耳穴神门压籽法对偏头痛病人大脑低频振荡振幅影响的研究

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偏头痛是一种对病人及社会都有重大影响的公共卫生问题，是一种常见的神经内科疾病，WHO已将其归为功能性致残疾病[1]，但是其病理机制尚不明确。目前，偏头痛的发作机制仍存在很多假说，近年来研究者采用影像学新技术检测到偏头痛大脑微观结构改变，这可能反映了偏头痛反复发作导致神经元变化、脑功能异常的病理生理过程[2]。偏头痛不仅在发作期存在多个脑区的功能异常，而且疼痛发作间歇期也存在某些脑区持续的功能异常和结构改变，提示偏头痛可能是一种慢性中枢神经系统疾病[3]。近年来功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术的出现为偏头痛的研究提供了新手段。2007年由Zang等[4]提出低频振荡振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)算法，可以从脑代谢能量角度研究与人脑解剖位置相对应的局部神经元的自发活动，能较客观地反映人脑复杂的脑活动状态，目前是神经、心理、精神等多个领域的研究焦点。耳针疗法是针灸学中的重要内容之一，也是治疗偏头痛的有效手段，临床文献研究证明耳穴神门对偏头痛有肯定的预防效果[5]，也是治疗偏头痛的常用穴位[6]，但目前多以临床研究为主，鲜有耳穴中枢神经机制的研究报道。本试验拟用静息态fMRI技术初步研究耳穴神门干预前后偏头痛病人神经元活动的特征性变化，对比偏头痛病人与健康受试者在干预前后的脑功能改变。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 病例来源 选取2013年10月—2014年5月就诊于北京中医药大学附属东直门医院脑病科、针灸科的无先兆偏头痛病人，共9例，均为女性，年龄20岁～50岁，病程1年～8年。纳入标准：符合2004年《国际头痛疾病分类》第二版无先兆的偏头痛诊断标准；年龄18岁～55岁；右利手；在过去的3个月，头痛平均每月发作(2～6)次； 有1年以上偏头痛病史； 近3个月内未接受针刺治疗或其他预防性治疗；无长期服用镇痛药习惯；体内无金属植入物，无fMRI检测禁忌；签署知情同意书。排除标准：其他类型的头痛；偏头痛的首次发作在50岁以后；合并头部外伤、精神病、心脑血管病、糖尿病及其他内科疾病者；易合并感染及出血者；孕妇及哺乳期妇。

1.1.2 剔除、脱落和中止标准 不符合纳入标准而被误入的病例应予剔除；受试者依从性差，未按规定进行功能磁共振检查和安全性评价者应予剔除；发生严重不良事件或并发症，不宜继续而被终止试验的病例。

1.1.3 剔除病例 病例组中有2例受试者，1例因不能配合磁共振检查而出现运动伪影，影像图像质量；1例因磁共振常规检查发现垂体病变；故予以剔除。

1.1.4 健康受试者 来自北京中医药大学东直门医院学习和工作健康志愿者9名，男1名，女8名，年龄23岁～25岁，均为右利手，受试前一周无任何药物服用史，身体健康，无神经精神病史及头部外伤史，均无MR扫描禁忌证，并未参与过与本次试验类似的研究。 本研究已通过北京中医药大学东直门医院道德伦理委员会的批准，所有受试者均本人签署临床研究知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 取穴及操作 参照2006年中华人民共和国国家标准(GB/T12346- 2006)《腧穴名称与定位》，选取左耳神门，位于三角窝后1/3的上部，即三角窝4区。常规消毒，用医疗胶布将王不留行籽贴于神门，点压60 s，强度以有胀痛感为宜，均由同一位针灸科医师操作完成。

1.2.2 扫描方法与数据采集 所有核磁扫描均采用东直门医院核磁室西门子3.0T磁共振设备完成。采用16通道矩阵头线圈固定，在常规三平面定位后，扫描包括从颅顶到颅底全脑范围，平扫序列包括T1WI/TSE、T2WI/TSE 、T2WI/TIR，并对无脑结构异常者进行静息态BOLD- fMRI功能像扫描。静息态BOLD- fMRI功能像扫描：采用单次激发平面回波的梯度回波序列(GRE- EPI序列)，扫描参数：TR 3 000 ms，TE30 ms，矩阵64×64，FOV240 mm×240 mm，翻转角90°，层厚5 mm，无间隔连续扫描，体素3.75 mm×3.75 mm×5 mm，扫描包括全脑、小脑和脑干。

