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        基于rs-fMRI技術(shù)探討艾灸原發(fā)性痛經(jīng)患者熱敏態(tài)關(guān)元穴即時腦效應(yīng)研究*

        2022-09-27 10:53:44熊俊徐紹忠周星辰謝洪武項潔
        按摩與康復(fù)醫(yī)學(xué) 2022年15期
        關(guān)鍵詞:功能

        熊俊,徐紹忠,周星辰,謝洪武,項潔

        (江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006)

        原發(fā)性痛經(jīng)(primary dysmenorrhea,PD)是一種非炎癥非器質(zhì)性痛癥,表現(xiàn)為女性經(jīng)期前后周期性的痛感覺和痛情緒。研究顯示,PD影響50%~90%的女性[1],超過四分之一的女性因經(jīng)痛而缺勤[2]。因西藥副作用明顯,且機(jī)制尚未探明,因此安全有效的中醫(yī)針灸療法備受青睞。艾灸是針灸領(lǐng)域最為安全、舒適的療法,逐漸成為患者的首要選擇。

        熱敏灸是基于穴位敏化理論而創(chuàng)新的一種艾灸新療法[3]。最新疾病譜顯示,PD是熱敏灸能夠單獨干預(yù)并取得良好療效的優(yōu)勢病種[4]。PD熱敏態(tài)穴位中,以關(guān)元穴研究最多,且熱敏態(tài)激發(fā)效率高[5]。單穴使用即可顯示理想療效[6]。痛感覺和痛情緒是PD患者的典型表現(xiàn)和最常見的主訴。這種主訴與熱敏灸感的生動描述,必然是大腦對傳入信號高度整合的結(jié)果。因此開展腦科學(xué)研究有利于真正意義上揭示穴位-腦效應(yīng)的本質(zhì)。

        靜息態(tài)功能磁共振(resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-fMRI)其以非創(chuàng)傷性、零輻射及高空間分辨率[7]成為當(dāng)代針灸學(xué)科研究的有效新手段,能客觀可視化的觀察大腦的中樞功能調(diào)控。局部一致性(Regional Homogeneity,ReHo)和功能連接(functional connection,FC)是rs-fMRI最常用的兩種數(shù)據(jù)分析方法。前者代表腦區(qū)局部功能活動的一致性,反映局部腦區(qū)時間序列的同步性。后者代表腦區(qū)與腦區(qū)之間的功能連接強(qiáng)度,可反映感興趣區(qū)(Region Of Interest,ROI)與全腦網(wǎng)絡(luò)化功能的時程相關(guān)性[8]。

        因此,本研究計算ReHo值以檢測區(qū)域內(nèi)大腦功能活動的一致性,找出顯著差異的腦區(qū),并以最為顯著差異的腦區(qū)團(tuán)塊峰值坐標(biāo)劃定ROI,計算其與全腦網(wǎng)絡(luò)FC,以期揭示艾灸PD患者熱敏態(tài)關(guān)元穴的中樞響應(yīng)特征。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料

        收集江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院針灸科門診PD患者18例。采集基線資料(年齡、體重、身高等),要求均為右利手。所有受試者均可在關(guān)元穴[9]探查出熱敏灸感。

        1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

        ①西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)參照加拿大婦產(chǎn)科學(xué)院(SOGC)在2017年制定的《原發(fā)性痛經(jīng)臨床指南》[10]。女性在經(jīng)期或者月經(jīng)期前后,產(chǎn)生周期性小腹部疼痛癥狀,或者痛及腰骶部,甚則疼痛劇烈導(dǎo)致暈厥。②中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)參照2002年發(fā)布的《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[11]中的痛經(jīng)篇。婦女大多數(shù)與于來月經(jīng)前或來月經(jīng)數(shù)小時后發(fā)生小腹部的疼痛癥狀,伴隨癥狀可有眩暈、頭痛、腹瀉、嘔吐、惡心、疲乏等,偶可出現(xiàn)昏厥或體溫上升,導(dǎo)致影響患者的生活和工作。通過B超和其他婦科方面檢查,除外生殖器官顯著的器質(zhì)性病理改變。

