电针合谷穴对脑功能影响的功能性磁共振成像研究

电针合谷穴对脑功能影响的功能性磁共振成像研究

数据可视化是计算机图形学和数据处理技术的应用，将数据转换为图形或图像，并在屏幕上显示并交互式处理的理论、方法和技术。它可提供一种直觉的、交互的、反应灵敏的可视化环境。医学数据可视化已成为科学数据可视化领域中最为活跃的研究领域之一。脑功能成像技术是医学数据可视化技术的重要一类,它可以将人体组织器官的功能变化信息,进行直观的功能可视化显示。本研究应用现代脑研究技术fMRI,以左侧周围性面瘫患者为研究对象,观察电针左侧合谷穴所引起的脑功能变化规律,现报道如下。1原始受试资料本课题研究对象为6例左侧周围性面瘫患者。病例分别来源于湖北中医学院附属医院针灸科、湖北省人民医院针灸科、武汉市一医院针灸科,均为右利手。年龄18~68岁,平均45岁。病程最短4天,最长3年。所有病例符合周围性面瘫诊断标准,均为单侧面瘫。所有受试患者对本实验均知情,课题组保留有所有病例的原始受试资料。排除双侧面瘫及中枢性面瘫,所有患者无心脏病、高血压病、精神及其它神经系统疾病等病史。2方法2.1针座环球牌30号0.5~1寸无菌不锈钢毫针(苏州环球针灸医疗器械有限公司)。2.2电针仪LH202H型韩式穴位神经刺激仪(北京华卫产业开发公司)。2.3检测设备simenavano1.5T超导磁共振扫描机和标准头部线圈(德国西门子公司)。2.4观察对象及方法(1)患者经其主管医师推荐,由家属或亲友陪同,经询问病史,并进行相关的体格检查后,符合病例纳入标准者纳入观察对象。(2)患者于预备间休息20min左右,全身放松后,进入扫描室。嘱患者平躺,闭眼,橡皮耳套塞耳,戴上专用隔音耳套,用自制头套固定其头部,以最大限度限制其头部活动,关灯,以减少视听刺激,除系统噪音外尽可能去除其它一切声音。待患者自诉适应后开灯,取下头套、耳套及橡皮耳套。2.5针刺固定和完成采用1寸不锈钢毫针针刺面瘫同侧合谷穴,得气;于旁开约1cm的非经穴处再针一针,二针用胶布固定。针刺全部由笔者本人一人完成,以避免因针刺操作者手法的不同对实验结果可能造成的影响。接上韩式穴位神经刺激仪电极,电流强度以受试者局部有胀、麻、跳动等感觉并能耐受为度,均为1~2mA,频率2Hz,连续波。2.6血清fmri检查于扫描功能像时开始通电刺激。功能像每周期扫描244次,每例扫描3个周期,周期间隔1min。刺激模式见图1。组块设计,即“基线-任务刺激”的OFF-ON模式:静息组与刺激组交替进行,共7组(静息4组、刺激3组),共持续14min18s;间隔1min后,再进行下一轮扫描,共扫描3轮(图1)。使用SiemensAVANTO1.5T超导磁共振扫描机,标准头部线圈进行扫描。①SE序列:T1WI扫描平行于前、后胼胝体联合的连线,TR500ms,TE11ms,FOV230mm,层厚4mm,层间距0.4mm,获得包括颅顶至延髓的32层轴位图像,作为fMRI扫描的参照图。②fMRI检查:单次激发平面回波成像梯度回波序列(GRE-EPI),层数32层,FOV230mm,层厚4mm,层间距0.4mm,TR3500ms,TE50ms。③三维梯度回波脉冲序列(3D-FSPGR)获得精细解剖图像,层数32层,FOV230mm,层厚1mm,层间距0.4mm,TR8.8ms,TE4.76ms。2.7电针形态脑功能优化fMRI资料的分析采用基于Matlab平台的SPM(statisticalparametricmapping)软件,为了减少血流动力学对被激活脑区信号的影响,fMRI扫描最初12s内采集的信号均予以剔除。处理过程包括:①空间预处理:图像重排(realignment)减少头部位置及信号的偏移;Talairach空间标化(normalization)将不同形态的脑转换为标准脑,平滑(smoothing)处理。②选择处理模型及参数估计:校正试验中的血流动力学延迟反应,滤掉高频及低频噪声。③统计学处理及空间定位:用t检验(P<0.01)分析得出电针状态与静息状态信号对比的平均脑功能图,并得出脑功能区域的Talairach空间坐标及体积,再利用TalairachDaemon及Talspace软件进行脑功能区的准确Brodmann区(BA)定位。最后把平均脑功能图叠加于解剖图。3左回其所回左中央后回左内回见表1,图2。电针左侧合谷信号升高区:左侧中央后回,左侧中央前回,右侧额下回,右侧颞上回,右侧脑岛;信号降低区:左侧扣带回,双侧额中回,右侧枕中回。