張蔚

武漢市第一醫(yī)院 放射科 湖北 武漢430022

長期以來，針刺作用機制一直沒有明朗，隨著腦功能成像的發(fā)展，尤其是功能磁共振成像（fMRI）等技術日益成熟，對針刺作用機制的研究有了新的方法。與以往技術不同的是，磁共振腦功能成像能夠在無創(chuàng)狀態(tài)下，動態(tài)地在活體和整體水平上來研究腦組織，有助于我們從系統(tǒng)、組織、細胞、分子等各個水平上明確針刺的中樞機制。通過研究發(fā)現(xiàn)，針刺作用于外周，產(chǎn)生信號輸入腦內(nèi)進行高端信息整合，進而將反饋信息輸出外周靶點，通過穴位→經(jīng)絡中樞→經(jīng)絡→靶器官發(fā)揮作用。

1 臨床資料

選取男性健康志愿者22例，年齡25～35歲，平均年齡（26.0±5.3）歲。納入標準：① 本科以上文化程度，無語言表達障礙，無軀體或神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無神經(jīng)性疾病，無精神疾病和服用精神藥物；② 飲食規(guī)律，不嗜煙、酒、茶、咖啡等，睡眠正常，體型適中；③ 試驗近期（3個月內(nèi)）無各類疼痛；④ 3個月內(nèi)未接受過針刺治療；⑤ 無心血管疾病、未服用心血管病藥物，體內(nèi)無金屬類物質(zhì)（心臟支架、金屬假牙等）；⑥ 右利手。

試驗前3個月，通過針刺應答預試驗篩除無針刺反應者和針刺反應過度敏感者。將志愿者隨機分成2組，第1組為針刺得氣組，第2組為針刺對照組（非得氣），兩組的比例約為3:1。試驗前各志愿者均簽署知情同意書。

排除標準：① 1周內(nèi)身體有不適者；② 有意識障礙，嚴重視力、聽力及失語障礙，以及其他健康評估都不能完成者；③ 體內(nèi)有金屬殘留者；④ 對MRI畏懼以及其他原因不能進行MRI掃描者；⑤ 有手術史者；⑥ 循環(huán)、呼吸、神經(jīng)系統(tǒng)體格檢查異常者；⑦ 有肝、腎、造血系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)嚴重原發(fā)性疾病，精神性疾病、癲癇，大量飲酒、濫用藥物及惡性腫瘤患者。

2 研究方法

2.1 針刺穴位

取穴依據(jù)有關文獻及新世紀全國高等中醫(yī)藥院校規(guī)劃教材 《針灸學》（中國中醫(yī)藥出版社出版）。常規(guī)消毒，用華佗牌 0.35 mm×25 mm 銀質(zhì)針 1 根刺入所取穴位，通過不同針刺角度的變化，使每一受試者有脹感或麻感。針刺右側足三里穴位得氣后，均按圖1所示進行刺激，靜息階段與刺激階段交替出現(xiàn)。在三平面序列掃描完成后，fMRIBOLD掃描開始前進針。刺激是針刺者在聽到口令后即進行，并留針于穴位處直至掃描完成。刺激為手法捻轉(zhuǎn)行針（捻轉(zhuǎn)角度180°、頻率1.5Hz）。

刺激效果：針刺得氣組，針刺進針達到“得氣”狀態(tài)后停止刺激，在得氣過程中刺激時行抽提補瀉針法。針刺對照組，針刺進針后避免達到“得氣”狀態(tài)，在針刺得氣過程中刺激時僅輕觸留置于足三里穴的針的針柄，受試者僅有感覺有針而無“氣感”。受試者的痛感消退后開始fMRI-BOLD掃描。

圖1 針刺足三里穴位得氣后刺激進程圖示

2.2 掃描設備和掃描參數(shù)

