沈 巍，李健強(qiáng)，王乙翔，鄒蓓蕾，李丹丹，王小龍，孫 曌

(海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，海南 ?？?570000)

針刺療效出現(xiàn)的時間過程表現(xiàn)為即時效應(yīng)和持續(xù)效應(yīng)，其中持續(xù)效應(yīng)是指出針后仍繼續(xù)存在的針刺效應(yīng)，又稱針刺后效應(yīng)[1-2]。腦功能成像技術(shù)能觀察針刺引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信號響應(yīng)，大腦核團(tuán)活動的改變及其功能連接有短暫的改變和持續(xù)改變[3]，如何鑒別那些改變屬于針刺治療效應(yīng)是針刺腦功能成像研究的難點(diǎn)。相比針刺即時效應(yīng)，針刺后效應(yīng)由于其作用更強(qiáng)、更廣泛和更持久，而且可以累積，更能體現(xiàn)針刺治療的調(diào)節(jié)作用，有助于區(qū)分出針刺的中樞腦功能成像的改變，也有助于了解針刺作用的時效規(guī)律。多項研究證實針刺后痛癥患者存在持續(xù)的鎮(zhèn)痛效應(yīng)[4-6]，針刺鎮(zhèn)痛效應(yīng)可達(dá)電針后4～12 h[7]，根據(jù)以往的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)在針刺治療疼痛在留針30 min時達(dá)到針效最大[8]，因此筆者研究了針刺對頸型頸椎病治療30 min后的針刺后效應(yīng)的腦功能成像，發(fā)現(xiàn)針刺后效應(yīng)能引起對疼痛上行傳導(dǎo)和下行抑制相關(guān)核團(tuán)功能連接的改變，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

在2019年8月—2020年8月期間，研究選取海南醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院針灸科門診16例頸型頸椎病患者，年齡20～40歲，男性8例，女性8例，平均年齡(29±7)歲，平均病程(4±3)年。16例正常人，男性8例，女性8例，平均年齡(27±6)歲。兩組年齡和性別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。視覺模擬量表(VAS)[9]用于評估治療前后的疼痛嚴(yán)重程度(感覺方面)。本研究項目通過海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會審查[2018(科研)第(39)號]。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

符合國家中醫(yī)藥管理局《中醫(yī)病證診斷療效標(biāo)準(zhǔn)》[10]和中華醫(yī)學(xué)會《臨床診療指南·疼痛學(xué)分冊》中頸型頸椎病的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]：①頸肩、枕部酸脹疼痛；②頸部和肩部肌肉緊張，伴有明顯壓痛，頭頸活動功能受限；③頸椎X射線片見頸椎生理曲度改變,側(cè)位動力性攝片可見椎間關(guān)節(jié)失穩(wěn)，側(cè)位片提示椎體后緣部分重影。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

①20～40歲;②符合頸型頸椎病的分類標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)臨床評估(包括使用X射線/MRI)至少持續(xù)6個月;③視覺模擬量表(VAS)上的疼痛強(qiáng)度>3/10。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

①合并有其它類型的頸椎病(例如頭暈、四肢麻木、椎管狹窄和感染);②有神經(jīng)系統(tǒng)、心理疾病;③藥物濫用或依賴史;④有金屬假牙、fMRI禁忌證和針刺禁忌證者;⑤檢查當(dāng)日服用任何影響神經(jīng)系統(tǒng)的藥物和飲料。

1.5 針刺方法

第1次靜息態(tài)磁共振掃描后在掃描室附近安靜的房間給予針刺干預(yù)治療。

選穴：參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《腧穴名稱與定位》[12](GB/T12346-2006)選取雙側(cè)天柱穴：在項部大筋(斜方肌)外緣之后發(fā)際凹陷中，約當(dāng)后發(fā)際正中旁開1.3寸;雙側(cè)頸百勞：項部，第7頸椎棘突下凹陷(大椎穴)上2寸，后正中線旁開1寸處;雙側(cè)肩中俞：在背部，當(dāng)?shù)?頸椎棘突下，旁開2寸;阿是穴：按壓頸部夾脊，選擇一處最疼點(diǎn)進(jìn)針。

