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偏頭痛是一種對病人及社會都有重大影響的公共衛(wèi)生問題，是一種常見的神經(jīng)內(nèi)科疾病，WHO已將其歸為功能性致殘疾病[1]，但是其病理機制尚不明確。目前，偏頭痛的發(fā)作機制仍存在很多假說，近年來研究者采用影像學新技術(shù)檢測到偏頭痛大腦微觀結(jié)構(gòu)改變，這可能反映了偏頭痛反復(fù)發(fā)作導致神經(jīng)元變化、腦功能異常的病理生理過程[2]。偏頭痛不僅在發(fā)作期存在多個腦區(qū)的功能異常，而且疼痛發(fā)作間歇期也存在某些腦區(qū)持續(xù)的功能異常和結(jié)構(gòu)改變，提示偏頭痛可能是一種慢性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病[3]。近年來功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術(shù)的出現(xiàn)為偏頭痛的研究提供了新手段。2007年由Zang等[4]提出低頻振蕩振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)算法，可以從腦代謝能量角度研究與人腦解剖位置相對應(yīng)的局部神經(jīng)元的自發(fā)活動，能較客觀地反映人腦復(fù)雜的腦活動狀態(tài)，目前是神經(jīng)、心理、精神等多個領(lǐng)域的研究焦點。耳針療法是針灸學中的重要內(nèi)容之一，也是治療偏頭痛的有效手段，臨床文獻研究證明耳穴神門對偏頭痛有肯定的預(yù)防效果[5]，也是治療偏頭痛的常用穴位[6]，但目前多以臨床研究為主，鮮有耳穴中樞神經(jīng)機制的研究報道。本試驗擬用靜息態(tài)fMRI技術(shù)初步研究耳穴神門干預(yù)前后偏頭痛病人神經(jīng)元活動的特征性變化，對比偏頭痛病人與健康受試者在干預(yù)前后的腦功能改變。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 病例來源 選取2013年10月—2014年5月就診于北京中醫(yī)藥大學附屬東直門醫(yī)院腦病科、針灸科的無先兆偏頭痛病人，共9例，均為女性，年齡20歲～50歲，病程1年～8年。納入標準：符合2004年《國際頭痛疾病分類》第二版無先兆的偏頭痛診斷標準；年齡18歲～55歲；右利手；在過去的3個月，頭痛平均每月發(fā)作(2～6)次； 有1年以上偏頭痛病史； 近3個月內(nèi)未接受針刺治療或其他預(yù)防性治療；無長期服用鎮(zhèn)痛藥習慣；體內(nèi)無金屬植入物，無fMRI檢測禁忌；簽署知情同意書。排除標準：其他類型的頭痛；偏頭痛的首次發(fā)作在50歲以后；合并頭部外傷、精神病、心腦血管病、糖尿病及其他內(nèi)科疾病者；易合并感染及出血者；孕婦及哺乳期婦。

1.1.2 剔除、脫落和中止標準 不符合納入標準而被誤入的病例應(yīng)予剔除；受試者依從性差，未按規(guī)定進行功能磁共振檢查和安全性評價者應(yīng)予剔除；發(fā)生嚴重不良事件或并發(fā)癥，不宜繼續(xù)而被終止試驗的病例。

1.1.3 剔除病例 病例組中有2例受試者，1例因不能配合磁共振檢查而出現(xiàn)運動偽影，影像圖像質(zhì)量；1例因磁共振常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)垂體病變；故予以剔除。

1.1.4 健康受試者 來自北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院學習和工作健康志愿者9名，男1名，女8名，年齡23歲～25歲，均為右利手，受試前一周無任何藥物服用史，身體健康，無神經(jīng)精神病史及頭部外傷史，均無MR掃描禁忌證，并未參與過與本次試驗類似的研究。 本研究已通過北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院道德倫理委員會的批準，所有受試者均本人簽署臨床研究知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 取穴及操作 參照2006年中華人民共和國國家標準(GB/T12346- 2006)《腧穴名稱與定位》，選取左耳神門，位于三角窩后1/3的上部，即三角窩4區(qū)。常規(guī)消毒，用醫(yī)療膠布將王不留行籽貼于神門，點壓60 s，強度以有脹痛感為宜，均由同一位針灸科醫(yī)師操作完成。

