fmir国际进展课件

方继良中国中医科学院广安门医院放射科脑功能成像研究室2021.09.27 针刺穴位脑效应fMRI国际研究进展2021中国针灸年会

研究背景

自1990年fMRI创造不久，就应用到在人脑器官水平的针刺效应及机制研究中，重点在针刺所诱导的脑活动及脑网络变化。

1994-2021，共发表针刺效应脑功能成像文章700余篇主要研究在中国、美国、韩国、德国SCI论文140余篇，40篇左右有较高的学术价值。近3年在针刺治疗疾病方面fMRI研究又有新的进展。-HuangW.J.LiangH.R.etal〔黄文静，梁繁荣等〕PlosOne2021—方继良王小玲荣培晶朱兵中国中西医结合影像学杂志2021第2期2

针刺穴位fMRI脑效应研究

已成为中西医结合影像学科研的成功范例

经过近二十年的国内外fMRI针刺研究探索，对针灸脑机理产生了新的认识，初步形成了新的多学科边缘研究领域。SCI论文140余篇，最高影响因子12分：HumanBrainMappingNeuroImageBrainResearchJournalofNeurosciencePNASeCAMJACM

NMR

3-HuietalHBM00Neuroimage05BR09-ChoetalPNAS98，06-WuetalRadiology99-KongetalNeuroscience09-

NapadowetalHBM050709-Baietal09,10,11,124

正常受试者研究：穴位特异性不同针刺技术针刺即刻或延后效应

疾病研究：人工疼痛模型，针刺脑效应针刺治疗疾病前后的脑机制

腕管综合症，功能性消化不良，抑郁症

研究内容5重点分析有影响的国际期刊论文实验设计图像数据处理方法实验结果及诠释研究中可能存在的缺乏在未来研究为同行提供参考和借鉴研究方向确实定研究方案的选择实验结果解读

-方继良王小玲荣培晶朱兵中国中西医结合影像学杂志2021第2期

本讲座目的6

实验设计及图像处理方法

针刺穴位特异性研究

针刺疗效机制研究针刺技术比较研究

小结与展望7Block组块事件相关静息态实验设计实验设计及图像处理方法SPM99,2,5,8AFNIFSLFreesurferBrainvoyage

数据处理ICAPCA种子相关分析法ReHoSPMAFNIFSLFreesurfer8HuiHBM2000BlockAFNI实验设计及图像处理方法9WuRadiology1998BlockAFNI实验设计及图像处理方法9/30/2023BaiLJ,etal.MolecularPain2021模拟临床实验设计11针刺穴位特异性研究经络、穴位特异性是中医针灸的理论根底，也是fMRI在针刺研究领域的热点。

从脑作为神经中枢--人体运动感觉情感认知的总司令部来看，穴位中枢的绝对特异性--穴位与脑区对应关系难以想象，相对特异性存在可能性大。

大多数研究选择了并行对照实验，通过比较实验组和对照组诱导脑区或者脑网络活动的差异。局部分析特定脑区或脑网络的功能与穴位的临床治疗作用的联系,来推测针刺穴位的脑中枢特异性。12针刺穴位特异性研究方法国外多项选择择假刺激方法为对照，也被称为抚慰针Streitberger针穴位皮肤VonFrey纤毛机械刺激针Hui2000,2005,2021，Napadow2005Wu1998，Kong2007国内多项选择择假穴位刺激方法为对照真针刺和假针刺〔假刺激或者假穴位〕的比较

“真针刺>静息〔基线〕〞-“假针刺>静息〔基线〕〞13针刺穴位特异性研究方法国外未接受过针灸的受试者，不能分辨真针灸与假针灸的区别，对照组多用以下假针灸方法

Streitberger针塑料套管假针粘附与表皮上穴位皮肤的VonFrey纤毛刺激针在表皮上浅刺激

国内病人知道针灸较多，所以用假穴刺激对照较多14针刺穴位特异性结果

真针刺和更强更广的负激活区相关Hui00占优势地位3局部

无差别--真针刺和假针刺（假刺激或者假穴位）的对照研究吴俊贤091个别真针刺和更多的激活区相关KongJ（孔健）02部分未关心负激活2部分2Kong02，Fang04，Yoo04，Yan05，ZhangJH07，艾林093，Hui00,05,09，Napadow05，Fang09，XuHB099/30/2023针刺不同穴位脑效应的相似性9/30/2023针刺对体感区的效应FangJ,JinZ,WangY,etal.HumBrainMapp,2021,30:1196-12069/30/2023针刺调制“边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络〞FangJ,JinZ,WangY,etal.HumBrainMapp,2021,30:1196-12069/30/2023边缘叶系统9/30/2023合谷、足三里、太冲穴针刺效应比较HuiKKS,etal.HBM2000，BrainRes.2021,1287:84-103.针刺调制边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络9/30/2023针刺三穴位与表皮对照刺激比较21针刺穴位特异性研究ChoZH1998在美国科学院学报?PNAS?，但2006撤回针刺穴位特异性研究9/30/202323针刺穴位特异性研究ChoZH1998在美国科学院学报?PNAS?，但2006撤回足外缘肾经与视觉相关穴位，结果：视觉区既有激活，又有负激活实验结果没错，但显示不全面结论错视觉穴位的视中枢一一对应--绝对特异性因为许多其他穴位也显示刺激时视觉中枢反响24

