针灸脑效应的影像学研究现状、挑战与机遇

孙继飞，刘 斌，詹松华，方继良，张东友

（1.中国中医科学院广安门医院放射科，北京 100053；2.山东中医药大学第一临床医学院，山东 济南 250014；3.上海中医药大学附属曙光医院放射科，上海 200120；4.湖北省武汉市第一医院放射科，湖北 武汉 430022）

针灸因其有效、安全、方便、经济在国际上已被183 个国家及地区接受［1］。近年来，多篇高质量针灸临床研究在国际知名期刊上相继发表，体现了针灸国际化进程的明显加快［2-4］。针灸具有多层次、多靶点、多系统的复杂疗效机制，引入现代科学技术广泛参与针灸研究，特别是在活体上无创检测各组织器官的功能及针刺效应，对于揭示针灸治疗疾病的机制具有重要意义［5］。

早在20 世纪50 年代，就有学者开始进行针灸学与影像学结合的研究工作。随着影像技术与针灸临床科研的发展，逐渐形成了一门新兴的交叉学科，即针灸影像学。其涵盖了医学影像学、解剖学、生理学、针灸学及神经科学等多学科的基础理论与基本知识。2018 年许能贵、方继良教授主编的《针灸影像学》对其进行了系统概述［6］。

1 针灸脑效应的影像学研究现状

1.1 经穴效应特异性研究 腧穴是人体气血运行的枢纽，又是机体病变的重要反应点。针灸学认为人体是腧穴-经络-脏腑相互联系的有机整体，其效应特异性及有效性是目前国内外针灸界研究的热点［7］。

脑科学与认知科学已被《国家中长期科学和技术发展规划纲要》列为八大科学前沿问题之一，脑科学研究已迎来黄金时代。20 世纪末fMRI 及PET 成像开始应用于脑科学研究，并很快在针刺脑效应研究中体现出价值。较多学者对针灸真穴与假穴的穴位特异性脑功能成像进行了研究。多数研究显示，针刺真穴在脑内诱导的激活区或负激活区较假穴更多，包括默认网络、边缘系统、感觉运动区等［6］。一项治疗眼部疾病穴位的针刺fMRI 研究显示，视觉皮质明显激活［8］。但验证研究发现，针刺视觉无关的穴位及刺激非穴位同样可激活视觉皮质［9］。随后越来越多的针刺脑效应特异性研究发现，穴位之间脑效应不是绝对而是相对特异性［10-11］。并进一步进行了患者与健康人针刺后fMRI 的随机对照研究及针刺治疗患者前后纵向fMRI 对照研究［12-13］。多数研究显示，经穴在激发某些脑区功能方面强于非穴，且相同经脉不同经穴和不同经脉经穴在脑功能效应上存在一定差异［14-15］。这些经穴效应相对特异性研究对指导针灸临床选穴、提高临床疗效具有重要参考价值。

1.2 针灸脑效应影响因素研究 针灸效应的产生与药物治疗相似，随时间变化表现为升高、降低的过程，在临床中也存在实时效应期、即刻后效应期、累积效应期［16］。针灸效应主要表现在时效和量效2 个方面，但目前关于量效关系对针灸脑效应的研究尚未形成系统，临床研究较少。

在针灸的量效关系研究中，不同针刺方法、强度、受试者针感，以及针刺时间为影像学提供了一系列课题。Kong 等［17］采用手针和电针正常人合谷穴发现，不同刺激技术产生不同的脑功能激活，提示手针和电针可能存在不同的针灸效应。临床研究认为，针感是针刺效应的重要基础，不同的提、插、捻、转及补泻手法是实现针灸疗效的关键技术。在脑功能成像研究中，针刺得气也是一个重要的研究方向。方继良等［18］发现，得气与得气伴疼痛显示的脑激活不同，对揭示针刺止痛脑机制有较大参考价值。李晓陵等［19］探讨了针刺深度对针灸脑效应的影响，认为不同针刺深度的脑效应不同。不同时间点针刺对针灸效应产生的影响也不同，甄俊平等［20］根据子午流注针法，分别在开穴和闭穴时配伍针刺了足少阴肾经太溪与复溜2 个穴位，初步发现了时间因素对针灸效应的影响。但相关研究仍较少，值得深入探索。