1.2.2 掃描方法與數(shù)據(jù)采集 所有核磁掃描均采用東直門醫(yī)院核磁室西門子3.0T磁共振設(shè)備完成。采用16通道矩陣頭線圈固定，在常規(guī)三平面定位后，掃描包括從顱頂?shù)斤B底全腦范圍，平掃序列包括T1WI/TSE、T2WI/TSE 、T2WI/TIR，并對無腦結(jié)構(gòu)異常者進行靜息態(tài)BOLD- fMRI功能像掃描。靜息態(tài)BOLD- fMRI功能像掃描：采用單次激發(fā)平面回波的梯度回波序列(GRE- EPI序列)，掃描參數(shù)：TR 3 000 ms，TE30 ms，矩陣64×64，F(xiàn)OV240 mm×240 mm，翻轉(zhuǎn)角90°，層厚5 mm，無間隔連續(xù)掃描，體素3.75 mm×3.75 mm×5 mm，掃描包括全腦、小腦和腦干。

本次試驗分別于神門壓籽前后進行靜息態(tài)功能磁共振成像掃描，靜息態(tài)功能像采集連續(xù)掃描10 min，掃描結(jié)束后立即持續(xù)點壓左耳神門穴60 s，點壓后立即進行第2次靜息態(tài)功能像掃描，兩次掃描參數(shù)相同。整個試驗研究的功能影像數(shù)據(jù)采集均由同一位具有10年以上工作經(jīng)歷的中級技師完成。詳見圖1。

圖1神門耳穴的fMRI設(shè)計

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用SPM8軟件在Matlab 7.0 的平臺上對試驗數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，對每個被試的fMRI 數(shù)據(jù)首先進行時間校正，接著進行頭動校正，排除頭部平動大于1 mm、轉(zhuǎn)動大于1.5°的被試對象，而后將校正后的圖像進行標準化，采用SPM 自帶模板，歸一化到標準的MNI (montreal neurological institute)系統(tǒng)，并將每個體素重采樣至3 mm×3 mm×3 mm；最后使用高斯核函數(shù)進行平滑，降低空間噪聲，全寬半高值(FWHM)為8 mm。對預(yù)處理過的功能數(shù)據(jù)做帶通濾波，以采用濾波器實現(xiàn)截止頻率為(0.01～0.08) Hz的濾波，去除信號的高頻干擾和低頻漂移；采用REST 軟件(http：//resting- fmri.sourceforge.net)做ALFF 分析，計算信號在(0.01～0.08)Hz 下的功率譜并進行開方，得到信號的低頻振蕩幅度；計算頻率在(0.01～0.08) Hz 的信號振幅的平均值，即BOLD 信號變化的強度；為消除個體間全腦ALFF總體水平的差異，每個體素的ALFF值除以全腦信號幅值的均值，對全腦逐體素做標準化；將靜息和計算狀態(tài)標準化后的ALFF腦圖做配對t檢驗的組間分析，組間進行獨立樣本t檢驗，并將年齡性別作為協(xié)變量。激活閾值設(shè)置為P<0.005，激活范圍閾值設(shè)為20個體素，得到相對于靜息狀態(tài)各腦區(qū)ALFF增強或減弱的結(jié)果。

2 結(jié) 果

2.1 干預(yù)前病例組與健康組ALFF值比較(見圖2、表1) 病例組左側(cè)額下回ALFF值顯著低于健康組(P<0.005)；病例組左側(cè)距狀裂周圍皮質(zhì)、左側(cè)輔助運動區(qū)ALFF值顯著高于健康組(P<0.005)。

圖2 干預(yù)前病例組與健康組的ALFF值腦區(qū)顯示圖

2.2 干預(yù)后病例組與健康組的ALFF值比較(見圖3、表2) 干預(yù)后病例組雙側(cè)額上回、左側(cè)額中回ALFF值顯著低于健康組(P<0.005)，病例組左側(cè)枕下回、右側(cè)梭狀回ALFF值顯著高于健康組(P<0.005)。

