针刺阳陵泉对脑梗死患者白质结构的影响
2014-05-06张华司卫军谭中建袁永娥邹忆怀
张华,司卫军,谭中建,袁永娥,邹忆怀
针刺阳陵泉对脑梗死患者白质结构的影响
张华1a,司卫军2,谭中建1b,袁永娥1a,邹忆怀1a
目的研究针刺阳陵泉穴后脑卒中患者白质结构的变化。方法6例脑卒中恢复期左侧偏瘫的患者,以假穴为对照,在针刺左侧阳陵泉前后对患者进行弥散张量成像(DTI)检查,采用西门子1.5 T磁共振仪采集数据,应用FSL软件包中的基于传导束的空间统计(TBSS)方法对针刺前后的数据进行比较。结果针刺阳陵泉穴对脑白质各向异性(FA)的影响强于假穴的区域包括左侧中央前、后回,颞中、下回,辅助运动区,额下回,内囊,穹窿和双侧顶下回。这些区域中走行的纤维束有锥体束、弓状束、胼胝体纤维和皮层间联络纤维,涉及运动代偿、体感、语言和记忆等多个功能网络。结论与假穴相比,针刺阳陵泉可使脑梗死患者的白质超微结构出现变化,主要的变化区域出现在健侧半球,与多个脑功能网络相关。
脑卒中;阳陵泉穴;针刺;弥散张量成像
[本文著录格式]张华,司卫军,谭中建,等.针刺阳陵泉对脑梗死患者白质结构的影响[J].中国康复理论与实践,2014,20 (10):955-959.
脑卒中作为神经系统的常见病、多发病,是目前导致人类死亡的三大主要疾病之一,并且存活者中50%~70%患者遗留有严重残疾,其中肢体功能障碍严重影响者患者的生活质量。针灸可加快患者康复的进程,有效缓解肢体的痉挛或弛缓等临床症状,在脑卒中恢复期的治疗中,有着不可替代的作用。在临床实践中,阳陵泉穴的使用频率较高。阳陵泉穴为足少阳胆经的合穴,八会穴中的筋会,在中医理论中,阳陵泉穴对脑卒中偏瘫的肢体拘挛麻木有一定的治疗作用。
使用血氧依赖功能磁共振(blood oxygen level dependedfunctionalmagneticresonanceimaging, BOLD-fMRI)探索脑功能区及脑网络与针刺效应的关系,为针刺机制的研究提供了有效的手段和新的前景[1-3]。脑功能网络由功能区皮层/灰质核团及功能区间的白质纤维构成,而从白质结构变化角度探讨针刺的治疗作用机制的研究尚不多见[4-5]。本研究即以弥散张量成像为实验手段,以假穴为对照,研究针刺阳陵泉对脑卒中恢复期患者白质各向异性值的影响。
1 对象和方法
1.1 对象
2010年~2011年在北京中医药大学东直门医院神经内科的住院患者6例,皆为男性,年龄50~76岁,右利手,左侧偏瘫。
诊断标准:参照1995年中华医学会第四届全国脑血管病学术会议通过的《各类脑血管疾病诊断要点》,并经头颅CT扫描或MRI诊断为脑梗死者。
纳入标准:①发病2周~3个月,处于脑梗死恢复期,病情稳定,意识清楚,无明显视听障碍;②左侧偏瘫,左侧肢体肌力Ⅰ~Ⅲ级;③首次发病,病灶以右侧基底节和/或放射冠为主;④患者年龄40~80岁;
排除标准:①脑梗死急性期、急危重症或脑梗死后遗症期;②有心脏支架、起搏器等不能行核磁检查;③简易精神状态检查(Mini-Mental State Examination,MMSE)得分:文盲<17分,小学<20分,中学以上<24;④17项汉密尔顿抑郁量表(Hamilton Depression Rating Scale,HAMD)得分>17分。
所有患者均配合完成试验,无脱落及剔除病例。患者的基本情况见表1。
表1 患者临床资料
1.2 方法
1.2.1 针刺方法
针刺穴位选用左侧(偏瘫侧)阳陵泉穴(GB34),对照的假穴位于阳陵泉穴横向后方2 cm肌肉丰厚处。受试者在恢复期内进行两次磁共振扫描,一次为针刺阳陵泉穴,一次为假穴,真穴假穴的先后顺序已事先进行随机化,受试者并不了解,两次扫描间隔不超过1个月(14~28 d)。选用直径0.30 mm、长40 mm的无菌银质针,针灸操作由针灸专科工作10年以上的同一医师进行操作。针刺前进行严格的针具及皮肤消毒,进针深度为1寸,角度90°,捻针时以平补平泻手法,捻转频率为100次/min。扫描后询问受试者是否针刺期间有酸、痛、深压、重、胀、麻、麻木、锐痛、钝痛、热、冷、跳或其他感觉[6],并要求受试者对感觉进行评分。每种感觉评分等级分为10级(0=没感觉,1~3:轻微,4~6:适中,7~9:强,10:无法忍受)。针刺任务为组块式设计。进针后静息1 min,捻转30 s,共进行3个循环,至5 min出针。
1.2.2 扫描方法
使用Siemens Novus 1.5 T MR扫描仪。T1WI扫描参数为:TR 1800 ms,TE 3.93 ms,矢状位采集矩阵512×512,层厚1.5 mm,扫描层数100层,体素大小:0.49×0.49×1.50 mm。弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)扫描参数:扩散梯度方向数12,b值1000 s/mm2,TR 6000 ms,TE 605 ms,采集矩阵128×128,层厚4.4 mm,扫描层数30层,体素大小:1.8×1.8×4.4 mm。在初次DTI扫描后即进针开始针刺,针刺完毕拔针后立即进行再次DTI扫描,每个患者针刺阳陵泉和假穴前后共进行4次扫描,6位患者共进行24次扫描。