操作:針刺前局部皮膚常規(guī)消毒，采用華佗牌一次性針灸針(0.35 mm×40 mm)，天柱穴針刺深度(10±2)mm，不可向內(nèi)上方深刺，以免傷及延髓;頸百勞針刺深度(15±2)mm，肩中俞針刺深度(10±2)mm，沿水平方向斜刺，以防氣胸；阿是穴，取自感頸痛最明顯的一處壓痛點(diǎn)，針刺(15±2)mm，直刺。醫(yī)生針刺得氣后施加平補(bǔ)平瀉手法，均勻捻轉(zhuǎn)，捻轉(zhuǎn)幅度180°左右，頻率60 r/min。待受試者得氣后留針，留針過程中每隔5 min運(yùn)針1次，每次30 s。留針30 min，針刺操作由一名具備10年以上臨床經(jīng)驗的副主任醫(yī)生完成。拔針后即刻進(jìn)行功能磁共振掃描，掃描序列與針刺前相同。

1.6 數(shù)據(jù)采集

fMRI數(shù)據(jù)采集使用美國GE公司Signa EXCitel 3T磁共振設(shè)備。結(jié)構(gòu)成像使用T1加權(quán)三維多重回波磁化準(zhǔn)備的快速梯度回波(MPRAGE)序列獲取了高分辨率的大腦結(jié)構(gòu)圖像(重復(fù)時間echo time：8.5 ms，回聲時間repetition time：3.3 ms，翻轉(zhuǎn)角度flip angle：12°，層厚slice thickness：1 mm，覆蓋全腦矢狀切面170層)。腦功能成像使用梯度回波EPI序列(回波時間echo time：30 ms，重復(fù)時間repetition time：3 000 ms，翻轉(zhuǎn)角flip angle：90°，切片厚度slice thickness：3.6 mm，層間間隙interslice gap：0 mm，41層)。靜息態(tài)BOLD掃描時間6 min 24 s。

1.7 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計

在MATLAB R2015b上加載DPABI 3.0和SPM12對受試者的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。①將原始數(shù)據(jù)從DICOM格式轉(zhuǎn)換成NIFTI格式，刪除前8時間點(diǎn)，剩下120個時間點(diǎn)用于分析；②進(jìn)行時間層校正；③進(jìn)行頭動校正，剔除平均頭動大于±1 mm和旋轉(zhuǎn)超過±1°的被試者；④功能像數(shù)據(jù)配準(zhǔn)到受試者自身T1結(jié)構(gòu)像上，分割腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)和腦脊液3部分；⑤使用DARTEL估計Friston24頭動參數(shù)進(jìn)行線性回歸分析去除協(xié)變量，匹配到蒙特利爾神經(jīng)科研研究所(Montreal neurological institute,MNI)標(biāo)準(zhǔn)空間，利用EPI序列模板重新采樣(體素大小3×3×3)；⑥圖像使用全寬半高(FWHM)8 mm高斯核進(jìn)行平滑消除線性趨勢，0.01～0.1 Hz帶通濾波去噪；⑦前扣帶回(ACC)種子點(diǎn)來源于針刺鎮(zhèn)痛激活的感興趣區(qū)域[13]，用wfc-pickatlas軟件制備種子點(diǎn)，左前扣帶回(l_ACC)，中心坐標(biāo)：-6、34、24，6 mm小球；右前扣帶回(r_ACC)，中心坐標(biāo)：6、34、24，6 mm小球；⑧應(yīng)用REST軟件計算種子點(diǎn)和全腦其它體素的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)被轉(zhuǎn)換為Fisher的Z值進(jìn)行通用線性模型分析，頸疼患者與正常人使用兩樣本t檢驗，頸痛病人治療前后采用配對t檢驗以比較rsFC變化，獲得基于種子點(diǎn)的功能連接圖譜。統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)：體素水平P<0.001和簇級水平FDR校正P<0.05。最后提取種子點(diǎn)分別與其它關(guān)鍵區(qū)域腦功能連接的z值，與痛覺程度及疼痛改善程度做相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 兩組ACC腦功能連接的對比

