针刺头维穴即刻脑激活效应的fMRI 研究

杨玉婵，詹松华，谭文莉，成建明，魏翔宇，徐春阳，龚志刚，张 敏，杨辰瑶，姜宏宁

（上海中医药大学附属曙光医院①放射科，②针灸科，上海 201203）

针灸因其适应证广、操作简便、费用低廉等特点而得到认可。现代医学研究证实，针灸穴位与神经密切相关［1］。BOLD-fMRI 可对大脑的高级功能变化进行可视性研究，为研究针灸的作用机制提供了一种新的方法［2］。头维穴是胃经在头部的腧穴，其治疗头痛、眩晕、脸部痉挛等有很好的效果。本研究利用团队已研发成功的3.0 T MRI 兼容头颅柔性线圈，实现了在针刺头穴的同时行fMRI 扫描；并通过针刺健康志愿者两侧头维穴，分析针刺头维穴即刻神经影像学的变化，为评价针灸的临床疗效提供一种新的实验方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料 于2021 年4—9 月招募40 例健康志愿者为受试者，均为上海中医药大学在校女生，年龄18～30 岁。纳入标准：①右利手；②既往体健，无头痛、重大外伤及手术史；③既往1 个月内未接受药物及针灸治疗；④无MRI 检查禁忌证；⑤非经期；⑥知情同意并签署知情同意书。本研究获得医院伦理委员会的批准（2019-767-122-01）。

1.2 仪器与方法 采用联影uMR790 3.0 T MRI 扫描仪，以AHC12 作为接收线圈。扫描序列与参数：T2FLAIR，TR 8 000 ms，TE 105.3 ms，翻转角150°，视野230 mm×200 mm，层厚5 mm，层距1 mm，扫描层数24 层；3D GRE-T1WI，TR 7.2 ms，TE 3.1 ms，翻转角10°，视野256 mm×256 mm，层厚1 mm，无间隔，扫描层数192 层；BOLD 扫描采用FE-EPI 序列，TR 2 000 ms，TE 30 ms，层厚3.5 mm，层距0.7 mm，翻转角90°，视野224 mm×224 mm，扫描范围包括全部大脑、小脑和脑干，层数33 层，扫描时间10 min，总共300 个时间点。针刺由1 名经验丰富的针灸医师完成，采用0.5 寸金制毫针针刺头维穴。头维穴的位置参照腧穴名称与定位标准：在额角发际直上0.5 寸，头正中线旁开4.5 寸。根据研究设计，受试者取仰卧位，头部固定。先行结构相扫描及静息态BOLD-fMRI检查，后退检查床用平刺法取穴头维穴，待针进入帽状腱膜时左右捻转得气后留针。再次以相同定位条件进入MRI 设备内，行第2 次静息态BOLD-fMRI检查。扫描结束后拔针。

对针感行视觉模拟评分（visual analog scale，VAS），主要“得气”感包括酸、胀、麻、疼痛：0 分为无感觉，1～3 分为轻度，4～6 分为中等，7～8 分为强，9分为重度，10 分为无法忍受。

1.3 图像后处理 低频振荡振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）分析采用RESTplus 软件包（http：//restfmri.net/forum）。预处理步骤：去掉前10 个时间点；时间层校正；头动矫正；空间标准化；空间平滑半宽高（full-width at half maximum，FWHM）为6 mm；去除线性分量；回归噪声；滤波。对低频振荡0.01～0.08 Hz 频带，计算脑功能信号的功率并进行开方，得出所有受试者的ALFF 脑图。将ALFF 值除以全脑所有体素，得出标准化的ALFF 值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0 软件，运用双变量Pearson 统计学方法，计算受试者针刺后VAS，对针刺即刻与针刺前差异统计学意义脑区的ALFF 值与VAS 行相关性分析。使用配对样本t 检验对针刺即刻与针刺前数据进行比较，结果行FEW 校正后，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 针刺头维穴前、针刺即刻ALFF 激活脑区及其差异 针刺前ALFF 值降低脑区为右侧舌回（峰值坐标：6，-90，-18）（图1a）。针刺即刻ALFF 值降低脑区为右侧颞中回（峰值坐标：51，3，3）（图1b）。针刺两侧头维穴即刻与针刺前相比，右侧颞下回（峰值坐标：39，-6，-45）ALFF 值降低（图1c）。