1.3 统计学分析
对白质参数进行两因素重复测量方差分析。两个因素为穴位类别(阳陵泉和假穴)和扫描时相(针刺前和针刺后)。白质参数选用各向异性(fractional anisotropy,FA)值。应用牛津大学FSL软件包中基于传导束的空间统计(Tract-Based Spatial Statistics,TBSS)模块[7],对DTI数据进行分析。在TBSS分析中,默认的FA模板为正常人的脑部数据合成,但本组患者右侧半球有缺血灶,且老年人有不同程度脑萎缩,使用默认模板会使结果出现偏倚,因此使用DTI-TK[8]软件包制作了基于患者的MNI空间下的FA模板。图1显示所有患者病灶分布,图2显示患者和正常人模板FA图的区别。
2 结果
2.1 得气感
对患者针刺后的12种“得气”感觉进行统计,仅有4种感觉:酸、重、胀、麻被至少1例患者报告,其他8种感觉所有患者均无体验。“得气”感受的频率及强度经χ2检验和配对t检验,针刺阳陵泉和假穴组间无显著性差异(P>0.05)。见图3、图4。
2.2 TBSS
应用FSL中的广义线型模型统计命令randomise中的T2选项,即在每个二维层面中应用无簇阈值增强方法(threshold-free cluster enhancement,TFCE)[9],该方法可解决簇阈值的不确定性,并对结果进行5000次置换检验,结果P<0.005,未校正。针刺阳陵泉对白质影响强于假针的区域大部分位于左侧(健侧)半球多个功能区,主要涉及运动、体感、语言和认知功能,右侧半球仅有顶叶体感区域有激活。
TBSS分析显示,激活的脑区均位于FA>0.2的白质区域,FA值与区域内纤维的密度成正比[10],因此使用DTI-TK中的SingleTensorFT命令对激活区域内的白质纤维进行追踪,纤维追踪的参数为:张量偏转(tensor deflection,TEND)[11]算法;最小纤维长度为20 mm;最小FA值0.1;角度阈值为45°;Runge-Kutta插值运算。结果显示,激活区内经过的纤维种类多样,包括锥体束和皮层-桥脑-小脑束等投射纤维;胼胝体纤维和穹窿等联合纤维;弓状束和上、下纵束,皮层间弓形纤维等联络纤维,右半球仅有少量联络纤维,具体结果见表2、图5和图6。
图1 病灶分布
图2 患者和正常人FA模板的比较
图3 “得气”感受的分布统计
图4 “得气”感受的强度统计
图5 穴位类别和扫描时相的交互作用的TBSS分析结果
表2 针刺阳陵泉对FA影响大于假穴的脑区
图6 在TBSS分析激活区域中经过的纤维束
3 讨论
从患者对阳陵泉和假穴的针感比较可见,患者感受仅限于酸、麻、胀、重,无尖锐痛,与经典针感描述相符。从频率方面,针刺阳陵泉仅酸感发生频率小于假穴,而针感强度方面,所有针感均大于等于假穴。两组比较未见明显差异,可能与例数较少有关。
在患者偏瘫侧的选择上,有些研究并不限定左侧或右侧[5,12],在统计阶段甚至将一侧半球作镜像处理[13]。但两半球功能是有差异的,绝大部分人的主侧半球在左侧,左侧半球对语言、情感、记忆和认知功能的重要性要大于右侧。对患者的认知功能和情感状态的量表评分也证实了本组患者的主侧半球功能完好。选择左侧偏瘫患者的意义在于:由于患者的认知能力完好,可以更好地配合针刺治疗,并准确表达对针刺的感受;针刺的治疗效应也可能由于主侧半球的完整而更为显著。有研究表明,病灶在右侧半球的男性脑卒中患者,其预后要好于左侧病灶[14]。
应用TBSS进行白质参数分析的研究,较长时间内(3个月~1年)的纵向研究较多[15-16],而本研究则关注针刺前后白质结构的即刻变化。已有文献对任务态的弥散张量数据进行分析,发现相应功能区FA值可随任务不同而出现即刻变化[17-18]。其机理可能为:任务状态下细胞外钙离子浓度变化,导致胶质细胞变形,引起细胞外空间形态改变,从而出现水分子的弥散张量参数的改变。针刺效应具有一定滞后性[19],即针刺结束后,其对中枢的影响仍可以延续一段时间。因此本研究假设针刺后数分钟内的弥散张量参数与针刺前相比可能有差异。基于以上研究基础和假设,本研究对针刺前后的白质结构参数进行比较,结果显示,在针刺前后,出现了多处FA值变化。虽然针刺部位是偏瘫侧(左侧),但FA值变化大于假针的区域主要位于左侧半球,这与功能磁共振结果类似[20]。此现象的机制考虑为:针刺可能通过对脑功能网络的重组,增强了健侧半球的代偿机制。本研究FA值变化区域以及经过的纤维束涉及主侧半球的运动(中央前回、辅助运动区、锥体束、皮层-桥脑-小脑束)、体感(中央后回、顶叶)、语言(BA44区、弓状束、下纵束)、认知和记忆(穹窿、上纵束)和双侧半球协同(胼胝体)等多个功能网络,显示针刺阳陵泉可能通过调节主侧半球的多个网络的可塑性促进偏瘫康复。而患侧半球顶叶的FA值变化可能与“得气”的躯体感受有关。
