针刺治疗偏头痛功能磁共振成像研究进展※

李晓陵 姜晓旭 王 丰 曹丹娜 刘晓慧 蔡丽娜 姚春丽 刘 阳 马 健

(黑龙江中医药大学附属第一医院CT磁共振科，黑龙江 哈尔滨 150040)

偏头痛是一种高度流行的神经系统疾病，据统计世界上约有1/2的人口患有偏头痛[1]，是造成残疾的第三大最常见原因[2]。偏头痛是一种周期性头痛，典型特征为单侧位、搏动性、中度或重度、活动时加重，同时伴有恶心、畏光、恐声等，发作持续4～72 h[3]。偏头痛又分为发作性偏头痛(每月发作<15 d)和慢性偏头痛(每月发作>15 d)。由于偏头痛的具体病理生理机制尚不清楚，目前临床上仍然无有效的方法对其进行明确的诊断和治疗，一些药物如普萘洛尔、美托洛尔、氟桂利嗪、丙戊酸和托吡酯，已被证明可使部分患者发作频率降低，然而这些药物都有一定的副作用。近年来，针刺的镇痛作用已得到广泛认可[4-5]，尤其是对头痛、颈部或背部疼痛的镇痛效果显著，可以显著缓解偏头痛患者的疼痛强度和频率，改善患者生活质量[6-7]。关于针刺治疗偏头痛的机制研究，既往主要集中在调节内源性阿片肽系统、血液流变学等方面。近年来应用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术对偏头痛的疾病机制及针刺的治疗机制研究逐渐成为热点[8]。fMRI是一种利用快速磁共振成像方法探测大脑功能区域的技术，具有高度的有效性、可用性、高空间分辨率、相对高时间分辨率的特点[9-10]。有研究开始探索偏头痛患者大脑感兴趣区域的功能以及与之相关的神经网络[11]的特点，并发现偏头痛患者的大脑结构和功能与健康人有显著差异，这些差异可能源于对疼痛、光线和气味的反应，或者是对重复的疼痛攻击的适应性反应[12]。本研究对利用fMRI技术探索针刺治疗偏头痛机制的相关研究进展进行综述。

1 针刺治疗偏头痛的静息态功能磁共振成像(resting state-fMRI，rs-fMRI)研究

在针刺治疗偏头痛机制的研究中，利用rs-fMRI的研究最为普遍。rs-fMRI是一种无创成像技术，它通过大脑静息态血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent，BOLD)信号的低频波动来测量大脑的自发活动[13]，被广泛用于揭示大脑固有的功能结构的研究。在静息状态下，相关的自发波动发生在大脑皮层和皮层下的广泛区域内，这些区域由人类大脑的固有功能网络组成[14]。

1.1 针刺治疗偏头痛的rs-fMRI低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)研究 ALFF分析方法是指在静息状态下分析脑区自发神经元活动[15]，是一种可靠的、可重复的、数据驱动的测量低频信号的方法，反映了区域自发脑活动的强度。慢性疼痛、遗忘型轻度认知障碍、精神分裂症和肝性脑病等疾病中可观察到ALFF的改变。Zhengjie Li等[16]研究显示，与健康对照组相比，偏头痛患者后岛叶、壳核和尾状核ALFF升高，而腹内侧髓质及三叉神经颈髓复合体ALFF降低。经针刺治疗后，偏头痛患者三叉神经颈髓复合体ALFF值趋于正常，针刺对偏头痛患者三叉神经颈髓复合体ALFF有不同的调节作用，提示三叉神经血管伤害性通路的内稳态损伤与偏头痛的神经病理生理学有关。

1.2 针刺治疗偏头痛的rs-fMRI局部一致性(regional homogeneity，ReHo)研究 Dahua Yu等[17]采用rs-fMRI的ReHo研究方法发现，无先兆偏头痛患者右前扣带回、前额叶皮层及辅助运动区ReHo值明显下降，这些区域的异常可能与无先兆偏头痛患者疼痛过程中的功能损伤有关。张茜等[18]采用rs-fMRI方法通过对比无先兆偏头痛患者、有先兆偏头痛患者及健康人的大脑自发脑活动的ReHo差异，从而阐明偏头痛的脑功能机制。研究结果显示，与健康对照组相比，无先兆偏头痛组患者右侧丘脑、右侧壳核、右侧前额叶皮质、右侧海马区的ReHo值显著升高(P<0.05)；偏头痛组患者右侧丘脑、右侧壳核、右侧小脑、脑干的ReHo值显著降低(P<0.05)，而右侧枕叶的ReHo值显著升高(P<0.05)。与偏头痛组患者相比，无先兆偏头痛组患者的右小脑和脑干的ReHo值升高(P<0.05)。表明静息态下这些功能异常的脑区可能与偏头痛疼痛调节功能受损相关，也反映出无先兆偏头痛与偏头痛存在病理机制的异同。多项临床研究均证实，针刺可改变相关脑区的ReHo值来缓解偏头痛患者的疼痛程度。XiaoLan Qin等[19]利用rs-fMRI的ReHo分析平衡针针刺治疗无先兆偏头痛的镇痛作用与脑功能改变的关系，结果显示，与干预前相比，平衡针针刺治疗4周后，无先兆偏头痛患者前扣带回、中央前回、脑岛、左前扣带回、腹外侧核、小脑扁桃体和额下回区的ReHo值升高，右脑桥、中央后回、后扣带回、左侧中央前回及海马区的ReHo值降低。提示平衡针针刺对无先兆偏头痛患者的镇痛作用可能与调节脑边缘系统为主的多个脑区静息状态脑功能有关。