        1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

        ①符合中、西醫(yī)原發(fā)性痛經(jīng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)及證型標(biāo)準(zhǔn);病程≥6個月。②年齡18~35歲未育婦女;月經(jīng)規(guī)律(28±7天);右利手。③過去2個月內(nèi)未服用藥物或其他方法治療。④意識、行為正常,言語清晰能正確表達(dá)灸感。⑤所有受試者均可在關(guān)元穴探查出熱敏灸感。

        1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

        ①經(jīng)期紊亂,無法推測治療時間者。②有心腦血管疾病,或診斷不符合要求者。③艾灸部位出現(xiàn)表皮破損、潰爛等不能使用熱敏灸療法者。④據(jù)判斷,易因其他因素脫落者。⑤磁共振檢測規(guī)定的禁止情況。

        1.5 剔除,脫落,終止標(biāo)準(zhǔn)

        ①剔除標(biāo)準(zhǔn):依從性差,配合不佳者。②脫落標(biāo)準(zhǔn):自動放棄者。③終止標(biāo)準(zhǔn):出現(xiàn)不良事件者。

        1.6 醫(yī)學(xué)倫理

        本研究已被江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),倫理審查號:JZFYKYLL20200420005。

        1.7 方法

        1.7.1 穴位探查與艾灸材料

        ①需要對合格受試者采用灸感法探查關(guān)元穴的功能狀態(tài)。具體操作參照陳日新著的《熱敏灸實用讀本》[12]。②本實驗統(tǒng)一采用磁共振室可安全使用的無煙艾灸條。具體規(guī)格為¢22mm×120mm。

        1.7.2 選穴依據(jù)及定位

        ①選穴依據(jù):依據(jù)既往研究指出[9],原發(fā)性痛經(jīng)患者關(guān)元(80.00%)、子宮(73.33%)、次髎(38.33%)、三陰交(31.67%)等是高頻次運用的穴位。可見關(guān)元穴是熱敏高發(fā)穴區(qū)。②腧穴定位:依據(jù)普通高等教育中醫(yī)藥類“十三五”規(guī)劃教材《經(jīng)絡(luò)腧穴學(xué)》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取穴。關(guān)元穴:位于下腹部前正中線上,臍中下3寸[13]。

        1.7.3 儀器設(shè)備

        ①GE3.0T超導(dǎo)型磁共振成像儀(Discovery750,GE,美國);②移動硬盤、光盤用于數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)貯存;③Mircro軟件、SPSS26.0統(tǒng)計軟件、SPM12及其操作平臺;④高性能電腦,配置為內(nèi)存16G,硬盤512G+4T機(jī)械硬盤,CPU為Intel酷睿i7-12700,操作系統(tǒng):Windows 10/Ubuntu Linux 16.04雙系統(tǒng),可以順利處理MRI數(shù)據(jù)。

        1.7.4 掃描過程

        首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)像掃描,時間6分鐘。艾灸前進(jìn)行功能像掃描,時間6分鐘。然后對入組患者關(guān)元穴進(jìn)行艾灸。當(dāng)受試者出現(xiàn)熱敏化灸感并持續(xù)艾灸10分鐘時,進(jìn)行灸感功能像掃描。其中,結(jié)構(gòu)像掃描序列為:梯度回波序列3D-T1W1。TR/TE為7.90 ms/3.06 ms。翻轉(zhuǎn)角度(FA)取15°。層數(shù)為249層。層厚1.2 mm。層間距1 mm。掃描視野(FOV)240×240 mm2。矩陣大小512×512。分辨率1 mm。掃描范圍涵蓋全腦。靜息態(tài)功能像掃描序列為:平面回波成像(echo-planar imaging,EPI)序列。TR/TE為2000 ms/40ms。掃描層數(shù)為40層。層厚3.0mm。體素大?。╲oxel size)3.75×3.75×3mm。掃描視野(FOV)240×240 mm2,矩陣大小64×64。掃描時間為6min。

        1.7.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理

        先用MRIcro核查原始數(shù)據(jù),祛除偽影嚴(yán)重和缺失巨大的數(shù)據(jù)。然后應(yīng)用Matlab 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換(DICOM to NIFTI)、去除時間點(Remove First Time Point)、時間校正(Slice Timing)、頭動校正(Realign)、圖像配準(zhǔn)(Coregister)、空間標(biāo)準(zhǔn)化(Normalize)、空間平滑(Smooth)、去線性漂移(Detrend)、濾波(Filter)等預(yù)處理。