本研究的局限性在于:①患者例数仅有6例,且均为男性,统计效能较低,TBSS结果未经多重校正;②仅研究了针刺患侧阳陵泉,下一步研究应对针刺健侧是否能引起类似FA变化;③未结合fMRI对针刺阳陵泉的穴位特异性进行研究,今后应将针刺前后静息态的fMRI和DTI联合,探讨针刺前后脑功能和结构的变化。
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Effect ofAcupuncture at Yanglingquan on White Matter Structures of Stroke Patients
ZHANG Hua,SI Wei-jun,TAN Zhong-jian,YUAN Yong-e,ZOU Yi-huai.Department of Neurology,Dongzhimen Hospital Affiliated to Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100700,China
ObjectiveTo explore the effect of acupuncture at Yanglingquan(GB 34)on white matter structure of stroke patients.Methods 6 stroke patients with left hemiplegia in recovery stage were recruited.The sham acupoint was as control,the diffusion tensor imaging (DTI)data in a 1.5 T SIEMENS scanner before and after acupuncture at Yanglingquan point was collected.Differences between the two conditions were compared with the Tract-Based Spatial Statistics(TBSS),which is one of FSL tools.ResultsThe brain areas included left precentral gyrus,postcentral gyrus,middle temporal gyrus,inferior temporal gyrus,supplementary motor area,inferior frontal gyrus,internal capsule,fornix and bilateral inferior parietal gyrus,in which the verum acupuncture had stronger effect on fractional anisotropy(FA)than the sham acupuncture.White matter tract such as pyramidal tract,arcuate fasciculus,corpus callosum and other inter-cortex association fibers passed these brain areas.The fiber tracts and brain areas were found to be involved with multiple brain networks of motor compensation,somatosensory,language and cognition.ConclusionCompared with the sham point,acupuncture at Yanglingquan point can change the microstructure of stroke patients'white matter,mainly in the inaffected side and related to multiple functional networks.
stroke;Yanglingquan point;acupuncture;diffusion tensor imaging
10.3969/j.issn.1006-9771.2014.10.014
R743.3
A
1006-9771(2014)10-0955-05
2014-03-24
2014-06-01)
国家自然科学基金面上项目(No.81072773)。
1.北京中医药大学东直门医院,a.神经内科,b.放射科,北京市100700;2.沧州中西医结合医院脑病科,河北沧州市061001。作者简介:张华(1974-),男,汉族,江苏启东市人,医学博士,副主任医师,主要研究方向:多模态MRI在脑血管病中的应用。通讯作者:邹忆怀(1965-),男,汉族,北京市人,医学博士,主任医师,主要研究方向:中医药促进脑功能重塑的研究。E-mail:zouyihuai2004@163.com。