1.3 针刺治疗偏头痛的rs-fMRI独立成分分析(independent component analysis，ICA)研究 偏头痛患者在视觉空间构象、执行能力及延迟记忆、图形觉、字形觉等方面存在认知功能损害。针刺能改善偏头痛患者的认知状态。右额顶叶网络是与认知相关的重要的大脑网络，并已被ICA可靠的识别[20]。默认网络(default mode network，DMN)也称默认状态网络，是一种与意识水平密切相关的大脑网络。无先兆的慢性偏头痛患者的DMN受损。Yan Zou等[20]对14例偏头痛患者针刺治疗前后的rs-fMRI数据以及18例健康对照组的rs-fMRI数据进行ICA，以调查DMN中的连通性。结果显示，针刺治疗后，偏头痛患者的左前额上回和左楔前叶的DMN功能连接降低，甚至恢复到健康对照水平。此外，DMN内某些感兴趣区域中成对功能连接强度也增加，主要分布在右颞叶和左前扣带回皮层之间、右颞叶和左前扣带回皮层之间。提示DMN的变化可用于观察偏头痛的治疗效果，可用于针刺治疗偏头痛的机制研究。楔前叶是为顶叶的主要部分，位于大脑半球内侧，与许多高水平的认知功能有关，如情景记忆、自我相关的信息处理以及意识等。Zhengjie Li等[21]将100例偏头痛患者随机分为针灸组、假针灸组和对照组，设立健康对照组(46例)，收集rs-fMRI数据，并进行ICA。结果发现，与健康对照组相比，偏头痛患者双侧楔前叶之间的功能连接降低，治疗后，功能连接明显减少，这种减少可能与头痛强度减轻有关。表明偏头痛与右额顶叶网络功能连接异常相关，针灸可以通过增强自我代偿性适应过程来缓解头痛强度，这为针灸治疗偏头痛提供了新的方向。

1.4 针刺治疗偏头痛患者rs-fMRI功能连接研究 越来越多的证据表明，rs-fMRI功能连接可能是研究大脑网络的一个有价值的工具[22]。既往rs-fMRI研究证实，偏头痛患者静息态脑网络中存在一系列与疼痛相关的功能性和结构性异常[23-24]。异常的功能连接网络导致大脑整合信息过程改变,与偏头痛发病相关，功能连接改变主要分布在右额顶叶网络、DMN、感觉运动网络、中脑导水管周围灰质网络等[25]。Cai R L等[26]研究显示，与假针刺相比，针刺可增加与疼痛、情感和记忆相关的大脑区域的DMN和感觉运动网络连接，导水管周围灰质、前扣带皮层、左后扣带皮层、右前岛叶和楔前叶之间的功能连接明显更强。Yong Zhang等[27]对12例无先兆偏头痛患者针刺治疗前后和12例健康对照组分别进行rs-fMRI扫描，采集功能连接数据。结果显示，与健康对照组相比，针刺前无先兆偏头患者额颞叶部分脑区功能连接明显降低；与针刺前相比，针刺后无先兆偏头患者功能连接降低的脑区明显减少。说明针刺治疗可增加无先兆偏头痛患者内源性脑网络下降的脑区功能连接，进一步解释了针刺治疗偏头痛的神经机制。

2 针刺治疗偏头痛的任务态fMRI研究

任务态fMRI是在扫描过程中，受试者按照试验设计方案同步完成某种刺激任务，导致激活区脑组织BOLD信号发生改变。在针刺治疗偏头痛机制的研究中，通常用任务态fMRI来观察针刺某一穴位导致的脑激活区反应的改变，以判断偏头痛的发病机制以及针刺的效果[28]。刘宏伟等[29]对15例偏头痛患者和13名健康受试者进行针刺足临泣状态fMRI扫描，分别对比分析偏头痛患者与健康受试者及其针刺前后的疼痛相关脑区之间的功能连接度。结果显示，与健康受试者比较，针刺前，偏头痛患者疼痛相关网络的脑区主要在左侧海马旁回、右侧后扣带回及左侧角回，功能连接度减弱；针刺后，右侧海马旁回、双侧扣带回及左侧缘上回之间的功能连接度均不同程度增强。表明针刺足临泣能使疼痛相关脑区功能连接度增加，这些脑区也多位于痛觉传导通路及躯体感觉皮层，为主要的痛觉调节中枢，可能与偏头痛的发病相关。

3 问题与展望

综上所述，国内外学者发表了大量关于应用fMRI研究偏头痛致病机制的文章[30-31]，研究证明，偏头痛患者均存在不同程度的脑功能和结构的变化。fMRI很可能成为诊断偏头痛的影像学技术。针刺作为治疗偏头痛的重要手段，通过应用fMRI发现针刺对脑功能有明显的调节作用[32-33]，应用fMRI可揭示针刺治疗偏头痛的疗效机制。在对针刺治疗偏头痛的监测及疗效评估上，fMRI都是一种客观依据。但目前相关的研究仍有一定的局限性，如fMRI分析方法众多，各有优缺点，凭借一种方法不能对全脑功能进行客观的评估，需要多种分析方法综合运用、分析；且试验研究均样本量小，研究的切入点也有所差异，这些问题均可能导致研究结果存在偏差，有待在以后的研究中进一步完善。