        1.7.6 局部一致性分析(ReHo)分析

        應(yīng)用Restplus計算出ReHo值。運用SPM12軟件,對ReHo值進(jìn)行配對t檢驗。利用xjview95獲取相應(yīng)圖像,并報告定位系統(tǒng)坐標(biāo)(MNI),和AAL腦區(qū)。簇塊體積閾值(Cluster)≥85個體素,單體素閾值P<0.05的結(jié)果定義為具有顯著差異的腦區(qū)。通過BrainNet獲取全腦三維圖。

        1.7.7 功能連接分析(FC)

        基于ReHo值顯著差異的腦區(qū)團(tuán)塊峰值坐標(biāo)劃定10mm半徑范圍作為ROI,并應(yīng)用Restplus計算出FC值。SPM12進(jìn)行配對t檢驗、xjview95獲取相應(yīng)圖像、BrainNet獲取全腦三維圖。簇塊體積閾值(Cluster)≥85個體素,單體素閾值P<0.05的結(jié)果定義為具有顯著差異的腦區(qū)。

        2 結(jié)果

        2.1 基線資料

        年齡(22.52±3.43)歲、體重(51.28±6.27)KG、身高(161.22±6.51)CM;CMSS平 均 疼痛積分(12.65±1.32);VAS評分(6.64±1.55);平均病程(5.17±5.33)年;關(guān)元穴[9]熱敏灸感主要表現(xiàn)為透熱78%、擴(kuò)熱82%、傳熱34%;均為右利手。

        2.2 常規(guī)頭顱磁共振結(jié)構(gòu)像

        研究對象均為青年女性,常規(guī)結(jié)構(gòu)像掃描均未見異常信號。

        2.3 ReHo值顯著差異的腦區(qū)(P<0.05,體素≥85)(如表1、表2、圖1)

        圖1 艾灸熱敏態(tài)關(guān)元穴前后ReHo值顯著差異的腦區(qū)

        表1 艾灸熱敏態(tài)關(guān)元穴前后ReHo值顯著增強(qiáng)的腦區(qū)

        表2 艾灸熱敏態(tài)關(guān)元穴前后ReHo值顯著減弱的腦區(qū)

        (1)ReHo顯著增強(qiáng)的腦區(qū)集中在8個團(tuán)塊

        團(tuán)塊1分布主要有右側(cè)顳上回、右側(cè)顳中回、右側(cè)顳極:顳上回;團(tuán)塊2分布主要有左側(cè)顳極:顳上回、左側(cè)顳中回、左側(cè)角回、左側(cè)三角部額下回;團(tuán)塊3分布主要有左側(cè)海馬、左側(cè)海馬旁回;團(tuán)塊4分布主要有右側(cè)尾狀核、右側(cè)腦島;團(tuán)塊5分布主要有右側(cè)角回、右側(cè)顳中回、右側(cè)緣上回;團(tuán)塊6分布主要有右側(cè)額中回、左側(cè)額中回、右側(cè)背外側(cè)額上回;團(tuán)塊7分布主要有左側(cè)枕中回;團(tuán)塊8分布主要有右側(cè)中央前回、右側(cè)中央后回、右側(cè)中央溝蓋。其中ReHo分布范圍最大的是團(tuán)塊6,有1413個體素量;ReHo分布范圍最小的是團(tuán)塊7,有126個體素量。不同團(tuán)塊,ReHo值最大的是右側(cè)額中回,體素量237,其次為左側(cè)額中回,體素量220。不同團(tuán)塊,腦區(qū)體素占比最大的是左側(cè)枕中回,達(dá)95%。

        (2)ReHo顯著降低的腦區(qū)集中在2個團(tuán)塊

        團(tuán)塊1分布主要有左側(cè)中央前回、左側(cè)中央后回;團(tuán)塊2分布主要有左側(cè)內(nèi)側(cè)和旁扣帶腦回、右側(cè)內(nèi)側(cè)和旁扣帶腦回、左側(cè)補充運動區(qū)。其中減弱最強(qiáng)的是左側(cè)中央前回,其次是左側(cè)內(nèi)側(cè)和旁扣帶腦回。其中ReHo分布范圍最大的是團(tuán)塊1,有345個體素量;ReHo分布范圍最小的是團(tuán)塊2,有167個體素量。不同團(tuán)塊,ReHo值最大的是左側(cè)中央前回,體素量146,其次為左側(cè)中央后回,體素量99。不同團(tuán)塊,腦區(qū)體素占比最大的是左側(cè)中央前回,達(dá)41%。

