针刺阳陵泉对中风偏瘫患者感觉运动网络影响的fMRI研究*

付彩红，李匡时，邹忆怀

（北京中医药大学东直门医院脑病科一区，北京　100700）

·临床论著·

针刺阳陵泉对中风偏瘫患者感觉运动网络影响的fMRI研究*

付彩红，李匡时，邹忆怀

（北京中医药大学东直门医院脑病科一区，北京100700）

［目的］观察针刺阳陵泉对中风偏瘫患者感觉运动网络的影响特征，探讨针刺阳陵泉穴促进中风偏瘫脑功能重塑的作用机制。［方法］选择符合纳入标准的12例中风偏瘫患者和8名健康受试者，分别进行针刺阳陵泉前后的功能磁共振（fMRI）扫描，采用广义线性模型的方法对提取的感觉运动网络成分进行统计分析，并对比两组激活的脑区特点。［结果］与健康受试者相比，针刺阳陵泉后中风偏瘫患者感觉运动网络成分增强的脑区主要有右扣带回、右额上回、右额内侧回、右舌回、右小脑山坡以及左楔前叶和左顶上小叶，减弱的脑区主要有左前扣带回、左额上回、右额上回、左额中回、左额下回、左额内侧回、右额内侧回、左颞上回、左楔叶、左楔前叶。［结论］针刺阳陵泉穴可通过调节双侧大脑半球感觉运动网络相关脑区活动，增强感觉反馈对运动输出的作用，促进中风偏瘫患者脑功能重塑。

中风；偏瘫；针刺；阳陵泉；感觉运动网络；功能磁共振

中风即现代医学的脑血管病，具有高发病率、高病死率、高致残率、高复发率的特点，严重威胁人类健康，是世界公共卫生系统面临的主要挑战之一［1］。据统计在存活的中风患者中约70%～80%可以致残［2］，其中运动障碍-偏瘫所占比例最大，是最常见的后遗症状［3］，严重影响了患者的生存质量，也加剧了全球中风康复和护理的医疗负担。因此，加强偏瘫肢体运动功能康复，改善中风偏瘫患者的生活质量是当今亟待解决的问题。临床实践表明中医针刺对促进肢体偏瘫康复有较好的临床疗效，但其作用机制尚未明确。近年来，功能磁共振（fMRI）技术已成为国内外学者探索针刺效应机制的公认的有效手段。本研究以中风偏瘫治疗常用主穴阳陵泉为切入点，从感觉运动网络（SMN）层面，对针刺促进偏瘫康复的脑功能重塑机制进行初步探讨，以期为中医方法促进中风运动功能重建提供数据支撑。

1　资料与方法

1.1临床资料本研究纳入2012年7月—2014年

2月在北京中医药大学附属东直门医院神经内科住院的脑梗死患者12例，其中男10例，女2例，年龄（58.75±9.54）岁，均为右利手左侧偏瘫患者。同时纳入健康受试者8例，其中男6例，女2例，年龄（51.63± 4.78）岁。诊断标准：参照2005年中华医学会神经病分会制定的《中国脑血管病防治指南》的诊断标准，并经头颅计算机断层扫描（CT）或核磁共振成像（MRI）诊断为脑梗死患者。纳入标准：1）符合脑梗死的诊断标准。2）首次发病，病灶以右侧基底节和（或）放射冠为主。3）右利手。4）左侧偏瘫患者。5）发病2周～3个月，处于脑梗死恢复期，无意识障碍，病情相对平稳。6）年龄40～75岁之间。7）签署知情同意书。排除标准：1）合并心肝肾以及造血系统等严重原发性疾病者。2）精神病患者，过敏体质，易合并感染及出血者。3）不能理解配合检查或有幽闭恐怖症等其他核磁检查禁忌者。4）1个月内参加过类似神经影像学研究的患者。所有健康受试者均无器质性及显著功能性疾病。以上受试者均配合完成试验。

1.2试验设计本研究设计参照中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室研究结论，采用非重复事件相关的试验设计模式，符合针刺临床的基本操作过程，适用于针刺中枢神经动态响应信号的研究。所有受试者均进行静息态、针刺态以及T1结构像扫描：1）静息态扫描：受扫描者经休息完全平静后，维持视听封闭状态，磁共振线圈固定，保持头位不动，连续扫描8 min 10 s后静息状态扫描结束。2）高分辨T1结构像扫描4 min 10 s。3）针刺态扫描：左阳陵泉穴进针，留针1 min，持续捻针1 min，再留针8 min 10 s后出针，以上进行连续功能成像扫描。

