禹，唐纯志，黄 泳△

(1.南方医科大学中医药学院,广州 510515; 2.广州中医药大学针灸康复临床学院,广州 510405)

静息态功能磁共振(resting-state functional MRI)是一种能研究基线状态脑功能或自发神经元活动且具有无创优势的技术，它研究脑在没有明确的输入或输出因素状态下的自发活动，即在静息状态下大脑内部发生的血氧水平依赖(blood oxygen level dependent，BOLD)信号的自发调节，比较基于任务的功能磁共振成像，其具有更强的优越性，近年来已成为脑功能成像研究的常用工具之一[1]。本研究采用静息态fMRI技术，数据采用低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)的分析方法，观察静息态下针刺太溪穴后脑功能区激活负激活情况，从而探讨经穴脑区激活的相对特异性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

15例健康志愿者来自南方医科大学和广州中医药大学，符合以下纳入标准：(1)年龄21～28岁的健康在校学生，无针刺史，右利手，男女均可；(2) 饮食、睡眠、体型均正常，无精神类病史(如失眠等)；(3)实验近期无各类疼痛(包括痛经)；(4)试验1个月前针刺应答预试验合格者；(5)身体内无任何金属类物质，其中男4例，女11例；年龄21～23岁，平均年龄(22.07±0.79)岁；体质量45～86 kg，平均体质量(55.33±11.19)kg；身高153 cm～183 cm，平均身高(164.93±9.76) cm。试验前各志愿者均知晓试验内容并签署知情同意书。本试验方案已获得伦理委员会批准(ChiECRCT-2012011)，并在中国临床试验注册中心注册(ChiCTR-TRC-12002427)。

1.2 研究方法

1.2.1 针刺处理 上述15例健康志愿者的针刺均由同一名针灸医师操作，取双侧太溪穴, 定位参照《经穴部位》(GB12346- 90)[2]。医者常规消毒后开始针刺操作，针灸针选用华佗牌0.30 mm×25 mm一次性银质针灸针，直刺(15±2) mm，得气后均匀提插捻转，行平补平泻针法，捻转幅度±180°，提插幅度2～3 mm，频率60次/min，进针得气后行针1 min。留针30 min，其间每隔10 min行针1 min。

1.2.2 静息态fMRI检查 采用GE公司3.0T超导磁共振成像机，标准通道头部线圈；用听力检测专用耳塞(Aearo，US)填充受试者耳朵；试验时，每位被试者佩带眼罩(扬州市邗江鑫华旅游用品厂制造)并被告知闭眼、放松心情，不要想任何事情。针刺前使用T1加权三维梯度回波脉冲序列采集MR解剖图像，然后进行静息态fMRI扫描。具体序列如下：T1横断面扫描采用FSE 序列完成，共扫描2 min 51 s，OAXT1FLAIR，重复时间TR1750 ms/回波时间TE24 ms，TI960 ms，层厚5.0 mm/间隔1.0 mm；共30层，视野FOV 24×24/Z，矩阵320×224/NEX=1，回波链长度8，带宽31.25；BOLD扫描应用单次激发回波平面成像梯度回波序列(GRE EPI)，采集与解剖图像完全相同层面的功能图像：GR/EPI/90，TR3000 ms/min，翻转角Flip angle 90，视野FOV24×24/Z，层厚5.0 mm/间隔1.0 mm，矩阵96×96/NEX=1，共扫描6 min。针刺治疗结束，出针后第15分钟进行静息态fMRI扫描，具体序列设置同针刺前。

1.2.3 图像处理及数据分析 在MATLAB平台上运用DPARSF 2.0软件、SPM8、REST1.8软件对数据进行处理，步骤如下。

1.2.4 预处理 包括DICOM格式转换、去除功能像扫描前10个时间点、时间校正、头动校正、空间标准化和空间平滑6个步骤。头动校正剔除头动三维平移>1.5 mm和(或)三维旋转>1.5°的受试者数据；3 mm×3 mm×3 mm再采样至标准MNI模板来观察标准化拟合程度；空间平滑采用4 mm×4 mm×4 mm半高全宽的高斯核。图像预处理后，所有受试者均符合标准，共15例纳入统计分析。