        2.4 以ReHo值差異最大的腦區(qū)作為ROI進(jìn)行全腦FC分析結(jié)果(P<0.05,體素≥85)(如表3、表4、圖2所示)

        圖2 ReHo值最大差異腦區(qū)(團(tuán)塊6)與全腦功能連接(FC)顯著差異的腦區(qū)

        表3 ReHo值最大差異腦區(qū)(團(tuán)塊6)與全腦功能連接(FC)顯著增強(qiáng)的腦區(qū)

        表4 ReHo值最大差異腦區(qū)(團(tuán)塊6)與全腦功能連接(FC)顯著減弱的腦區(qū)

        (1)FC顯著增強(qiáng)的腦區(qū)集中在2個團(tuán)塊

        團(tuán)塊1分布主要有右側(cè)角回;團(tuán)塊2主要有左側(cè)頂上回、左側(cè)頂下緣角回。其中FC分布范圍最大的是團(tuán)塊1,有522個體素量;FC分布范圍最小的是團(tuán)塊2,有390個體素量。不同團(tuán)塊,F(xiàn)C值最大的是右側(cè)角回,體素量207,其次為左側(cè)頂上回,體素量122。不同團(tuán)塊,腦區(qū)體素占比最大的是右側(cè)角回,39.66%。

        (2)FC顯著降低的腦區(qū)集中在10個團(tuán)塊

        團(tuán)塊1分布主要有右側(cè)顳中回、右側(cè)顳下回;團(tuán)塊2分布主要有左側(cè)顳中回、左側(cè)顳下回;團(tuán)塊3分布主要有左側(cè)顳中回;團(tuán)塊4分布主要有左側(cè)尾狀核;團(tuán)塊5分布主要有左側(cè)額中回;團(tuán)塊6分布主要有右側(cè)尾狀核、;團(tuán)塊7分布主要有右側(cè)中央前回、右側(cè)中央后回;團(tuán)塊8分布主要有左側(cè)內(nèi)側(cè)額上回;團(tuán)塊9分布主要有左側(cè)補充運動區(qū);團(tuán)塊10分布主要有右側(cè)楔前葉、右側(cè)中央后回。其中FC分布范圍最大的是團(tuán)塊9,有1193個體素量;FC分布范圍最小的是團(tuán)塊3,有97個體素量。不同團(tuán)塊,F(xiàn)C值最大的是左側(cè)補充運動區(qū),體素量308,其次為左側(cè)額中回,體素量243。不同團(tuán)塊,腦區(qū)體素占比最大的是左側(cè)顳中回,達(dá)73.20%。

        3 討論

        PD患者主要表現(xiàn)為周期性的痛感覺和痛情緒,而熱敏灸是能單獨干預(yù)且取得良好療效的干預(yù)措施。課題組認(rèn)為,痛感覺、痛情緒及熱敏灸感的生動描述,必然是大腦對傳入信號高度整合的結(jié)果。rs-fMRI技術(shù)能夠客觀、科學(xué)的揭示艾灸鎮(zhèn)痛中樞效應(yīng),近年來相關(guān)研究也不斷涌現(xiàn)。Gui[14]應(yīng)用rs-fMRI技術(shù)的低頻振幅(ALFF)為結(jié)局指標(biāo)對PD患者進(jìn)行腦功能分析,發(fā)現(xiàn)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、感覺運動網(wǎng)絡(luò)和與疼痛相關(guān)的皮層下核是鎮(zhèn)痛的關(guān)鍵腦網(wǎng)絡(luò)。Yu[15]則應(yīng)用了該技術(shù)的功能連接強(qiáng)度(FCD)為結(jié)局指標(biāo),同樣也發(fā)現(xiàn)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和感覺運動網(wǎng)絡(luò)是鎮(zhèn)痛調(diào)控的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò),此外,該研究還發(fā)現(xiàn)中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)和海馬體也起到了關(guān)鍵作用??梢?,rs-fMRI技術(shù)是觀察PD患者腦功能特征的有效手段。