1.3针刺方法针刺选穴参照中华人民共和国国家标准GB/T 12346-2006《腧穴名称与定位》执行，选取左侧（偏瘫侧）阳陵泉穴（GB34），位于小腿外侧，腓骨头前下方凹陷中。使用针具为北京中研太和医疗器械有限公司的中研太和银质针灸针（0.40 mm× 40 mm）。试验过程中的针刺操作均由同一位医师完成，针刺前先进行局部常规消毒，然后采用单手垂直进针法，进针深度约1.5～2.0寸（同身寸，下同），留针1 min，捻转1 min，采用平补平泻手法，捻转频率为100次/min。

1.4数据采集将纳入的中风偏瘫患者和健康受试者按照试验设计方案分别进行静息态、针刺态的功能磁共振扫描和T1结构像扫描。所有磁共振成像均应用北京中医药大学附属东直门医院核磁室西门子3.0T磁共振设备完成。其中功能像的各项参数为：FOV=225 mm×225 mm，matrix=64×64，层厚3.5 mm，TR=2 000 ms，TE=30 ms，翻转角为90°。结构像的各项参数为：FOV=250 mm×250 mm，matrix= 256×256，层厚1 mm，T R=1 900 ms，TE=2.52 ms，翻转角90°。

1.5统计分析数据预处理：应用英国伦敦大学学院神经影像中心开发的SPM8软件包和北京师范大学认知实验室设计的静息态功能磁共振数据预处理助手DPARSF2.1软件包对影像数据进行预处理，其过程包括去掉前10个时点，再进行层面时间校正（slice timing），随之进行头动矫正，然后将采集的每个受试者图像与标准脑模板（蒙特利尔神经科学研究所（Montreal neurological institute，MNI））以体素3 mm×3 mm×3 mm进行空间标化，最后采用6×6×6的半高全宽高斯核对数据进行高斯平滑，之后进行去线性漂移。

数据分析：使用GIFT软件包对预处理后的数据进行Informax独立成分分析，MDL预估成分数量，进行独立成分分析后的数据进行功率计算。保留功率在0.01～0.10之间的成分，使用GIFT自带感觉运动网络模板及best-fit方法选取最终感觉运动网络成分，提取每个被试者的感觉运动网络成分。本试验包括三种效应，受试者、分组和针刺前后时相（即针刺前静息态和针刺后静息态），故统计分析方法选用重复测量多因素方差分析，三种效应进行组合可进行不同目的的分析。如在仅考虑受试者主效应的情况下，可观察所有受试者在全部4种情况（患者针刺前、患者针刺后、健康人针刺前、健康人针刺后）下的运动感觉网络。而为观察患者针刺对运动感觉网络的影响强于健康人针刺的脑区，可进行分组和针刺前后时相的交互效应分析。对于患者组前后与健康组前后所得感觉运动网络成分使用SPM Flexible factorial进行广义模型设计，并进行第二水平交互效应分析，即计算：（患者针刺阳陵泉后感觉运动网络-患者针刺阳陵泉前感觉运动网络）＞（健康人针刺阳陵泉后感觉运动网络-健康人针刺阳陵泉前感觉运动网络）及（患者针刺阳陵泉后感觉运动网络-患者针刺阳陵泉前感觉运动网络）＜（健康人针刺阳陵泉后感觉运动网络-健康人针刺阳陵泉前感觉运动网络）结果，交互效应采用t检验，使用蒙特卡罗模拟迭代1 000次进行簇校正，cluster＞55，P＜0.05。使用Brain Innovation公司的Brain Voyager软件包，将激活的脑区叠加至标准脑和大脑皮质表面。

2　结果

2.1中风偏瘫患者针刺阳陵泉穴后感觉运动网络增强的脑区与健康受试者相比，针刺阳陵泉后中风偏瘫患者感觉运动网络成分增强的脑激活区主要集中在右侧大脑半球的扣带回、额上回、额内侧回以及舌回、小脑山坡以及左侧大脑半球的楔前叶和左侧顶上小叶。见表1。

表1　针刺后中风偏瘫患者感觉运动网络增强的脑激活区Tab.1　The enhanced brain activity regions of sensorimotor network in stroke patients with hemiplegia after acupuncture

2.2中风偏瘫患者针刺阳陵泉穴后感觉运动网络减弱的脑区与健康受试者相比，针刺阳陵泉后中风偏瘫患者感觉运动网络成分减弱的脑区主要有左前扣带回、左额上回、右额上回、左额中回、左额下回、左额内侧回、右额内侧回、左颞上回、左楔叶、左楔前叶。见表2。