采用美國GE公司生產(chǎn)的超導型HD EXCITE 1.5T全身磁共振成像系統(tǒng)儀和BOLD掃描序列進行腦fMRI，運用8通道頭部線圈。受試者平臥，并用固定帶和海綿墊將頭部固定以避免運動偽影。檢測時，作常規(guī)自旋回波（SE）脈沖序列矢狀位T1定位像掃描；試驗時采用T2加權像的梯度回波單次激發(fā)EPI序列，獲取腦內(nèi)血氧水平依賴性（BOLD）信號。

fMRI成像參數(shù)：TR為3000ms、TE為40ms、反轉(zhuǎn)角為90°、BH為62.50kHz、FOV為24cm×24cm、矩陣為128×128、層厚7mm、層間距1mm，共20層，包括全腦范圍。在MRI工作站上，運用功能神經(jīng)影像分析軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析、產(chǎn)生功能圖像，最后將功能圖像疊加到與之相對應的解剖圖像上，以顯示腦活動的解剖位置，用紅色表示激活區(qū)域，見圖2。

2.3 統(tǒng)計學分析

用SPSS 12.0 for Windows 軟件對各腦功能區(qū)的激活強度行t檢驗和方差分析，統(tǒng)計閾值概率設定為P<0.05，兩組P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

3 結果

3.1 針刺足三里時大腦功能激活區(qū)域定位

3.1.1 針刺得氣組

排除1例志愿者臨時取消BOLD掃描、1例在針刺得氣過程中因頭部移動而廣泛大腦皮層興奮的志愿者。針刺得氣組腦功能激活范圍較廣泛，主要分布于單側或雙側第Ⅱ軀體感覺皮質(zhì)（SⅡ）、第Ⅰ軀體感覺皮質(zhì)（SⅠ），以左側為主的顳葉、島葉皮質(zhì)、運動區(qū)、輔助運動區(qū)、扣帶回、杏仁體、腹側紋狀體、下丘腦等，見圖2。

圖2 針刺得氣組，顯示雙側顳葉斑片狀興奮區(qū)

3.1.2 針刺對照組

該組受方式者的顳葉、下丘腦、海馬回、扣帶回、島葉亦可見單個腦區(qū)內(nèi)的小點狀興奮區(qū)，少有多個腦區(qū)同時興奮，見圖3。

圖3 針刺對照組，顯示雙側顳葉點狀興奮區(qū)

針刺組和針刺對照組的興奮區(qū)統(tǒng)計結果，見表1。

表1 fMRI-BOLD興奮區(qū)個數(shù)統(tǒng)計

選取顳葉、下丘腦、海馬回、扣帶回、島葉的興奮區(qū)，將fMRI-BOLD圖像中所見腦激活區(qū)以無激活、點片狀、簇狀及雙側激活4個級別分別設定值為0、1、2、3，將實驗數(shù)據(jù)輸入SSPSV 16軟件進行統(tǒng)計分析。將數(shù)據(jù)進行有序多分類自變量的兩分類logistic回歸分析，自變量顳葉、海馬回、扣帶回、島葉、下丘腦，相應的ORj=exp(bj)分別為0.668、5.323、2.419、0.830、2.153，均>0.50，可以認為這幾個腦功能區(qū)都是針刺足三里穴的興奮區(qū)。

3.2 針刺得氣組與針刺對照組腦功能區(qū)激活的差異性對比

將針刺得氣組和針刺對照組各腦區(qū)的激活強度進行獨立樣本t檢驗，針刺得氣組激活強度顯著高于針刺對照組，兩組差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。