图1 两侧头维穴针刺前、针刺即刻fMRI 图像及对比图像 注：针刺前低频振荡振幅（ALFF）值降低脑区为右侧舌回（峰值坐标：6，-90，-18）（图1a）；针刺即刻ALFF 值降低脑区为右侧颞中回（峰值坐标：51，3，3）（图1b）；针刺两侧头维穴即刻与针刺前相比，ALFF 值降低的脑区为右侧颞下回（峰值坐标：39，-6，-45）（图1c）。下方颜色条代表t 值（红色代表ALFF 值激活升高区域，蓝色代表ALFF 值激活降低区域）图2 针刺头维穴即刻右侧颞下回ALFF 值对应的针感视觉模拟评分（VAS）的散点图 注：右侧颞下回ALFF 值与针感VAS 呈正相关（r=0.557，P＜0.05）

2.2 ALFF 值与VAS 的相关性 右侧颞下回ALFF值与针感VAS 呈正相关（r=0.557，P＜0.05）（图2）。

3 讨论

既往与针灸相关的经络学说主要基于经典著作，缺乏可视性依据，故不能客观诠释针灸的有效性和作用机制［3］。fMRI 是近年来发展起来的一种新的影像技术，可对大脑的高级功能变化进行可视性研究，为针灸机制的研究提供了有效手段［4］，目前应用最多的是BOLD-fMRI。ALFF 是以BOLD 信号变化间接反映区域自发性神经元活动的指标。当神经元自发性活动增强时，ALFF 值增加；反之，ALFF 值降低代表神经元自发性活动减弱。基于本研究团队设计的3.0 T MRI 兼容头颅柔性线圈硬件支持和不受磁场影响的特制金针［5-6］，笔者探讨了针刺两侧头维穴引起的即刻脑效应改变。

本研究发现，受试者针刺前ALFF 激活脑区位于右侧舌回；针刺即刻右侧颞中回ALFF 值降低；针刺即刻与针刺前比较右侧颞下回ALFF 值降低；右侧颞下回ALFF 值与针感VAS 呈正相关。既往研究证实，静息状态下大脑许多脑区存在神经元的自发性活动，包括感觉系统、注意系统、记忆系统、默认网络等，形成了多功能的网络体系［7-8］。出现此结果的原因为，静息状态下与疼痛密切相关脑区，如前额叶皮质、岛叶皮质、前扣带皮质均处于“低阈值”状态［9］，一些能够引起疼痛的信息（如视觉信息、听觉信息）足以使这些区域出现异常激活，而针刺头维穴可能抑制处于“低阈值”状态的脑区异常激活，从而发挥疼痛调制作用。枕叶皮质是视觉感知和处理中心，颞叶除了为听觉言语中枢外，也与人类的情绪和精神活动有关［10］，进一步表明针刺头维穴对脑异常激活区域的影响是感觉、情感和认知等多维度的相互作用。本研究中右侧颞下回ALFF 值与VAS 的相关性结果表明，认知、感觉中枢脑区的自发活动在一定程度上能够反映临床症状，可作为评估疼痛管理的一种手段。

本研究存在一定局限性：①受试者较少，结论需更大的样本量证实；②以健康人群作为研究对象解释针刺头维穴ALFF 值的变化，而疾病状态下的针刺脑效应改变尚需进一步探索。

综上所述，本研究以3.0 T MRI 兼容的针灸可视化平台为基础，探讨针刺两侧头维穴的即时脑激活效应，为今后进一步研究针刺头维穴治疗头部疾病的中枢作用机制提供了一种可行、客观的方法。