4神经传导机制合谷穴(Hegu,LI4)属于手阳明大肠经,是手阳明大肠经的原穴,为临床最为常用要穴之一。具有祛风散邪,清宣阳明热邪和清泻头面诸窍热邪之效。临床应用十分广泛,可治疗手阳明大肠经经脉、经别、经筋所及的疾病。合谷穴治疗口面部疾病,查阅古今医籍论述甚多。《四总穴歌》将合谷穴能有效治疗头面部病证的作用概括为“面口合谷收”。实验发现,刺激左侧合谷穴引起同侧(左侧)中央前回、中央后回的激活。第一躯体感觉区(SⅠ)是全身体感觉的的主要投射区域,主要接受身体对侧的痛、温、触和本体感觉冲动,并形成相应的感觉;第一躯体运动区(MⅠ)是支配对侧躯体随意运动的中枢,主要接受来自对侧骨骼肌、肌腱和关节的本体感觉冲动,以感受身体的位置、姿势和运动感觉,并发出纤维即锥体束控制对侧骨骼肌的随意运动。照此推理,电针左侧合谷穴应当引起右侧SⅠ、MⅠ区域的激活。在近年来的fMRI研究中,许多实验均证实,刺激一侧合谷穴除了引起对侧SⅠ、MⅠ区域的激活外,还引起同侧SI、MI区域的激活,认为这个现象符合经脉左右相互沟通的经络理论,如Hui等。侯金文等、孙忠人等、李可等刺激健康人的一侧合谷穴,也发现双侧中央前回、中央后回信号升高。然而,虽然SⅠ内的各亚区发出胼胝体纤维至对侧SⅠ,并接受对侧SⅠ的胼胝体连合纤维,但并不是每个部分都有胼胝体纤维联系,各区内含有远侧肢体代表区的皮质恰恰相对缺乏这种与对侧的往返联系。因此,刺激一侧合谷穴为何引起双侧的皮质SⅠ、MⅠ兴奋,用神经传导机制目前尚不能解释,其机制有待进一步深入研究。令笔者感到十分惊讶的是,本实验中,电针左侧合谷穴并未见引起对侧SⅠ、MⅠ的明显激活,而仅见同侧中央后回、中央前回的激活,这个结果与以前的研究结果均不一致,而且用神经传导机制不能解释。为什么电针左侧周围性面瘫患者左侧合谷穴仅引起同侧中央后回、中央前回的激活,而未见对侧的激活呢?经过仔细分析、总结,笔者认为,可能与以下几个方面存在关系:(1)研究对象的不同。针灸具有特异性的特点,在病理状态下,针灸可以发挥双向调节作用,而在健康人体针灸的调节作用并不明显。以前报道的对合谷穴的研究均是以正常人为研究对象,而本实验的研究对象为周围性面瘫患者。(2)关于“优势半球”和大脑的不对称性。大脑半球结构和认知功能的一个主要特征为双半球功能不对称性。这些非对称性是相对的,它主要存在于右利者。对于左利者或者左右混合型者,其情况并非简单的与右利者相反,而是左半球优势减弱或不规则,如语言代表区可在任何一侧或两侧半球,女性脑的功能不对称性不如男性明显等。因此,在现有的关于脑的fMRI研究中,都是以右利者为研究对象的,本实验也是选择的右利者。由于其优势半球在左半球,与意识、思维活动、语言运动、动作技巧等关系密切,因此,笔者推测,电针左侧合谷穴引起左侧大脑半球中央前、后回区域的兴奋可能与右利者的优势半球有关。(3)经络系统是一个独特的传导通路。电针对合谷穴位进行刺激所产生的“得气”感及感传现象,并不同于一般的体感刺激,其信息是通过经络系统而不是神经系统的传递而影响了人脑,并发挥其相应的治疗作用。即传统的体感传导通路与经络系统对刺激的传导通路是不一样的,而经络系统对刺激的传导必须通过穴位或者经脉的刺激才能产生。因此,经络系统与神经系统既有紧密联系,又有很大区别。(4)信息的间接传递通路。实验中笔者发现,电针左侧合谷穴还引起了多个脑区信号的变化,这些区域包括右侧额下回、右侧颞上回、右侧脑岛信号的升高;左侧扣带回、右侧枕中回、双侧额中回信号降低。来自左侧合谷穴的电针刺激,信息可能先传递到其中某些区域后,经过信息的分析、整合,然后再传递至左侧的中央后回、中央前回,并发挥相应的治疗作用。另外,对于左侧合谷穴的fMRI研究还未见文献报道。现有的有关合谷穴的fMRI研究中,多是以正常志愿者为研究对象,以右侧合谷穴为刺激点,而对左侧合谷穴,尤其是患者的左侧合谷穴未见有学者研究。那么,信息究竟如何通过经络系统进行传递?其传递到大脑同侧中央前回、中央后回的具体途径是什么?信息在脑内如何分析、整合?经络的实质究竟又是什么?这些都是摆在我们面前的一个个谜,需要我们不断的深入研究,来揭开其神秘的面纱。实验发现,在中央后回激活的区域位于中、下部,根据躯体感觉皮质定位,相当于SⅠ手和面部感觉代表区范围。中央前回被激活的区域也位于中、下部,根据躯体运动皮质定位,相当于MⅠ的手代表区及面部代表区。即刺激左侧合谷穴除了引起同侧SⅠ、MⅠ的手代表区兴奋外,还引起同侧SⅠ、MⅠ的面部代表区的兴奋。由于软件分辨率等各方面的影响,具体的激活部位以及相互之间的联系不能很好的体现,但此现象至