本次试验分别于神门压籽前后进行静息态功能磁共振成像扫描，静息态功能像采集连续扫描10 min，扫描结束后立即持续点压左耳神门穴60 s，点压后立即进行第2次静息态功能像扫描，两次扫描参数相同。整个试验研究的功能影像数据采集均由同一位具有10年以上工作经历的中级技师完成。详见图1。

图1神门耳穴的fMRI设计

1.2.3 数据分析 采用SPM8软件在Matlab 7.0 的平台上对试验数据进行预处理，对每个被试的fMRI 数据首先进行时间校正，接着进行头动校正，排除头部平动大于1 mm、转动大于1.5°的被试对象，而后将校正后的图像进行标准化，采用SPM 自带模板，归一化到标准的MNI (montreal neurological institute)系统，并将每个体素重采样至3 mm×3 mm×3 mm；最后使用高斯核函数进行平滑，降低空间噪声，全宽半高值(FWHM)为8 mm。对预处理过的功能数据做带通滤波，以采用滤波器实现截止频率为(0.01～0.08) Hz的滤波，去除信号的高频干扰和低频漂移；采用REST 软件(http：//resting- fmri.sourceforge.net)做ALFF 分析，计算信号在(0.01～0.08)Hz 下的功率谱并进行开方，得到信号的低频振荡幅度；计算频率在(0.01～0.08) Hz 的信号振幅的平均值，即BOLD 信号变化的强度；为消除个体间全脑ALFF总体水平的差异，每个体素的ALFF值除以全脑信号幅值的均值，对全脑逐体素做标准化；将静息和计算状态标准化后的ALFF脑图做配对t检验的组间分析，组间进行独立样本t检验，并将年龄性别作为协变量。激活阈值设置为P<0.005，激活范围阈值设为20个体素，得到相对于静息状态各脑区ALFF增强或减弱的结果。

2 结 果

2.1 干预前病例组与健康组ALFF值比较(见图2、表1) 病例组左侧额下回ALFF值显著低于健康组(P<0.005)；病例组左侧距状裂周围皮质、左侧辅助运动区ALFF值显著高于健康组(P<0.005)。

图2 干预前病例组与健康组的ALFF值脑区显示图

2.2 干预后病例组与健康组的ALFF值比较(见图3、表2) 干预后病例组双侧额上回、左侧额中回ALFF值显著低于健康组(P<0.005)，病例组左侧枕下回、右侧梭状回ALFF值显著高于健康组(P<0.005)。

图3 干预后病例组与健康组的ALFF值脑区显示图

脑区t值簇值 坐标 XYZ左侧额上回-5.93291)144511215左侧额中回-5.149643-39 3636右侧额上回-6.229254152454左侧枕下回 6.006465-36 -81 -15 右侧梭状回 7.97208448-66 -12