3　讨论

表2　针刺后中风偏瘫患者感觉运动网络减弱的脑区Tab.2　The attenuated brain activity regions of sensorimotor network in stroke patients with hemiplegia after acupuncture

针刺是促进中风偏瘫运动功能恢复的有效方法［4-5］，其效应机制一直是国内外学者研究的热点问题。中风偏瘫患者在恢复期多以本虚为主，即肝肾不足，气血衰少，又常兼夹风痰、血瘀，筋脉失于濡养而发病。因此治疗中风偏瘫应从其病机出发，调整阴阳，补养气血，濡养肢体筋脉，从而促进偏瘫改善。中医学认为针刺通过刺激相应经络上的腧穴，调和血气，调整阴阳，纠其偏盛偏衰的病理状态，从而祛除病邪、促进机体功能恢复。近年来fMRI技术因具有的较高的时间和空间维度、无创性且功能和结构相结合的特点，符合针刺经络的整体性、功能性，更能反映针刺时脑功能活动的动态变化，现已成为揭示针刺“密码”的“现代望诊”手段。在大脑静息态固有的功能网络中，感觉运动网络直接参与运动启动、执行和恢复，与中风偏瘫运动功能改善密切相关［6］。本研究基于fMRI技术，以临床使用频率较高的阳陵泉穴［7-8］为切入点，对针刺促进中风偏瘫的脑功能重塑机制进行了探讨。

研究结果表明，与健康受试者相比，针刺阳陵泉对中风偏瘫患者的感觉运动网络呈现双向调整作用，其中增强的脑区主要集中在右侧大脑半球的扣带回、额上回、额内侧回以及舌回、小脑山坡以及左侧大脑半球的楔前叶和左侧顶上小叶，减弱的脑区主要集中在左前扣带回、左额上回、右额上回、左额中回、左额下回、左额内侧回、右额内侧回、左颞上回、左楔叶、左楔前叶。本研究发现针刺对双侧大脑半球的感觉运动网络均有调整作用，主要表现为病灶侧感觉运动网络相关脑区活动的增强和病灶对侧感觉运动网络脑区活动的抑制。既往研究［9］发现卒中后功能损伤不仅发生在损伤区域，而且可以出现在未受损的对侧皮质区域，提示卒中康复需要双侧半球的重塑和重组。亦有研究［10］指出病灶对侧的运动皮质在卒中早期运动功能的康复中起到重要作用，但随着运动功能的恢复，病灶对侧运动皮质活动的抑制和病灶侧运动皮质活动的增强是功能恢复过程的一个重要转变。这些研究结果与当前研究结论相吻合，同时也从脑功能网络层面反映了中医针刺调整阴阳、纠正偏盛偏衰的病理状态的作用机制。

针刺调节感觉运动网络的脑区主要集中在额顶叶，还有少量激活区位于小脑（小脑山坡）［11］、颞叶（颞上回）以及枕叶（舌回），这些脑区与既往的相关研究［12-14］得出的结果有较好的一致性，进一步验证了这些脑区在针刺调节中风患者脑功能层面发挥了重要作用。其中额叶为人体的主要感觉运动中枢，与记忆、认知、语言和随意运动有关。额上回对空间工作记忆的存储极为重要，额中回及额下回与运动功能相关，上述脑区激活考虑针刺阳陵泉可能通过改善中风患者的空间记忆功能，加强对正确运动模式的存储记忆，刺激运动皮质，促进运动的启动和执行。顶上小叶属于大脑皮质感觉区，为触觉和实体觉的皮质中枢，该区域激活考虑针刺可能通过针感刺激传入感觉皮质促进中风患者对患侧肢体的感知及相关感觉信息的整合，进而促进大脑运动皮质的响应。小脑山坡作为小脑功能区的一部分，也主要参与调节肌张力和协调随意运动的准确性，针刺可促进该区域的激活，增强对肌张力的控制和调节［15］。还有研究认为小脑的激活与学习相关，推测针刺有助于提高中风患者对运动的再学习能力［14］，通过额叶相关脑区对运动学习进行存储记忆，最后由大脑运动皮质再将小脑对运动模式的学习转化为对运动的执行，促进中风偏瘫患者运动功能恢复。另外激活的扣带回、楔叶、楔前叶和部分额叶（额内侧回）、颞叶（颞上回）均为默认网络的重要组成部分［16］，是静息状态下大脑活动的关键性脑区。其中内侧额叶根据既往经历以记忆和联想的形式提供信息，并能增加对这些信息运用的灵活性［17］。扣带回和楔前叶是脑区代谢活动较高的脑区，不断地将从自身和周围世界收集的信息进行分配和整合。以上结果说明针刺的效应位点主要涉及感觉运动网络，同时与认知、默认网络密切相关。既往研究［18］也表明针刺阳陵泉能增强中风偏瘫患者默认模式网络中前扣带回和后扣带回之间的功能连接度，从而对中风偏瘫患者的运动功能和认知功能恢复起到促进作用。因此认为针刺阳陵泉可能通过调节默认网络加强感觉和运动信息的整合来发挥调节作用。