1.3 腧穴配伍效应机制研究 张坤宇［21］应用fMRI分析了针刺冲阳、丰隆组穴与针刺其单穴相比所引起激活脑功能区特征，探讨了针刺组穴与其主治的相关性。研究显示，针刺冲阳、丰隆组穴相较于针刺其单穴所引起的特异性脑激活区为额、顶、枕叶及部分边缘系统和基底神经节网络，组穴所激活脑区是脑功能重新整合与分布的结果，且与胃经临床主治密切相关，可能是腧穴间联合作用的体现。

针刺组合穴位时，大脑某些特异性脑区发生响应与某些功能密切相关，针刺组合穴位治疗疾病可能是通过这些脑区起作用的。大脑响应不是分别针刺单穴时的简单叠加，而是发生了交互作用，产生了新的响应模式，这可能是针刺组合穴位比针刺单穴位疗效更好的神经机制。

1.4 针灸治病机制影像学研究 Hui 等［22］于2000 年首次提出的边缘系统负激活理论，在目前针刺脑效应假说中最具国际影响力。在此基础上，方继良等［23］比较了不同穴位的针刺脑效应，于2009 年提出了针刺调制边缘叶-旁边缘叶-新皮质网络的假说。Hui 等［24］又发现针刺对默认网络的核心脑区及其对抗脑网络起到了明显的调制作用。张毅等［25］随后提出了针刺穴位具有“时空编码脑网络”的效应特异性，重点研究了针刺调控的杏仁核网络等。Dhond 等［26］提出，针刺调制脑默认网络及体感运动网络，也发现针刺对以边缘叶结构为主的自主神经系统具有较特征的调制效应。目前，依据这些假说，已广泛开展了针刺治疗神经系统疾病、精神及行为障碍疾病、消化系统疾病、镇痛效应等机制研究［27-28］。Fang 等［29］采用耳电针、钟治平等［30］采用腹针、邓德茂等［31］采用头针治疗抑郁症，李小娇等［32］采用耳甲部电针治疗难治性抑郁症，均发现有临床疗效，且其疗效脑机制可能与调制默认网络有关。最近，Tu 等［33-34］较大规模临床研究发现针刺偏头痛有效，通过人工智能机器学习，获得了与疗效预测相关的脑功能成像影像学标记。

以上针刺脑功能成像研究已取得阶段性的进展，为针灸机制研究提供了客观可视化的证据，有利于针灸临床实践。

2 针灸脑效应影像学研究面临的挑战

2.1 针灸脑效应临床试验设计尚需进一步完善 目前，关于针灸效应机制研究多是在健康人中完成；应比较相同的针灸治疗方案对试验组、健康组所引起的脑机制的差异，并对疗效临床指标与脑功能进行相关性分析，相关性强的脑区功能变化被认为是针灸的疗效机制，但需进一步证实。因此，需采用其他物理疗法进行比较研究，或进行全过程多时间点的连续动态脑功能成像研究，进一步明确脑功能成像的疗效机制。

与此同时，假针灸对照组的设置在一定程度上困扰着针灸影像学的进展。目前，我国针灸临床研究论文中对照组的设置较混乱，无法很好地反映研究者的意图，影响了研究结果［35］。在临床科研中多选择用真穴位假针灸或非穴位真针灸作为对照组，而选择不同的对照常会得到不同的结果［36］。如何合理选择对照组是针灸脑功能成像研究亟待解决的一个问题。且针灸治疗时长、频次等方案的设计、影像数据采集的时间、数据分析方法也需进一步规范和统一，也是针灸影像学走向成熟需关注的一个热点和难点。