以左側(cè)前扣帶回(l-ACC)做為種子點(diǎn)的功能連接分析發(fā)現(xiàn)：頸疼患者l-ACC功能連接增高的區(qū)域有左側(cè)背外側(cè)前額葉(dlpfc)、左側(cè)腦島和左側(cè)丘腦，l-ACC功能連接下降的區(qū)域有顳中回。以右側(cè)前扣帶回(r-ACC)做為種子點(diǎn)的功能連接分析發(fā)現(xiàn)：與r-ACC功能連接升高的區(qū)域有PAG、右側(cè)顳中回。與正常人相比，雙側(cè)ACC種子點(diǎn)均無顯著腦功能連接下降的區(qū)域。見表1、圖1。治療前疼痛的程度與l_ACC-dlpfc腦功能連接系數(shù)做相關(guān)性分析：r=0.508，P<0.001，fdr校正。

表1 兩組ACC腦功能連接改變的腦區(qū)

注：感興趣種子點(diǎn)ROI，正常人health，頸疼患者patient，左側(cè) l-，右側(cè)r-，腦區(qū)縮寫：背外側(cè)前額葉dlPFC、腦島Insula、丘腦Thalamus、顳中回MTG、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)PAG。紅色:基于ROI頸疼患者功能連接高于正常人的區(qū)域;藍(lán)色:基于ROI頸疼患者功能連接低于正常人的區(qū)域;黃圈標(biāo)示與行為學(xué)相關(guān)腦區(qū)。圖1 頸疼患者對比正常人ACC的腦功能連接的改變

2.2 針刺前后ACC腦功能連接的改變

以左側(cè)ACC做為種子點(diǎn)的功能連接分析發(fā)現(xiàn)：針刺后與l_ACC功能連接升高的區(qū)域有左側(cè)腹側(cè)前額葉、右側(cè)顳中回。針刺后與l_ACC功能連接降低的區(qū)域有左側(cè)丘腦。以右側(cè)背側(cè)ACC做為種子點(diǎn)的功能連接分析發(fā)現(xiàn)：針刺后與r_ACC功能連接升高的區(qū)域有左側(cè)顳中回、右側(cè)枕下回。針刺后與r_ACC功能連接降低的腦區(qū)有右側(cè)丘腦。見表2、圖2。將針刺對疼痛的降低程度與l_ACC-vmpfc腦功能連接系數(shù)做相關(guān)性分析：r=0.619，P<0.001，fdr校正。

表2 針刺前后與ACC腦功能連接改變的腦區(qū)

注：感興趣種子點(diǎn)ROI，治療前pre，治療后post，左側(cè) l-，右側(cè)r-，腦區(qū)縮寫：腹側(cè)前額葉vmpfc、顳中回MTG、丘腦 Thalamas、枕下回 OCI。紅色:指基于該ROI區(qū)域的功能連接在針刺后增高的腦區(qū);藍(lán)色:指基于該ROI區(qū)域的功能連接在針刺后降低的腦區(qū);黃圈標(biāo)示與行為學(xué)相關(guān)腦區(qū)。圖2 針刺頸型頸椎病前后基于種子點(diǎn)ACC的腦功能連接的改變

3 討論

疼痛神經(jīng)影像學(xué)通過觀察大腦對傷害刺激的感受和疼痛調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)一組與有害刺激有反應(yīng)的大腦區(qū)域，該“疼痛矩陣”包括丘腦、前扣帶回皮層、后扣帶回皮層、腦島、杏仁核、初級及次級體感皮層(S1和S2)和導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)[14-16]。多項研究證實這些區(qū)域的激活與疼痛的增加有關(guān)[17]。人體電生理研究和動物模型進(jìn)一步證實了這些大腦區(qū)域參與傷害感受[18-20]。筆者發(fā)現(xiàn)慢性頸痛患者的前扣帶回與疼痛信號上傳通路上PAG和同側(cè)丘腦、腦島和背外側(cè)前額葉的功能連接顯著增強(qiáng)。傷害性刺激信息會從周圍神經(jīng)上傳到脊髓的背角突觸，再傳遞到腦干中PAG腹側(cè)延髓等，在腦干中進(jìn)一步調(diào)制，傳遞到丘腦，從丘腦傳輸?shù)狡?，解釋為疼痛，疼痛的處理涉及腦島、前扣帶回和前額葉等關(guān)鍵部位[21]。背外側(cè)前額葉(dlPFC)是疼痛傷害信息傳入前額葉的關(guān)鍵區(qū)域，涉及對傷害性刺激從上向下的認(rèn)知和注意[22]，與實驗持續(xù)性疼痛、痛覺過敏和異常性疼痛有關(guān)[23-25]，發(fā)現(xiàn)它可以預(yù)測慢性頸痛患者臨床疼痛評分，這在下腰痛[26]、肌纖維痛[27]和膝骨性關(guān)節(jié)炎[28]等慢性疼痛中均有體現(xiàn)。