笔者推测中风偏瘫患者出现运动障碍的主要原因可能是感觉输入和运动输出的联系出现了问题，根据中医阴阳学说理论，感觉即“阴”，运动即“阳”，感觉-运动统合受损即阴阳失衡则病从中生，符合中风病的核心病机。如正常人只有接收到完整的感知信息，才能触发运动系统通过正确的运动模式完成运动任务。阳陵泉为八会穴之筋会，又是足少阳胆经之合穴、下合穴，是治疗半身不遂的主穴之一。另外，肝与胆互为表里经脉，十二经脉气血经胆经皆流注于肝经。故针刺阳陵泉可以调整气血阴阳，在脑功能层面则通过调节双侧大脑半球的感觉运动网络（抑制病灶对侧运动皮质活动和提高病灶侧运动皮质活动），调整阴阳，恢复或增强感觉反馈对运动输出的作用，从而有利于运动功能改善。

脑功能重塑是脑损伤后功能康复的理论基础［19-20］。本研究结果显示针刺阳陵泉后可同时引起病灶侧和病灶对侧感觉运动网络的响应特征，通过双向调节统合感觉-运动联系促进运动功能重建，为临床应用针刺改善偏瘫提供了较客观的影像学证据。而针刺促进中风偏瘫患者脑功能重塑效应是一个涉及多系统的复杂的响应模式，是通过多个脑功能网络间的协调而发挥作用的。本研究重点从感觉运动功能网络层面探讨针刺机制仅仅是部分作用位点的体现，而忽略了其他脑功能网络及结构代偿的作用。在今后研究中，应利用多种技术从单一网络的调节效应扩展到主要网络的整合效应，可较全面的表达运动功能重建的恢复机制，说明运动相关脑功能重塑的明确的效应位点，为针刺在中风康复中的应用和推广提供有力的证据支持。

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（本文编辑：张震之，于春泉）

A functional magnetic resonance imaging（fMRI）study on the effect of acupuncture at GB34（Yanglingquan）on sensorimotor network in stroke patients with hemiplegia

FU Cai-hong，LI Kuang-shi，ZOU Yi-huai
（No.1 Area of Encephalopathy Department，Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100700，China）

［Objective］To observe the characteristic of brain functional regions of the effect of acupuncture at Yanglingquan（GB34）on sensorimotor network of stroke patients with hemiplegia，and investigate the effect mechanism of acupuncture at Yanglingquan（GB34）on promoting brain reorganization of stroke patients with hemiplegia.［Methods］12 stroke patients with hemiplegia and 8 healthy controls in accordance with the inclusive criteria were recruited and underwent resting state fMRI scanning before and after acupuncture stimulation，the method of generalized linear models was used to analyze the components of sensorimotor network extracted from all the subjects and compare the brain regions activated by acupuncturing at Yanglingquan（GB34）.［Results］Compared with healthy controls，acupuncture at Yanglingquan（GB34）showed positive effect at right cingulate gyrus，right superior frontal gyrus，right medial frontal gyrus，right lingual gyrus，right declive，left precuneus and left superior parietal lobule，while negative effect mainly occurred at left anterior cingulate gyrus，left superior frontal gyrus，right superior frontal gyrus，left middle frontal gyrus，left inferior frontal gyrus，left medial frontal gyrus，right medial frontal gyrus，left superior temporal gyrus，left cuneus，and left precuneus.［Conclusion］Acupuncture at Yanglingquan （GB34）may promote the brain reorganization of stroke patients with hemiplegia by modulating some brain regions activity related to the sensorimotor network of the bilateral cerebral hemisphere and enhancing the effect of sensory feedback on motion output.

stroke；hemiplegia；acupuncture；Yanglingquan；sensorimotor network；fMRI

R245.31

A

1672-1519（2016）05-0260-05

10.11656/j.issn.1672-1519.2016.05.02

国家自然科学基金面上项目（81473667）。

付彩红（1986-），女，博士研究生，主要从事中医内科脑病方向研究。

邹忆怀，E-mail:zouyihuai2004@163.com。

2015-12-24）