2.2 针灸脑效应研究结果的重复性较差 通过分析文献发现，即使同一组穴位或同一个穴位对同一种疾病的患者进行针灸治疗，其脑功能成像结果得到的脑区结果也各不相同［37］，这可能与多方面因素有关，如样本量大小、个体差异、试验设计方案及影像参数等。如何减少或消除这些因素对试验结果的影响，提高试验结果的可重复性，也是脑功能成像研究的难题。为促进针灸脑效应及其治疗机制研究，必须及时跟踪、采用国际前沿新技术［38-39］。

2.3 针灸影像学理论需深度挖掘 随着针灸走向世界，现代针灸和传统针灸并存。国际上出现了“美国干针”等不同流派，而在我国早就存在各种针灸流派，如燕赵针灸、齐鲁针灸、岭南针灸等，以针具、针法不同也可分为腹针、眼针、浮针等，这些丰富的针灸资源为针灸影像学研究提供了广阔空间。但当前针灸影像研究理论大多基于针灸的神经学说，即针灸是通过脑中枢效应来起作用的，排除了其他如内分泌、免疫、肠道菌群等现代理论，以及传统经络理论。然而，疾病的疗效是基于多层次、多靶点，不一定或不全是通过脑调控作用来实现的。因此，发挥从分子影像学到各脏器功能影像多种成像的现代技术优势，对机体多种靶器官行功能影像学检查，多层次、多靶点地研究，可能会有新的发现，但目前尚缺乏多种靶器官功能影像研究针灸效应的文献，这将是未来针灸影像学新的重要发展方向。

2.4 动物模型的针灸脑效应机制研究亟待加强 当前，对于动物模型的针灸脑影像机制研究十分少见，采用动物模型研究可为临床研究打下坚实基础，且有利于因果关系的机制研究。但动物实验研究也存在问题，如在采集动物脑影像时需进行麻醉，而麻醉在一定程度上会影响针灸效果和脑区的功能反应，也会掩盖真实的治疗效果［5］。因此，为取得针刺疗效的因果关系相关机制，还需克服较多困难。

3 针灸脑效应影像学研究面临的机遇

3.1 引入脑科学新技术为针灸影像提供高端平台PET-MRI 等影像学及脑科学新技术的飞速发展为针灸脑机制研究拓展了技术空间，这也将给针灸影像学的深入研究提供高端平台。可以预见，未来的针灸影像学研究将逐步从目前的针灸影响因素研究、效应基础研究，以及单纯针灸作用机制研究，逐步向围绕针灸优势疾病的诊断和疗效评价等方向转变，更有利于提高针灸影像学的临床应用价值。

3.2 “精准针灸影像”将筛查针刺优势治疗人群，助力针灸精准治疗 2015 年1 月，美国最初提出“精准医疗”，同年3 月我国也开始制定“精准医学”计划。而中医学2 000 多年前就提出“异病同治、同病异治”“辨证施治”的理念，这是个体化治疗的根，也是“精准医疗”在哲学层面上的一种表述［40］。近年来，“精准针灸影像”的概念也应运而生，如利用“精准针灸影像”的技术和方法可研究分析针灸时个体化的安全针刺疗法，还可进一步研究针灸优势疾病的诊断与治疗。另外，利用“精准针灸影像”的技术和方法可发现治疗过程中大脑中枢的影像学特征性标记，从而监测临床治疗效果，获得反馈，形成闭环式的神经调控模式，提高疗效［6］。同时还可进一步积累大数据，采用人工智能技术，建立数据模型，通过分析首次针刺时显示的影像学特征性标记预测针刺治疗效果，进而筛查针刺优势治疗人群，达到精准治疗。