圖3 干預(yù)后病例組與健康組的ALFF值腦區(qū)顯示圖

腦區(qū)t值簇值 坐標 XYZ左側(cè)額上回-5.93291)144511215左側(cè)額中回-5.149643-39 3636右側(cè)額上回-6.229254152454左側(cè)枕下回 6.006465-36 -81 -15 右側(cè)梭狀回 7.97208448-66 -12

3 討 論

腦功能成像的靜息態(tài)研究是近年來的熱點之一?；陟o息態(tài)的ALFF分析方法敏感度和特異度相對較高，是應(yīng)用低頻信號的能量強弱反映靜息態(tài)下大腦神經(jīng)元自發(fā)活動的有效方法，因其與解剖位置相對應(yīng)，故能準確地反映靜息狀態(tài)下腦神經(jīng)元活動的變化特點[7]。 本研究顯示，與健康組相比，病例組左側(cè)額下回ALFF值明顯降低，提示左側(cè)額下回神經(jīng)元自發(fā)活動受抑制，代謝減弱。在形態(tài)學上，Rocca等[8]發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人額葉灰質(zhì)密度減少；在功能學上，任璐等[9]發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人左額下回的ALFF值明顯減低，這與本研究結(jié)果相似，提示偏頭痛病人可能存在額葉的微觀結(jié)構(gòu)損傷以及功能異常。額下回屬于前額葉皮質(zhì)的一部分，前額葉皮質(zhì)指初級運動皮層和次級運動皮層以外的全部額葉皮層，負責對傳入的信息進行加工、整合，并發(fā)起適當?shù)那楦泻瓦\動反應(yīng)，偏頭痛病人發(fā)作期的智力或體力活動受限、情緒異常等癥狀可能與額葉功能異常相關(guān)；并且前額葉皮質(zhì)對疼痛刺激相對敏感，最近的研究進一步發(fā)現(xiàn)前額葉皮質(zhì)還能夠通過腦干間接地參與對疼痛的調(diào)節(jié)，影響疼痛下行傳導通路[10- 11]，其低頻振幅的明顯降低，可能提示兩點，疼痛的反復(fù)刺激導致額葉疼痛下行調(diào)節(jié)功能異常；與偏頭痛病人痛閾值降低有關(guān)，使病人對疼痛不耐受。額葉病變不僅影響病人認知功能、行為和決策能力，也能影響其情感，既往文獻研究證實額葉不僅與偏頭痛發(fā)生有關(guān)，還與癲癇[12]、抑郁癥[13]等多種疾病相關(guān)，這也更加說明額葉作為大腦發(fā)育中最高級的部分，具有與軀體運動、語言、智能以及情感等活動相關(guān)皮質(zhì)區(qū)域的中樞功能，當其功能性、器質(zhì)性受損，可能與多種疾病發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。與健康組相比，病例組左側(cè)距狀裂周圍皮質(zhì)、左側(cè)輔助運動區(qū)的ALFF值明顯升高，說明該區(qū)神經(jīng)元興奮性高，代謝增強。距狀裂周圍皮層位于大腦后部的枕葉，屬于視覺皮層，分為“空間通路”和“內(nèi)容通路”，前者參與控制視覺相關(guān)運動和處理物體空間位置的信息，后者參與物體識別[14]。任璐等[9]、杜菡萏等[15]的研究也發(fā)現(xiàn)偏頭痛病人距狀裂的低頻振幅值顯著增高，與本研究結(jié)果相似，顯示偏頭痛病人視覺皮質(zhì)功能異常，這可能與偏頭痛病人對光線刺激敏感以及偏頭痛發(fā)作期出現(xiàn)的畏光、視物模糊、眼脹等視覺異常癥狀相關(guān)。輔助運動區(qū)位于中央前回下肢運動區(qū)前方，主要參與復(fù)雜運動的準備、起動和監(jiān)測[16]，許多研究者認為其絕不是簡單的“輔助”功能，特別是前輔助運動區(qū)參與執(zhí)行控制[17- 18]，疼痛預(yù)測[19- 20]以及疼痛的情感劃分，輔助運動區(qū)興奮性增強可能與偏頭痛病人對疼痛的調(diào)節(jié)與反應(yīng)的異常有關(guān)。喻大華[21]在大腦靜息狀態(tài)局部一致性的研究中發(fā)現(xiàn)無先兆偏頭痛病人較正常受試者的輔助運動區(qū)局部一致性減低，也說明偏頭痛病人存在輔助運動區(qū)的功能異常。本研究提示距狀裂、輔助運動區(qū)的功能異常與偏頭痛多種感官刺激(如體感、視覺、嗅覺等)異常相關(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)，耳穴神門干預(yù)后病例組較健康組的雙側(cè)額上回、左側(cè)額中回的ALFF值明顯降低，而左側(cè)枕下回、右側(cè)梭狀回的ALFF值明顯升高。枕葉紋狀區(qū)是主要的視覺皮層區(qū)，視覺信息的加工是人腦的信息處理、學習記憶和語言加工等高級復(fù)雜腦功能的重要途徑；梭狀回是顳葉與枕葉一部分，與處理顏色信息、人臉與身體識別、文字識別、分類辨識等功能相關(guān)，其與視覺信息的加工是關(guān)系密切的。本研究發(fā)現(xiàn)，耳穴神門干預(yù)后病例組較健康組的左側(cè)枕下回、右側(cè)梭狀回的ALFF值明顯升高，這可能與刺激耳穴神門增強了視覺相關(guān)的腦功能有關(guān)。前額葉皮質(zhì)通過認知控制機制在調(diào)節(jié)痛覺弱化上起著特殊的作用[22]，而干預(yù)后病例組較健康組的雙側(cè)額上回、左側(cè)額中回的ALFF值降低，并未出現(xiàn)預(yù)期的升高，這是否與單次治療、干預(yù)時間過短有關(guān)。郭太品[23]在研究中發(fā)現(xiàn)在刺激量一致的情況下，針刺偏頭痛病人太沖穴較正常人對腦中樞的激活信號更強，這和本研究結(jié)論是相似的，說明同一穴位在疾病與非疾病的不同狀態(tài)下引起腦功能反應(yīng)不同。

