针刺足临泣治疗腰腿痛的脑功能性磁共振成像研究

于国强 李晓陵 王 丰 徐英杰 曹丹娜 赵桂君 俆佐宇 杨聃琳 张 帆

(黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江 哈尔滨 150040)

现代针刺镇痛研究始于20世纪60年代并持续至今，针刺镇痛的研究实际上是由针刺麻醉(针麻)发展而来的〔1〕，是根据祖国传统经络理论，结合手术要求，按照循经取穴，辨证运用针刺手法进行的一种镇痛方式。临床实践证明针灸镇痛疗效明显，甚至可“即可止痛〔2〕”。如笔者记录孙申田教授按传统经络辨证和现代解剖生理学选穴配方治疗各种痛症的临床纪实，均取得了“一针及效”的神奇疗效〔3,4〕；汪伯毅等〔5〕采用电针夹脊穴治疗腰椎间盘突出取得显著疗效。目前针刺镇痛机制的研究多数认为针刺可以通过神经系统、神经肽-细胞因子网络、结缔组织、特殊脂肪带等产生镇痛效果〔6〕。随着功能性磁共振成像(fMRI )技术广泛应用，开创了无创的脑功能检测的时代，推动了针刺镇痛能在活体(包括人体)上进行研究〔1〕。本研究选择临床中老年人常见的腰椎间盘突出作为研究对象，通过针刺右侧足临泣穴，分析针刺镇痛脑功能区变化的特点，为针刺镇痛提供理论依据。

1 资料与方法

1.1病例选择 选取黑龙江中医药大学附属第一医院针灸四科门诊及住院处腰椎间盘突出男性患者12例。年龄55～70岁。实验前进行身高、体重、血常规、尿常规、肾功、肝功、离子、血压、血脂、血糖、心电、脑电等检测。

1.2选择标准 试验前进行身高，体重，生化等检测，筛除不符合标准者。纳入标准：右利手。体型适中，体重指数均在正常范围之内。既往没有腰部外伤、慢性劳损急性发作史。无特殊饮食、睡眠习惯，无吸烟、饮酒等不良嗜好，无头部外伤，无精神与神经病史，无脑电图异常表现，3个月内未曾服用治疗中枢系统疾病药物。患者表现腰部向臀部及右下肢放射痛，腹压增加(咳嗽、打喷嚏等)时疼痛加剧，模拟视觉疼痛评分法(VAS)疼痛评分5 分以上，Lasegue(+)；腰部CT 或 MRI 提示：腰椎间盘突出。针刺部位皮肤无疤痕且3个月内无针刺治疗，对针刺无不良反应，对磁共振检查无禁忌证及无不能耐受者。受试者均签署知情同意书。

1.3实验前指导 试验时间统一选择在午饭后13∶00～16∶00之间进行。所有受试者均要求在前一天保持充足的睡眠，受试前24 h内不能饮用浓茶、咖啡及酒类；受试前24 h内尽量不要有明显的情绪波动及过激行为；试验当天要求受试者提前30 min到达候诊区域。进入磁共振扫描室前，与受试者沟通，尽量使其精神放松，并去除受试者身上手机、手表、磁卡及金属物品。进入磁共振扫描室后，平卧在操作床上，将防噪耳塞塞入耳道，用眼罩蒙住双眼，头部置于扫描线圈内并固定，防止不自主运动造成的大脑皮质伪激活。在穴位定位、消毒及视听屏蔽后，受试者须在MRI检查床上静息20 min，并嘱其保持放松，平稳呼吸、静止不动。

1.4针刺方案 统一选用苏州针灸用品有限公司天协牌纯银针灸针，规格为0.35 mm×40 mm，由同一名资深针灸医师开展操作。试验顺序按照随机的方式，12例受试者均行针刺足临泣穴脑功能成像，fMRI检查采用BOLD技术，序列选用单次激发平面回波成像梯度回波序列(FE-EPI)，fMRI扫描为区块设计(Block Design)，“静息-针刺-静息”(“OFF-ON-OFF”)模式，常规MRI三维快速扰相位梯度回波翻转恢复序列获得T1WI-3D-TFE-ref解剖图像、静息态扫描后，留针立即行fMRI扫描， fMRI扫描采用与T1WI位置完全相同的范围、层厚、层间距、层数、视野，每次成像由2个Block组成；每个Block持续45 s，其中捻针(on)与静止留针(off)交替进行，成像时间3 min 45 s，共采集75次(图1)。

图1 fMRI针刺的Block模式图(R：静息，S：刺激)

1.5扫描参数 使用Achieva 3.0T TX双源梯度磁共振扫描仪，梯度场强度为40 mT/m，16通道并行采集头线圈(SENSE-Head-16)，每通道直接数字化采样的80 MHz高频模数转换器，梯度切换率为200 mT/m/ms。常规解剖像采用T1WI三维快速扰相位梯度回波翻转恢复序列 (T1WI-3D-TFE-ref)，扫描范围自颅底至额顶部头皮组织，扫描线平行于胼胝体前后连合的连线(AC-PC)，覆盖整个大脑及小脑。fMRI成像参数：重复时间(TR)3 000 ms，回波时间(TE)35 ms，视野(FOV)230/230，激励次数(NEX)1，反转角度(FA)90°，重建矩阵(MAT)128/128，带宽2 604 Hz/Pixel，扫描层数为24层，扫描时间为3 min 45 s。

1.6图像处理 静息态脑功能成像图像用静息态功能磁共振数据分析处理工具包(REST)进行分析。对每组预处理后的fMRI图像通过random effect的方法进行组分析，以P<0.05的像素构成SPM统计参数图，该图即为实验任务脑激活区，按照Talairach坐标行解剖定位，获得实验任务激活的脑区。功能像的解剖定位参照《脑磁共振局部解剖与功能图谱》、《Talairach坐标化的大脑解剖图谱》。