4 結論

針刺足三里穴得氣后能夠引起腦區(qū)的廣泛激活，針刺足三里穴得氣與否存在著差異有統(tǒng)計學意義。

5 討論

BOLD-fMRI的生理基礎是通過新陳代謝的變化間接地反映神經(jīng)系統(tǒng)的活動。血液動力學反應與腦神經(jīng)活動間存在著密切的聯(lián)系，當神經(jīng)元興奮時，電活動引起局部腦血流量（cerebral blood flow，CBF）增加約30%～50%，而耗氧量增加[1]的幅度較低、約5 %。其綜合效應是局部血液氧含量增加，去氧血紅蛋白的含量相對減低，后者是順磁性物質(zhì)，可產(chǎn)生橫向磁化弛豫時間（T2）縮短效應，它的含量降低引起T2加權像信號增強。也就是說，神經(jīng)元興奮能引起局部T2加權像信號增強，即可以通過T2加權像信號反映局部神經(jīng)元活動，這就是BOLD效應的基本原理和生理基礎。

多位學者將針刺穴位與腦功能成像結合，做出以下的探索，如方繼良等人[2]利用fMRI腦區(qū)成像發(fā)現(xiàn)刺激穴位捻針時有更強的激活效應，推測捻針可能對皮層神經(jīng)活動有較特異的作用。蔡葵等人[3]利用BOLD實時動態(tài)fMRI發(fā)現(xiàn)針刺光明、陽陵泉、足三里、伏兔等穴位，分別明顯激活對側基底節(jié)、枕葉、下丘腦及同側海馬回、額葉，認為針灸穴位與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關。邵廣瑞等人[4]行PET/CT分別觀察針刺足三里誘發(fā)的腦功能激活區(qū)，認為蒼白球、眶回、額回及小腦激活和枕葉、胼胝體抑制與針刺足三里有關。王葦?shù)热薣5]利用BOLD fMRI觀察針刺足三里對運動功能區(qū)的影響，結果顯示多個運動相關大腦皮層功能區(qū)被激活，包括兩側軀體感覺運動區(qū)、運動前區(qū)和副運動區(qū)，激活程度明顯高于對指運動，說明足三里穴有良好的運動相關性。

研究結果表明，給予穴位不同的刺激方式和刺激參數(shù)引起的腦功能變化是有差異的。不同的刺激方式可能分別激活了不同的神經(jīng)通路。Christian與Cho等人[6]發(fā)現(xiàn)用激光刺激左側至陰穴，未能發(fā)現(xiàn)初級視覺皮層的激活，而手針刺激左側至陰穴，能激活雙側腦功能區(qū)。Yoo等人[7]對健康人分別采用內(nèi)關穴針刺、內(nèi)關旁針刺和內(nèi)關輕觸覺刺激，通過fMRI成像觀察到，針刺內(nèi)關穴后激活的腦區(qū)與另兩組不同。Cho等人[8]應用fMRI技術發(fā)現(xiàn)針刺足部視覺相關穴位，人腦枕葉視覺皮層有明顯信號變化，與單純刺激對照組有很好的相關性，而在旁邊非穴位點針刺，視覺皮層未見激活；用影像方法證實了針刺對人體器官的調(diào)整效應可能是通過激活腦內(nèi)特定區(qū)域而實現(xiàn)的。Zhang等人[9]發(fā)現(xiàn)針刺同一脊神經(jīng)支配的具有不同功能的兩個穴位組時發(fā)現(xiàn)盡管腦內(nèi)有許多相同的激活區(qū)，但也有截然不同的激活區(qū)，證明穴位的特異性。