本研究是從低頻振蕩振幅變化對無先兆偏頭痛病人局部神經(jīng)元的能量代謝角度進行初步的探討，發(fā)現(xiàn)：①在無任何條件干預(yù)下的無先兆偏頭痛病人與健康人之間的左側(cè)額下回、左側(cè)距狀裂、左側(cè)輔助運動區(qū)區(qū)域的腦功能存在差異，提示在偏頭痛病人頭痛發(fā)作間期，參與疼痛調(diào)節(jié)、視覺感受等相關(guān)腦區(qū)功能異常；②耳穴神門干預(yù)后無先兆偏頭痛病人與健康人之間的雙側(cè)額上回、左側(cè)額中回、左側(cè)枕下回、右側(cè)梭狀回區(qū)域的腦功能存在差異，提示神門穴在疾病與非疾病的不同狀態(tài)下引起大腦功能反應(yīng)不同；刺激耳穴神門后視覺相關(guān)的腦區(qū)功能增強，為耳針治療偏頭痛的中樞機制提供數(shù)據(jù)支持。③研究中偏頭痛病人較健康人出現(xiàn)功能顯著差異的腦區(qū)，除了額上回、梭狀回為右側(cè)腦區(qū)功能異常，其余功能異常的腦區(qū)均為左側(cè)，這是否與納入的研究對象均為右利手和(或)左側(cè)優(yōu)勢大腦半球相關(guān)，需要進一步的探究。

本研究為闡明偏頭痛的中樞發(fā)病機制提供了更多的驗證依據(jù)，并且為耳針治療的中樞神經(jīng)機制的研究提供了試驗數(shù)據(jù)，但本研究樣本量較小、耳穴干預(yù)時間較短，僅對本研究結(jié)論有一定的提示作用，期望今后進一步擴大樣本量以獲得更可靠的臨床數(shù)據(jù)，為深入探索偏頭痛的中樞發(fā)病機制提供試驗依據(jù)。

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