4 针灸脑效应影像学研究展望

针灸脑效应及疗效的机制的影像学研究取得了日趋丰富的成果。针灸脑效应研究涉及多学科，多学科学者的积极深入参与，对针灸疗效机制研究及其临床治疗现代化进程起到了推动作用。针灸脑效应影像学研究仍存在一些问题需引起科研及临床工作者的注意，也正是对这些问题的深入思考，针灸影像学研究视野才会不断拓展。在影像学新技术及脑科学计划的助力下，引入新技术及人工智能等研究方法，提升多层次、多靶点的研究水平，以得到更可靠的研究成果。源于针灸及影像结合的针灸影像学这门新型交叉学科，未来在服务人类健康领域中将发挥更大的作用。

5 本期针灸影像学专栏介绍

在编辑部及各位相关专家的共同努力下，本期“针灸影像学”专栏共纳入6 篇文章，分别是3 篇针灸即刻脑效应机制研究论文、2 篇综述和1 篇试验设计方案。

针刺时间与效应的关系是针灸影像学研究的一个重要课题，其中包含针灸的即刻效应研究，目的是获得治疗前的治疗效应数据，增强长期临床治疗的信心。本期中纳入了3 篇静息态针刺治疗临床常见病的即刻效应研究。神经生物学研究表明，哮喘的发生发展与脑功能网络密切相关，作者以局部一致性（ReHo）及功能连接为观察指标，以健康受试者作为对照组，结果发现电针可调制哮喘患者左侧脑岛与感觉运动区网络及情绪认知网络的功能连接。抑郁症复发率高，严重困扰患者的日常生活及工作，作者采用静息态低频振荡振幅（ALFF）指标研究发现，复发性抑郁患者与健康者存在默认网络、情绪认知多个脑区及体感运动脑区的脑功能异常，且耳甲电针［经皮耳迷走神经刺激术（taVNS）］对以上大部分脑区具有即刻调节作用，这可能是其治疗复发性抑郁症有效的潜在的脑功能靶区。作者采用针刺太冲穴观察焦虑患者治疗前后的脑功能变化，结果发现针刺太冲穴可对焦虑患者的情绪脑区具有调制作用。纵观以上3 篇即刻效应文章，体现了针刺首次治疗的脑效应，对长期针刺临床研究具有一定的参考意义，但多以自身前后对照或与健康组对照，缺乏安慰剂的假针对照组的试验设计，这也体现了安慰剂针刺设计是针灸影像临床中普遍存在的难点。

轻度认知障碍（MCI）是阿尔茨海默病的前期，针灸治疗对其有一定的临床疗效，作者基于MRI 技术，分别从静息态和任务态2 个方面进行综述，静息态临床研究较多，按临床研究的常用的观察指标，如ReHo、ALFF 及功能连接等，而任务态临床研究较少。原发性痛经严重影响女性生活质量，然而，当前针灸治疗原发性痛经中枢镇痛的脑机制尚不清楚，作者基于MRI 技术，按针刺与艾灸进行分类，以静息态常用的临床观察指标为着眼点进行综述。2 篇综述均在各自领域指出了当前针灸脑成像的进展、不足之处并进行展望，对后续临床机制影像学研究的开展有一定借鉴意义。

本期还纳入了1 篇关于MCI 的试验设计方案，作者将MCI 患者分为taVNS 组和假taVNS 组，并同期招募性别、年龄、受教育程度相匹配的健康志愿者进行对照。2 组治疗方案一致，连续治疗24 周。2 组均在入组前（0 周）和出组（第24 周）行一次静息态fMRI 检查和认知量表评估。本试验方案在一定程度上解决了安慰剂针刺对照组的问题，其疗效机制有待进一步观察，对其他针灸脑机制的试验设计方案具有参考意义。

针灸现代化研究需开展更广泛的机制研究和提供更多的循证医学证据。本刊将长期致力于针灸临床特色的影像学机制研究报道，以丰富其现代科学研究内涵。