3 讨 论

脑功能成像的静息态研究是近年来的热点之一。基于静息态的ALFF分析方法敏感度和特异度相对较高，是应用低频信号的能量强弱反映静息态下大脑神经元自发活动的有效方法，因其与解剖位置相对应，故能准确地反映静息状态下脑神经元活动的变化特点[7]。 本研究显示，与健康组相比，病例组左侧额下回ALFF值明显降低，提示左侧额下回神经元自发活动受抑制，代谢减弱。在形态学上，Rocca等[8]发现偏头痛病人额叶灰质密度减少；在功能学上，任璐等[9]发现偏头痛病人左额下回的ALFF值明显减低，这与本研究结果相似，提示偏头痛病人可能存在额叶的微观结构损伤以及功能异常。额下回属于前额叶皮质的一部分，前额叶皮质指初级运动皮层和次级运动皮层以外的全部额叶皮层，负责对传入的信息进行加工、整合，并发起适当的情感和运动反应，偏头痛病人发作期的智力或体力活动受限、情绪异常等症状可能与额叶功能异常相关；并且前额叶皮质对疼痛刺激相对敏感，最近的研究进一步发现前额叶皮质还能够通过脑干间接地参与对疼痛的调节，影响疼痛下行传导通路[10- 11]，其低频振幅的明显降低，可能提示两点，疼痛的反复刺激导致额叶疼痛下行调节功能异常；与偏头痛病人痛阈值降低有关，使病人对疼痛不耐受。额叶病变不仅影响病人认知功能、行为和决策能力，也能影响其情感，既往文献研究证实额叶不仅与偏头痛发生有关，还与癫痫[12]、抑郁症[13]等多种疾病相关，这也更加说明额叶作为大脑发育中最高级的部分，具有与躯体运动、语言、智能以及情感等活动相关皮质区域的中枢功能，当其功能性、器质性受损，可能与多种疾病发生、发展相关。与健康组相比，病例组左侧距状裂周围皮质、左侧辅助运动区的ALFF值明显升高，说明该区神经元兴奋性高，代谢增强。距状裂周围皮层位于大脑后部的枕叶，属于视觉皮层，分为“空间通路”和“内容通路”，前者参与控制视觉相关运动和处理物体空间位置的信息，后者参与物体识别[14]。任璐等[9]、杜菡萏等[15]的研究也发现偏头痛病人距状裂的低频振幅值显著增高，与本研究结果相似，显示偏头痛病人视觉皮质功能异常，这可能与偏头痛病人对光线刺激敏感以及偏头痛发作期出现的畏光、视物模糊、眼胀等视觉异常症状相关。辅助运动区位于中央前回下肢运动区前方，主要参与复杂运动的准备、起动和监测[16]，许多研究者认为其绝不是简单的“辅助”功能，特别是前辅助运动区参与执行控制[17- 18]，疼痛预测[19- 20]以及疼痛的情感划分，辅助运动区兴奋性增强可能与偏头痛病人对疼痛的调节与反应的异常有关。喻大华[21]在大脑静息状态局部一致性的研究中发现无先兆偏头痛病人较正常受试者的辅助运动区局部一致性减低，也说明偏头痛病人存在辅助运动区的功能异常。本研究提示距状裂、辅助运动区的功能异常与偏头痛多种感官刺激(如体感、视觉、嗅觉等)异常相关。

本研究发现，耳穴神门干预后病例组较健康组的双侧额上回、左侧额中回的ALFF值明显降低，而左侧枕下回、右侧梭状回的ALFF值明显升高。枕叶纹状区是主要的视觉皮层区，视觉信息的加工是人脑的信息处理、学习记忆和语言加工等高级复杂脑功能的重要途径；梭状回是颞叶与枕叶一部分，与处理颜色信息、人脸与身体识别、文字识别、分类辨识等功能相关，其与视觉信息的加工是关系密切的。本研究发现，耳穴神门干预后病例组较健康组的左侧枕下回、右侧梭状回的ALFF值明显升高，这可能与刺激耳穴神门增强了视觉相关的脑功能有关。前额叶皮质通过认知控制机制在调节痛觉弱化上起着特殊的作用[22]，而干预后病例组较健康组的双侧额上回、左侧额中回的ALFF值降低，并未出现预期的升高，这是否与单次治疗、干预时间过短有关。郭太品[23]在研究中发现在刺激量一致的情况下，针刺偏头痛病人太冲穴较正常人对脑中枢的激活信号更强，这和本研究结论是相似的，说明同一穴位在疾病与非疾病的不同状态下引起脑功能反应不同。

本研究是从低频振荡振幅变化对无先兆偏头痛病人局部神经元的能量代谢角度进行初步的探讨，发现：①在无任何条件干预下的无先兆偏头痛病人与健康人之间的左侧额下回、左侧距状裂、左侧辅助运动区区域的脑功能存在差异，提示在偏头痛病人头痛发作间期，参与疼痛调节、视觉感受等相关脑区功能异常；②耳穴神门干预后无先兆偏头痛病人与健康人之间的双侧额上回、左侧额中回、左侧枕下回、右侧梭状回区域的脑功能存在差异，提示神门穴在疾病与非疾病的不同状态下引起大脑功能反应不同；刺激耳穴神门后视觉相关的脑区功能增强，为耳针治疗偏头痛的中枢机制提供数据支持。③研究中偏头痛病人较健康人出现功能显著差异的脑区，除了额上回、梭状回为右侧脑区功能异常，其余功能异常的脑区均为左侧，这是否与纳入的研究对象均为右利手和(或)左侧优势大脑半球相关，需要进一步的探究。

本研究为阐明偏头痛的中枢发病机制提供了更多的验证依据，并且为耳针治疗的中枢神经机制的研究提供了试验数据，但本研究样本量较小、耳穴干预时间较短，仅对本研究结论有一定的提示作用，期望今后进一步扩大样本量以获得更可靠的临床数据，为深入探索偏头痛的中枢发病机制提供试验依据。

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