1.2.5 ALFF分析 采用REST 1.8软件，将完成空间平滑处理后的数据用线性回归方法去除其线性趋势，然后用Hamming带通滤波对提取的时间-曲线进行卷积处理，提取0.01～0.08 Hz的低频振荡信号幅值。计算出每个被试全脑体素的ALFF值得到ALFF图，再除以全脑平均ALFF值，得到标准化的ALFF值[3]。

1.2.6 统计学分析 采用REST1.8软件进行统计分析，将受试者针刺前后标准化的ALFF值采用配对t检验(P<0.05，连续体素>85)，最后获得受试者针刺前后的脑区ALFF变化差异。利用Rest1.8软件Viewer确定对应MNI坐标上有统计意义脑区的具体解剖位置，将结果以图像形式呈现，并请经验丰富的神经内科医师进行校正。

2 结果

表1、图1显示，与针刺前比较，出针15 min后ALFF值增强(T值为正值)的脑区为右侧小脑后叶下半月小叶、左侧大脑额叶额中回，负激活脑区未见(T值为负值)。

表1 出针后与针刺前比较低频振幅变化的脑区

图1 出针后与针刺前比较低频振幅变化的脑区

3 讨论

近年来，“经穴特异性-脑功能相关”假说的提出[4]，更好地推动了利用脑功能成像技术来开展穴位特异性方面的研究，该假说认为针刺经穴对脑区的激活存在特异指向性，而且脑部的识别能特异性地指向此干预作用。因fMRI具有认知程式设计比较灵活、空间与时间分辨率高及无创性和可重复性等优势[5]，近年来在针刺领域的研究已取得了一定成绩[6，7]。

太溪穴为足少阴肾经之原穴、输穴，位于内踝尖于跟腱之间的凹陷处[1]。该穴具有滋肾补阳、益肾纳气、调理冲任的功效，主治与肾有关诸疾，临床适应症广。

太溪穴的fMRI研究也有开展。蒋垂刚等[8]研究捻针刺激太溪穴对轻度认知障碍(mild cognitive impairment，MCI)功能性磁共振成像影响，发现针刺太溪穴靶向性激活了患者病变脑区，且对于相关脑区具有整体性调节效应。蒋垂刚等[9]还运用fMRI技术观察了针刺MCI患者右侧太溪穴和非穴时不同脑区的激活情况，采用单组块设计，结论是与针刺非穴比较，针刺太溪穴靶向性激活了MCI患者病变脑区，且对相关脑区具有整体性调节效应。陈尚杰等[10]选取健康青年志愿者采用组块模式即静息阶段与刺激阶段交替出现针刺太溪穴及假穴，结果被试者太溪穴主要激活右侧颞上回BA22，左侧额中回BA46，其次为左右顶叶的中央后回BA2、BA3，左额叶的额下回BA45和左顶叶的顶下小叶BA40；针刺假穴则没有激活。

上述研究推动了太溪穴与脑相关机制研究，但传统的模块(Block)设计，即在同一时间内刺激与静息交替进行，并不能完全真实模拟针刺过程。研究证实针刺是具有持续性效应的[11]。

所以，我们试验采用静息态的脑功能成像(fMRI)技术，排除基于任务的影响后，比较了针刺太溪穴前后对不同脑区的激活，结果是针刺太溪后，特异性指向变化的脑区主要集中在右侧小脑后叶下半月小叶、左侧大脑额叶额中回、BA10区，未发现减弱脑区。

近年有不少关于针刺不同穴位使小脑相关区域激活的报道，其中小脑后叶的激活是常见的激活区之一[12～14]。小脑不但有维持躯体平衡、控制姿势和步态及调节肌张力和协调随意运动的作用，还与心血管活动、语言、执行、智力等方面的功能关系紧密[15]。小脑后叶在机能划分中为大脑小脑即新小脑(neocerebellum)，由小脑半球外侧部及相关的齿状核构成，新小脑皮质能对大脑皮质的信息进行整合，主要影响运动的起始、计划和协调，并参与情绪的处理[16]。结果显示，针刺健康志愿者太溪后，小脑后叶区域ALFF值有明显增强的趋势，我们推测这可能与其治疗运动功能失调方面疾病的机制有关。但也有研究者[12]推测小脑后叶可能是针灸作用于神经系统并使之调节机体生理功能的一个共用部位，那么太溪穴激活小脑后叶与其临床功效的广泛性可能有关系。但是小脑后叶在针刺穴位中到底起到了什么作用，两者之间有无特异性，其具体机制还不完全清楚，有待进一步探讨。