        本研究發(fā)現(xiàn),艾灸PD患者熱敏態(tài)關(guān)元穴Re-Ho值以正激活為主,其中體素量最大的是右側(cè)額中回,其次為左側(cè)額中回,二者均分布在6號團(tuán)塊,屬于前額葉(PFC)。進(jìn)而以6號團(tuán)塊峰值坐標(biāo)劃定10mm半徑作為種子點與全腦FC分析可見,艾灸刺激后,F(xiàn)C值以抑制為主。顯著差異的腦區(qū)主要分布在角回、頂葉顳葉、額中回等,這些均屬于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分。

        3.1 艾灸PD患者熱敏態(tài)關(guān)元穴前額葉(PFC)的ReHo協(xié)調(diào)作用增強(qiáng)

        前額葉(PFC)前額葉主司高級精神活動和隨意運動[16],在大腦感覺傳導(dǎo)和情感傳導(dǎo)中起主導(dǎo)作用[17]。有研究發(fā)現(xiàn)PD患者主要累及的腦區(qū)就是PFC皮層[18]。劉軍蓮[19]也發(fā)現(xiàn)PD患者痛經(jīng)產(chǎn)生及調(diào)節(jié)與PFC的ReHo值增高相關(guān)。有趣的是,另一項研究直接經(jīng)顱直流電刺激PFC,可有效改善PD患者癥狀[20]。本研究結(jié)果顯示,右側(cè)額中回和左側(cè)額中回在ReHo值表現(xiàn)為一致性顯著增強(qiáng),與中樞鎮(zhèn)痛通路高度一致。因此,本結(jié)果可能提供了進(jìn)一步的證據(jù)支持艾灸PD患者熱敏態(tài)穴位能高效激活PFC,從而發(fā)揮中樞即刻鎮(zhèn)痛效應(yīng)。

        3.2 艾灸PD患者熱敏態(tài)關(guān)元穴PFC-DMN的FC強(qiáng)度的低連接性

        默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(DMN)位于大腦的內(nèi)側(cè)和外側(cè)頂葉、角回、內(nèi)側(cè)前額葉、內(nèi)側(cè)和外側(cè)顳葉皮質(zhì),主司功能障礙與慢性疼痛調(diào)節(jié)[21]。該功能網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)為靜息態(tài)呈激活狀態(tài),但有刺激時卻呈抑制狀態(tài)[22]。本研究顯示顯著差異的腦區(qū)主要分布在角回、頂葉顳葉、額中回等,這些均屬于DMN的主要組成部分,恰與刺激的負(fù)調(diào)節(jié)吻合。因此,本結(jié)果證實了PFC-DMN的功能連接改變極有可能是鎮(zhèn)痛起效的重要中樞機(jī)制。類似的結(jié)果,Liu[23]也得到了論證。另有研究指出,PD患者因長期周期性慢性疼痛導(dǎo)致了PFC皮層和DMN表現(xiàn)出不適應(yīng)的低連接性[24],該特征在未受外界刺激時已經(jīng)發(fā)生了改變。該觀點或可進(jìn)一步說明,人體自身調(diào)節(jié)本身已有一定的鎮(zhèn)痛調(diào)節(jié)功能,而該功能始終離不開PFC-DMN的低連接性調(diào)節(jié)作用。

        綜上,艾灸PD患者熱敏態(tài)關(guān)元穴,即刻效應(yīng)顯著,腦區(qū)局部一致性協(xié)調(diào)以正激活為主要表現(xiàn),其中PFC很可能在鎮(zhèn)痛感覺和鎮(zhèn)痛情緒起關(guān)鍵作用。PFC-DMN功能連接改變可能是鎮(zhèn)痛起效的重要中樞機(jī)制。但本次研究重點關(guān)注艾灸熱敏態(tài)穴位的即刻效應(yīng),并不能直觀判斷此療法的臨床療效。后續(xù)應(yīng)繼續(xù)給予受試者連續(xù)療程的熱敏灸治療,將治療后的腦效應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,以更好的佐證熱敏灸“灸效”的中樞機(jī)制。本次研究是從腦功能的角度探討艾灸PD患者的腦效應(yīng),今后應(yīng)結(jié)合VBM(腦結(jié)構(gòu))、ASL(腦血流)、MRS(腦代謝)等角度,全方位多模態(tài)的探索其中樞機(jī)制。

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