针刺阳陵泉穴对缺血性卒中患者百分比振幅变化的影响

王丽平,刘若一,陆梦馨,徐玲玲,邹忆怀

(北京中医药大学东直门医院,北京 100700)

卒中是成人致死或致残的首位病因,常伴随运动、认知、语言、视觉等神经功能缺损的症状,给患者、家庭及社会造成严重的影响[1]。世界中风组织根据目前卒中的发病趋势预估2050 年将会有2 亿的卒中患者[2]。缺血性卒中是最常见的一种类型,约占所有卒中的87%[3]。针刺是卒中后常用的治疗方法,既往研究[4-5]显示针刺可以改善卒中患者神经功能障碍,同时具有降低卒中复发的可能。阳陵泉穴为足少阳经的合穴,是八会穴之“筋会”,是治疗卒中的常用穴位,常用在偏瘫、肩手综合征、失语等中风后遗症的针灸治疗中[6]。借助功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术高空间分辨率和非侵入性的优势,针刺所引发的中枢性机制研究进入相对客观的可视化阶段。百分比振幅(percent amplitude of fluctuation, PerAF)是一种新的基于全脑体素分析的方法,相较于低频振幅、局部一致性、度中心性等方法,其结果更可靠和直接[7-8]。扣带回是边缘系统的重要组成部分,脑区解剖学自动标记(anatomical automatic labeling, AAL)模板将扣带回分为前、中、后3 个部分。本研究基于fMRI 技术,观察缺血性卒中患者病理状态下及针刺阳陵泉穴后百分比振幅的变化,以期为针刺对缺血性卒中的脑效应机制提供相对客观的临床证据。

1 临床资料

1.1 一般资料

神经影像研究样本量的选取目前尚无统一的标准,多采用文献参考的方式。神经影像研究中样本量演变的统计[9]显示,2017年和2018年发表的约300项研究中的样本为23～24例,样本量以每年约0.74名参与者的速度增加。因此本研究样本量为28例,具有统计学效力。本研究纳入来自北京中医药大学东直门医院缺血性卒中患者28例(观察组),招募附近居民、医院护工等与患者性别和年龄相匹配的健康受试者28 例(对照组)。两组年龄和性别比较,差异无统计学意义(P＞0.05),详见表1。观察组缺血性卒中患者病程为21.00(9.75,44.75)d,美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health stroke scale,NIHSS)评分为2.00(1.00,4.75)分,Fugl-Meyer运动功能量表(Fugl-Meyer motor function assessment, FMA)上肢和下肢评分分别为59.00(24.00,65.00)分和33.00(27.75,34.00)分。观察组纳入患者的病灶位置均位于右侧大脑半球,多集中于左侧侧脑室、内囊膝部、内囊后肢和半卵圆中心,病灶叠加位置详见图1。本研究通过北京中医药大学东直门医院医学伦理委员会审批(DZMEC-KY-2018-58)。

表1 两组一般资料比较

图1 观察组缺血性卒中病灶位置

1.2 纳入标准

1.2.1 观察组

缺血性卒中患者符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[10]中的诊断标准,发病时间在3 个月以内;病灶位于右侧半卵圆中心、放射冠、基底节等运动通路上;年龄35～75 岁;右利手;无意识障碍,能配合完成试验;近1 个月未服用精神类药物;患者本人或家属签署知情同意书。

1.2.2 对照组

健康受试者身体健康;右利手;年龄35～75 岁;无精神、神经系统家族遗传病史;无核磁检查禁忌;近1 个月未服用任何兴奋性药物;本人签署知情同意书。

1.3 排除标准

1.3.1 观察组

合并心血管、肝、肾等严重原发性疾病者;不能理解或配合MRI 检查,或有其他MRI 检查禁忌者;MRI 扫描发现严重解剖结构不对称或有明确病变者。

1.3.2 对照组

月经期、孕期或哺乳期者;MRI 扫描发现严重解剖结构不对称或有明确病变者;有神经功能障碍相关性疾病者;参加过类似试验者。

1.4 剔除、脱落和中止标准

试验过程中病情加重或发生严重不良事件者;依从性差,未按规定完成影像数据采集或量表评价者;试验过程中主动提出中止试验者;影像数据预处理后头动大于3 者。

2 干预方法

针刺与fMRI 结合的方法选用中国科学院自动化研究所等相关单位提出的非重复相关事件fMRI 进行试验范式设计[11]。观察组取左侧阳陵泉穴,用0.40 mm×40 mm 一次性银质针灸针进行针刺,进针后留针10 s,后持续捻针1 min,捻针频率为1 Hz,再留针8 min 后出针。健康受试者不进行针刺。