1.7统计学处理 刺激状态下与静息状态信号强度比较采用独立双样本t检验。所得各平均信号升高区为脑功能激活区，平均信号降低区为脑功能抑制区(负激活区)。以P<0.01，k≥30作为阈值(k为脑功能激活区的像素数)。结果叠加到标准T1WI-3D脑扫描图上显示。脑功能区的解剖位置、BA区定位、中心坐标均由平均脑功能图得出。

2 结 果

2.1针刺足临泣穴所获得的脑激活区 针刺足临泣穴所获得的脑激活区为：左侧额上回(BA 8)、左侧中央前回(BA 6)、左侧岛盖部(BA 44)、右侧颞中回(BA 21)、右侧颞上回(BA 22)、右侧压后扣带皮层(BA 29)和小脑隐部。见表1、图2。经t检验，比较针刺与静息状态下的两种信号强度差异。所测得各平均信号脑功能激活区，k>30，t>3.08，P<0.01，表明两种信号强度具有明显差异性。

2.2针刺足临泣穴所获得的脑抑制区(负激活区) 针刺足临泣穴所获得的脑负激活区为：右侧颞下回(BA 20)、右侧视觉联合皮层(BA 19)、右侧顶上小叶(BA 7)、左侧颞下回(BA 20)。见表2、图3、图4。经t检验，比较针刺与静息状态下的两种信号强度差异，所测得各平均信号脑功能负激活区，k>30，t>3.08，P<0.01，表明两种信号强度有明显差异性。

表1 12例受试者针刺足临泣穴激活区的解剖部位、BA分区和中心坐标

图2 针刺足临泣穴激活脑区3D模型图

表212例受试者针刺足临泣穴负激活区解剖部位、BA分区和中心坐标

解剖部位BA区Talairach坐标(mm)XYZkt值P值右侧颞下回2048-4-4868421.920.00右侧视觉联合皮层192844-7768423.640.00右侧顶上小叶7856-545146.630.00左侧颞下回20-48-4-48644.620.00

图3 针刺足临泣穴抑制脑区3D模型图

图4 针刺足临泣穴激活脑区与抑制脑区轴位断层功能定位像

3 讨 论

腰痛在临床较为常见，包括西医的腰部软组织损伤、肌肉风湿、腰肌劳损、腰椎病变等，往往伴有向腿部放射痛。引起腰痛的原因甚多，外伤、劳损、腰椎增生等骨质病变、受风寒侵袭等因素均可引起腰痛。古代文献早有关于腰痛的论述，如《素问·刺腰痛》认为腰痛主要属于足六经之病〔7〕；《丹溪心法·腰痛》指出腰痛病因有“湿热、肾虚、疲血、挫闪、痰积”，并强调肾虚的重要性。现代医学对针刺镇痛的机制尚未完全阐明，但多数研究认为通过对穴位的刺激所产生的信息通过不同的传入机制到达疼痛中枢〔8〕，经其整合、修饰、重组处理后再反馈到痛觉感受器〔9〕，对疼痛活动进行调节而起到镇痛作用〔10〕。对于针刺信息传入通路主要有以下几种通路: (1)通过痛觉外侧传导系统：脊髓-丘脑外侧核-大脑皮层、岛叶后部； (2)通过痛觉内侧传导系统：丘脑中线核群及板内核群-前扣带回、前额叶和岛叶前部；(3)内、外侧传导通路交叉联系：还涉及核团有皮质下核团，如杏仁核、伏隔核、海马及中脑导水管周围灰质〔11〕。

本研究通过针刺腰椎间盘突出症患者右侧足临泣穴发现其共同激活的脑区为：左侧额上回(BA 8)、左侧中央前回(BA 6)、左侧岛盖部(BA 44)、右侧颞中回(BA 21)、右侧颞上回(BA 22)、右侧压后扣带皮层(BA 29)和小脑隐部(见图2、4)；负激活脑功能区为右侧颞下回(BA 20)、右侧视觉联合皮层(BA 19)、右侧顶上小叶(BA 7)、左侧颞下回(BA 20)。左侧额上回、右侧压后扣带皮层、左侧岛盖部均在痛觉传导通路上，左侧中央前回及右侧颞上、中回的激活区多位于皮层，可能为痛觉在中枢以一种高度分散的方式广泛分布，这些区域在机体受到伤害性刺激时产生疼痛反应，激活频率较高，形成“疼痛矩阵”〔12〕。再结合以往文献资料，小脑蚓部、扣带回、海马参与镇痛比较明确〔8,13～16〕，这均与本研究相符合。

总之，针刺镇痛是通过兴奋或抑制与痛觉调制相关的多个脑功能区而产生作用的，牵涉到脊髓、小脑、丘脑、边缘系统及其核团、大脑皮层，并通过一个复杂的整合及调控来完成镇痛的过程〔17〕。通过本研究发现针刺治疗腰腿痛确实有效主要原因是通过镇痛中枢进行镇痛调节。

4 参考文献

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4于国强,乔立达,孙申田.孙申田教授针灸治疗痛证临床纪实〔J〕.吉林中医药,2010;30(7):563-4.

5汪伯毅,黄国付.电针夹脊穴对腰椎间盘突出症镇痛作用的临床观察〔J〕.湖北中医杂志,2013;35(11):68-9.

6季庆洁,杨继国.针刺镇痛的研究现状〔J〕.山东中医杂志,2012;31(10):770.

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11刘军平,徐春生,张 威,等.针刺镇痛机制的磁共振脑功能成像研究现状〔J〕.中国中西医结合影像学杂志,2014;12(2):201-4.

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