研究中我们还发现，额叶中除主要激活额中回、BA10区外，额上回、11区也有较弱的激活，它们同属额叶，额叶的主要功能与精神、语言和随意运动有关[17]。前额叶拥有广泛的神经联系和复杂的结构图式，Duman认为前额叶皮质能启动、检测及修饰情感，并控制情绪的表达，与情感、认知的整合密切相关[18]。BA10、11区为组成额叶联合区的主要部分，与智力和精神活动有密切关系。上述功能区都与中医的“神”有关，太溪穴为肾经气血的本源和传输之处，肾精生髓，上注于脑，脑为髓海，肾精充则脑髓充，肾精亏则髓海必虚，说明肾和脑关系紧密，再加肾经支脉络于心，推测激活的额叶部脑区可能与太溪穴治疗精神及认知障碍类疾病有关。

综上，我们在针刺健康志愿者太溪后，通过ALFF处理方法对数据进行分析，发现与精神、认知方面关系密切的额叶及运动方面关系密切的小脑等脑区有一定程度的变化，推测该特异性激活与太溪穴临床功效的中枢机制有关。

[1] 贾玲红，金肖青. 静息态脑功能成像在针灸研究中的应用[J]. 浙江中西医结合杂志，2011, 21(12)：909-911.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检疫检验总局. 中国国家标准化管理委员会·腧穴名称与定位：中华人民共和国国家标准[S].GB /T12346，2006：24.

[3] Zang YF, He Y, Zhu CZ,et al. Altered baseline brain activity in children with ADHD revealed by resting-state functional MRI[J]. Brain Dev, 2007, 29(2): 883-914.

[4] 赖新生，黄泳.经穴-脑相关假说指导下经穴特异性、针刺得气、配伍规律脑功能界定[J].中国针灸，2007,27(10)：777-780.

[5] U.Wndhorst, H. Johansson, 等.现代神经科学技术研究[M].赵志奇，陈军，译.北京：科学出版社，2006，7：953.

[6] Hui KK, Liu J, Marina O, et al. The integrated response of the human cerebro-cerebellar and limbic systems to acupuncture stimulation at ST 36 as evidenced by fMRI[J]. Neuroimage，2005，27(3):479-496.

[7] Kong J, Gollub RL, Rosman IS, et al. Brain activity associated with expectancy-enhanced placebo analgesia as measured by functional magnetic resonance imaging[J].J Neurosci，2006，26(2)：381-388.

[8] 蒋垂刚，崔韶阳，聂彬彬，等. 捻针刺激太溪穴对MCI功能性磁共振成像影响的研究[J].中国中医基础医学杂志，2011,17(12)：1365-1367.

[9] 蒋垂刚，崔韶阳，聂彬彬，等. 针刺太溪穴和非穴对轻度认知障碍功能性磁共振成像的影响[J].新中医，2012，44(1)：93-95.

[10] 陈尚杰,朱芬,刘波，等. 刺激健康青年太溪穴和假穴的功能磁共振研究[J].中国康复，2009，24(5)：308-309.

[11] 吴珊珊，陈俊，刘波，等.针刺足三里穴后续效应的脑功能成像研究[J].广州中医药大学学报，2011，28(1)：29-32.

[12] 刘华，单保慈，高殿帅，等．针刺太冲、合谷两穴位引起的小脑响应的差异：fMRI研究[J].中国医学影像技术，2006，22(8)：1165-1167．

[13] 李琳，许建阳，李永忠，等．针刺足阳明胃经两相邻穴位脑功能磁共振成像研究[J]．中国医学影像技术，2008，24(7)：1001-1003．

[14] 李可，单保慈，刘华，等．针刺合谷穴脑功能磁共振成像研究[J]．中国医学影像技术，2005，21(9)：1329-1331．

[15] 汤慈美.神经心理学[M].北京：人民军医出版社，2004：92-101.

[16] Smith K A, Ploghaus A, Cowen P J, et al. Cerebellar re-sponses during anticipation of noxious stimuli in subjects re-covered from depression. Functional magnetic resonance imaging study[J]. Br J Psychiatry，2002，181(2)：411-415.

[17] 贾建平.神经病学[M].6版.北京：人民卫生出版社，2008：6.

[18] Duman RS. Novel therapeutic approaches beyond the serotonin receptor[J].Biol Psychiatry，1998，44：324-335.