3 治疗效果

3.1 影像数据采集设备和参数

3.1.1 扫描设备

本研究扫描仪器为东直门医院Siemens Verio 3.0T 超导磁共振扫描仪。扫描参数如下。功能磁共振采用平面回波成像(echo-planar imaging, EPI)序列,重复时间(repetition time, TR)为2 000 ms,回波时间(echo time, TE)为30 ms,矩阵(matrix)为64×64,视野(fieldof vision, Fov)为225 mm×225 mm,层厚(slice thickness)为3.5 mm,翻转角(flip angle)为90°。三维结构成像扫描采用T1W1 序列,扫描全脑,层厚为1.0 mm, TR 为1 900 ms,TE 为2.53 ms, Fov为250 mm×250 mm,矩阵为256×256。

3.1.2 影像数据扫描流程

两组均行静息态fMRI 扫描6 min。观察组行针刺阳陵泉穴,对照组不进行针刺操作。T1 结构像250 s。

3.2 影像数据处理

在Matlab 2018a 软件平台设置统计参数映射(statistical parametric mapping, SPM12; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)和fMRI 数据处理分析工具(data processing & analysis for brain imaging,DPABI)路径进行数据预处理。主要包括以下几个方面[8]。转换数据格式;去除时间点,即静息态数据处理时去除前10 个时间点防止试验开始时机器预热或不稳定磁场对核磁数据的影响,以及针刺态数据根据NRER-fMRI 实验范式的设计去除前40 个时间点[11];时间层校正;头动校正;与结构像对位;影像分割;空间标准化;平滑(平滑核6 mm);滤波。计算方法参照文献[8]中公式,本研究中PerAF 值的计算均通过RESTplus v1.27 平台(http://restfmri.net/forum/)得出。

3.3 统计学方法

用SPSS26.0统计软件对数据进行统计分析。计数资料比较采用卡方检验。计量资料若符合正态性分布以均数±标准差表示,比较采用t检验;若不符合正态性分布以中位数(下四分位数,上四分位数)表示,比较采用非参数检验。用DPABI统计分析模块进行PerAF结果比较。两组组间数据比较采用独立样本t检验,并对年龄、性别、头动进行回归,避免其造成的影响。组内干预前后数据比较采用配对样本t检验,并对头动参数进行回归。最后选择GRF(体素水平P＜0.001,团块水平P＜0.05,双尾)的校正方法对结果进行多重比较校正。

3.4 结果

3.4.1 两组静息态PerAF 值比较

观察组左侧楔前叶PerAF 值高于对照组(GRF 校正,体素水平P＜0.001,团块水平P＜0.05,双尾)。两组其他脑区PerAF 值比较,差异无统计学意义(P＞0.05)。脑区为左侧楔前叶,AAL 分区为67:Precuneus_L,峰值点坐标(X 为-15,Y 为-63,Z 为69),体素数为25,t值为4.458。详见图2。

图2 观察组静息态PerAF改变

3.4.2 观察组针刺后PerAF 值与对照组静息态PerAF值比较

观察组针刺后左侧楔前叶PerAF 值有高于对照组静息态PerAF 值,也有低于对照组静息态PerAF 值。观察组针刺后左侧枕中回、右侧角回、右侧中扣带回PerAF 值低于对照组(GRF 校正,体素水平P＜0.001,团块水平P＜0.05,双尾)。详见表2 和图3。

表2 观察组针刺后与对照组静息态PerAF值比较

图3 观察组针刺后PerAF改变(与对照组静息态比较)

3.4.3 观察组静息态和针刺后PerAF 值比较

针刺后,观察组右侧中扣带回PerAF 值较静息态降低(GRF 校正,体素水平P＜0.001,团块水平P＜0.05,双尾) 。 脑区为右侧中扣带回,AAL 分区为34:Cingulum_Mid_R,峰值点坐标(X 为9,Y 为-30,Z 为48),体素数为18,t值为-4.926。详见图4。

图4 观察组针刺后PerAF改变(与静息态比较)