針刺穴位點得氣狀態(tài)下引起多個功能區(qū)的激活，可解釋為穴位治療疾病是腦內(nèi)多個功能區(qū)協(xié)同作用的結果。在本試驗過程中發(fā)現(xiàn)，受試者針刺點周圍均有不同程度的肌肉收縮。從西醫(yī)解剖生理理論分析此現(xiàn)象，可能是因捻針刺激了針刺點周圍的皮膚的觸覺感受器、肌肉肌腱的本體覺感受器以及血管、皮膚腺體周圍的植物神經(jīng)，導致腦內(nèi)感覺功能區(qū)與植物神經(jīng)中樞的激活。刺激穴位與大腦皮質(zhì)功能定位具有相對性，大腦某一皮質(zhì)功能中樞只是執(zhí)行某種功能的核心部分，如中央前回主要管理全身骨骼肌運動，但也接受部分感覺沖動，中央后回主要是管理全身感覺，但刺激它也可產(chǎn)生少量運動。第Ⅱ軀體感覺中樞位于中央前回和后回下面的島蓋皮質(zhì)，與雙側軀體感覺（以對側為主）有關，正好解釋了得氣組與對照組均出現(xiàn)雙側第Ⅱ軀體感覺中樞的激活，且激活以對側為主的現(xiàn)象，所不同的是得氣組激活的區(qū)域多為片狀及簇狀，對照組激活的區(qū)域多為點狀。針刺對于腦區(qū)的局部血流狀態(tài)有著肯定的影響，針刺足三里穴（右側），腦組織激活區(qū)域相對都集中在左側的顳葉、島葉皮質(zhì)、運動區(qū)、輔助運動區(qū)、扣帶回、杏仁體、腹側紋狀體、下丘腦，這些區(qū)域與運動、感覺等高度相關，位于顳葉的興奮區(qū)最多，其次是位于下丘腦的興奮區(qū)，說明針刺得氣對特定腦區(qū)有激活作用；顳葉、下丘腦、海馬回、扣帶回、室旁核，激活的區(qū)域同屬于邊緣系統(tǒng)，而邊緣系統(tǒng)與內(nèi)臟關系密切，有內(nèi)臟腦之稱，這些腦功能區(qū)的激活才是傳入-中樞-傳出機制中的中樞機制，足三里穴的針刺效應在腦部的特定指向在一定程度上印證了“經(jīng)穴特異性－腦相關學說”。在上述激活的腦區(qū)中，得氣狀態(tài)下表現(xiàn)為左側腦區(qū)為點片狀興奮區(qū)；非得氣狀態(tài)下多為散點狀，少有大片狀興奮，表明是針刺足三里穴得氣與非得氣之間的效應存在差異。

[1]Edelman RR,Siewert B,Darby DG,et al.Qualitative mapping of cerebral blood flow and functional localization with echoplanar MR imaging and signal targeting with alternating radio frequency[J]. Radiology,1994,192(2):513-520.

[2]方繼良,Timo Krings,Juergen Weidemann,等.捻針時真、假穴不同中樞激活效應的腦功能MRI[J].中華放射學雜志,2004,38(12):1281-1284.

[3]蔡葵,陳敏,王文超,等.功能性磁共振對判定針刺技術對大腦皮層反應的價值[J].臨床影像技術,2007,22(6):84-86.

[4]邵廣瑞,宋磊,張偉,等.針灸足三里穴中樞調(diào)節(jié)機制的PET/CT腦功能成像的實驗研究[J].實用放射學雜志,2007,23(7):890-892.

[5]王葦,朱芳,漆劍頻,等.人腦對針刺與對指反應的實時動態(tài)fMRI的對比研究[J].中華放射學雜志,2002,36(3):211-214.

[6]Siedentopf CM, Golaszewski SM, Mottaghy FM, et al.Functional magnetic resonance imaging detects activation of the visual association cortex during laser acupuncture of the foot in humans [J].Neurosci Lett,2002,327(1):53-56.

[7]Yoo SS,Teh EK,Blinder RA,et a1.Modulation of cerebellar activities by acupuncture stimulation:evidence from fMR I study[J].Neuroimage,2004,22(2):932-940.

[8]Cho ZH,Chung SC,Jones JP,et al.New findings of the correlation between acupoints and corresponding brain cortices using functionalMRI[J].Proc Natl Acad Sci USA,1998,95(5):670.

[9]ZhangWT,J in Z,Luo F,et al. Evidence from brain imaging with fMRI supporting functional specificity of acupoints in humans[J]. Neurosci Lett,2004,354(9):50-53.