針刺天柱、頸百勞、肩中俞和阿是穴等頸痛要穴組方，屬于局部和臨近取穴的范疇，全方具有消散筋結(jié)、通經(jīng)止痛的作用[29]。筆者選用確有療效的腧穴，以治病求本為基礎(chǔ)，以得氣為效，研究針刺的鎮(zhèn)痛作用機(jī)制。針刺鎮(zhèn)痛通過島葉、前扣帶回和前額葉這些大腦的重要位點(diǎn)，改變疼痛矩陣、邊緣系統(tǒng)和默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)等區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的功能[30]，從而實現(xiàn)其針刺鎮(zhèn)痛的效果。筆者發(fā)現(xiàn)通過觀察針刺的后效應(yīng)可以引起疼痛矩陣中重要的腦區(qū)之間功能連接的改變，包括通過改變頸痛患者中以降低丘腦-前扣帶回疼痛的上傳通路，加強(qiáng)腹內(nèi)側(cè)前額葉-前扣帶回下行抑制通路，產(chǎn)生針刺鎮(zhèn)痛作用。腹內(nèi)側(cè)前額葉-前扣帶回腦功能連接的改變與針感的鎮(zhèn)痛效果有顯著的關(guān)聯(lián)。

前扣帶回(ACC)是與感覺調(diào)控密切相關(guān)的核團(tuán)，前扣帶回的興奮性在慢性疼痛的情況下是持續(xù)增加的[31]，這種增加對于慢性痛的維持有非常重要的作用[32]。經(jīng)歷軀體疼痛并看著其他人經(jīng)歷疼痛(“痛苦的疼痛”)會產(chǎn)生重疊的激活，會引起背側(cè)前扣帶回皮層(dACC)和雙側(cè)前腦島(bilateral AI)激活顯著[33]。前扣帶回在疼痛的感知和調(diào)節(jié)中起著重要的作用[34-35]。針刺正常人不同穴位(足三里，太沖，合谷)可激活前扣帶回[36-38]，同一穴位在多種模塊設(shè)計下(區(qū)塊設(shè)計，靜息態(tài)reho和ALFF)也顯示明顯激活前扣帶回[39-41]。筆者認(rèn)為背側(cè)前扣帶回除了是疼痛信息的主要編碼區(qū)域，而且是針刺發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的重要節(jié)點(diǎn)。

腹側(cè)前額葉皮層(vmPFC)對于疼痛調(diào)節(jié)尤其重要[42]，整合來自情感、感覺、自我相關(guān)和社交認(rèn)知腦網(wǎng)絡(luò)的信息[43-44]。vmPFC鎮(zhèn)痛作用與獎懲系統(tǒng)有關(guān)，vmPFC的活動增加與疼痛評分降低有關(guān)[45]。vmPFC處理疼痛和厭惡情緒的大腦區(qū)域，參與編碼與疼痛刺激相關(guān)的學(xué)習(xí)和行為回避[46]，激活后可減少疼痛不適感。針刺能夠激活正常受試者vmPFC[47]，降低下腰痛患者vmPFC與腦島的功能連接[48]，增強(qiáng)與腹側(cè)紋狀體的功能連接發(fā)揮在網(wǎng)絡(luò)成癮治療中的作用[49]。針刺對ACC-dlPFC/ACC-vmPFC通路的調(diào)節(jié)作用[50]，可能是針刺在前額葉中發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的具體途徑。

綜上所述，筆者發(fā)現(xiàn)對頸型頸椎病針刺后鎮(zhèn)痛效應(yīng)的研究能顯著地反映針刺鎮(zhèn)痛效應(yīng)對疼痛矩陣中核心腦區(qū)的改變，針刺鎮(zhèn)痛的主要機(jī)制可能為通過腹內(nèi)側(cè)前額葉下行抑制疼痛的傳導(dǎo)，從ACC下調(diào)其與丘腦疼痛信號的興奮性傳遞。