4 讨论

缺血性卒中是中风最常见的一种类型,2019 年中国中风病流行病学调查显示,394 万卒中患者中缺血性约占287 万[1],给患者工作、学习和生活造成严重的影响,甚至危及生命。针刺作为缺血性卒中常用的康复治疗方法,在临床中广泛应用[12]。针刺可以促进卒中后脑血流动力学的改变,改善神经缺损症状,提高日常生活能力[13-14]。随着fMRI 技术的引入,对于针刺脑效应机制的探讨逐渐趋向于更加多样性的客观指标。目前功能连接是使用最广泛的一种方法,它反映了脑区之间血氧水平依赖(blood oxygen level-dependent,BOLD)信号的时间相关性,但其不能直接测量脑区体素的自发脑活动。低频振幅(amplitude of lowfrequency fluctuation, ALFF)的提出弥补了这一空缺,其侧重衡量脑区区域活动的幅度,反映局部自发脑活动的强度[15]。PerAF 是在ALFF 的基础上提出的更加标准化的指标,是个体单个体素水平上BOLD 信号波动的指标,与ALFF 等其他基于体素的指标相比,具有较高的可靠性[7-8]。目前已经广泛应用于阿尔兹海默病、癫痫、帕金森等神经系统疾病[16-18]。因此本研究选取PerAF 这一指标作为针刺对缺血性卒中脑影像机制的观察。

本研究结果显示,右侧缺血性卒中病理状态下,左侧楔前叶PerAF 增加。楔前叶在广泛的高度综合任务中起着核心作用,包括视觉空间感知、运动相关过程等[19-20]。对于中风后结构可塑性的研究表明,与健康受试者相比,不管是左半球梗死,还是右半球梗死,其双侧楔前叶的灰质体积均呈现增加的趋势[21]。本研究与该结果从侧面显示了结构与功能的相统一。TIAN N 等[22]发现1 周至3 个月以内基底节、放射冠梗死患者(10 例病灶位于左侧,10 例病灶位于右侧)双侧楔前叶中的动态ALFF 的模糊熵增高。GAO J 等[23]对于非优势半球急性脑梗死(发病72 h以内,病灶位于大脑中动脉)的研究显示ALFF 整体呈现增加的趋势,同样大多集中在左侧半球,具体的脑区有眶下回、小脑前叶、蚓部等位置。对于各研究中脑区定位的不同,考虑可能是由病程及梗死位置的不同引起的,也进一步证明与健康人相比,左、右侧半球梗死呈现不同的脑区活动[23]。

阳陵泉是针刺治疗卒中的常用穴位,是常用组穴“手足十二针”下肢三针之一[24]。安慧妍[25]对不同时期针刺取穴规律的研究显示阳陵泉穴是中风后急性期、恢复期和后遗症期3 个分期共同高频穴位的前十之一。针刺周围性刺激可以引起中风患者大脑局部性脑活动,这在动物实验、临床研究中均有所证实[26-27]。本研究发现与健康受试者比较,右侧缺血性卒中患者针刺阳陵泉后PerAF 大部分具有降低的表现,主要涉及的脑区有左侧楔前叶、左侧枕中回、右侧角回和右侧中扣带回。与针刺前的病理状态比较,针刺后右侧中扣带回PerAF 降低。由此可以看出,右侧中扣带回可能是针刺阳陵泉对右侧缺血性卒中患者的一个作用靶点。扣带回是边缘系统的重要组成部分,脑区AAL 模板将扣带回分为前、中、后3 个部分,中扣带回在解剖学上与前额叶、运动前区、中央前回等皮质相连,在功能上与辅助运动区、运动前区等感觉运动以及认知网络存在广泛的连接性[28-29]。对于扣带回功能和多模态连接的研究显示,相较于前、后扣带回,运动行为主要发生在颅内电刺激作用于中扣带回时,如上下肢、嘴舌、眼睛等运动反应[30]。CHEN Y 等[21]对于中风后灰质体积与行为变化之间的相关性研究表明右侧中扣带回灰质体积降低的越多,右半球中风患者左侧运动改善的越好。WU P 等[31]观察针刺对缺血性中风患者灰质体积的影响,选取阳陵泉在内的组穴,经过2周10次治疗后发现中扣带回皮层灰质体积减少。

综上所述,本研究基于fMRI 技术,观察针刺阳陵泉对右侧缺血性卒中患者PerAF 的影响,结果发现右侧缺血性卒中患者左侧楔前叶PerAF 值降低,针刺阳陵泉穴可降低右侧中扣带回PerAF 值,这可能是针刺发挥脑效应机制的潜在脑区。未来将进一步设置更加贴近于临床实践的组穴进行治疗,为针刺对卒中的脑影像机制提供更加客观的证据。