针刺穴位特异性脑部表现相对性、循经性不同穴位的对照研究9条经络的18个穴位刺激fMRI研究，发现在各项研究中诱导的脑活动穴位之间存在差异对于分布在相同经络的多个穴位，其诱导的脑激活和负激活模式存在相似性如胃肠经上分布的穴位，呈现了缘上回的激活，扣带回后部、海马和旁海马区的负激活。HuangWJetal2021PlosOne25针刺疗效机制研究针刺镇痛fMRI研究针刺有镇痛效果的经典穴位,观察针刺后实时脑效应制作疼痛模型，观察针刺对疼痛中枢的识别、情感动机及认知三个维度脑区的影响针刺治疗疼痛患者，观察治疗前后的脑功能区及脑网络的变化，与临床疗效的相关性。26针刺疗效机制研究针刺镇痛常用穴位，如足三里、合谷、太冲等常用穴能够诱导多处脑皮层、皮层下区域、边缘系统和脑干的重叠反响当产生得气感时，针刺能使脑产生边缘叶及皮层下灰质结构负激活

表皮电刺激足三里及三阴交穴对正常人在冷痛的脑效应说明，其通过激活双侧体感II区、前额叶内侧回及扣带回,负激活对侧体感区、顶楔叶，扣带回中部HuietalHBM2000,BrainResaech2021WangetaleCAM2021ZhangetalNeuroreport2003针刺治疗腕管综合症脑fMRI研究Napadow，Huietal

HBM200728针刺治疗腕管综合征脑机制研究在腕管综合征〔CTS〕患者治疗前、5周针刺后比较发现疗前疼痛伴随着对侧相应体感脑区的超敏感，脑成像显示第二、三手指体感I区〔SI〕代表区界限模糊，运动时信号分布广泛明显有疗效后，位于对侧初级躯体感觉皮层区〔SI〕、主运动区〔M1〕的脑激活区呈明显下降而在SI区的指间距离由相近变为别离，提示了针刺可诱导神经功能的重组恢复。NapadowV,LiuJ,LiM,etal.HumBrainMapp.2007,28:159-17129针刺疗效机制研究NapadowV,LiuJ,LiM,etal.Somatosensorycorticalplasticityincarpaltunnelsyndrometreatedbyacupuncture[J].HumBrainMapp.2007,28:159-171电针耳迷走神经治疗抑郁症脑机理的fMRI研究方继良荣培晶朱兵等2021

电针耳迷走神经作用于大脑情感中枢简图MPFCACCMCCVagusNerveNTSPCCOFCNTS：孤束核LC：蓝斑核VTA：腹侧被盖区Hyp：下丘脑Amy：杏仁核HP：海马NAC：伏核OFC：眶回MPFC：内侧前额叶ACC：前扣带回MCC：中扣带回PCC：后扣带回tVNSontheNeuralCircuitryofMoodtVNS产生脑干孤束核明显负激活

图负激活：NTS孤束核，PCC后扣带回耳甲部tVNS边缘叶明显负激活

1右杏仁核/旁海马2海马3岛叶1体感二区2右海马3后扣带回4楔叶

4下丘脑

5右小脑针灸治疗功能性消化不良脑效应的脑功能磁共振研究研究1曾芳，梁繁荣等美国胃肠病杂志2021ZengFangetalTheAmericanJournalofGASTROENTEROLOGY2021研究2方继良景向红刘志顺朱兵等2021针刺治疗FD通过调节内环境稳定上升网络，包括岛叶，前扣带回，下丘脑等ZengFangetalTheAmericanJournalofGASTROENTEROLOGY2021研究1FD针灸效应的局部连接变化脑区0.10.5FPNDNdATNLMBVisMotvATN研究2针灸改善脑网络：

左前扣带回膝部为种子点

8例病人、正常人对照岛叶背外侧前额叶脑区〔dLPF〕前额叶内侧皮层边缘回颞上中回研究238与期望相关的针刺抚慰剂效应Kong等对针灸的抚慰剂效应及期望模式进行了多项连续深入的研究，提示积极的期望能增加针刺的止痛效果真针刺组，高度期望和低度期望间存在较少的差异，其差异位于初级运动区和额中回；假针刺组，其差异更为明显，表现在对侧岛盖、同侧岛叶、额下回、额中回和额上回针刺疗效机制研究KongJ,etal.JNeurosci,200639针刺疗效机制研究KongJ,etal.JNeurosci,2006,Brainregionsrepresentingdifferentialresponseasrevealedbythecontrastingpost-treatmentandpretreatmentdifferences(post-pre)onthecontrolsidesubtractedfromthesamedifferenceontheplaceboside[placebo(post-pre)-control(post-pre)].TheimagesshowactivationinrightanteriorinsulaandrACC针灸止痛不同于抚慰剂效应，但明显受到抚慰效应的影响40针刺技术比较研究手针与电针，电针与对指运动的比较研究电针诱导了躯体感觉区、运动区、脑干、扣带回和岛叶的更多激活，隔区或楔前叶更多的负激活手针诱导了更多的负激活区，包括边缘系统、楔叶、颞横回或额中回手指对指任务较电针刺激产生了更为可靠的fMRI信号变化手针针刺穴位特异性研究42手针穴位相对特异性研究FangJ,JinZ,WangY,etal.HumBrainMapp,2021,30:1196-1206手针刺激了3个不同的穴位〔LV2、LV3和ST44〕及邻近假穴，存在较少的差异，更观察到不同穴位诱导脑激活和负激活模式的相似性，这种穴位之间存在相对特异性。43电针穴位相对特异性研究FangJ,WangX,LiuH,etal.EvidBasedComplementAlternatMed.2021;515893.44

电针穴位相对特异性研究

电针中脘、关元穴相似的短程连接增强

9/30/2023手电针及频率比较研究Bothmanualandelectro-acupunctureatST36inducesfmrisignaldecreaseintheamygdalaandanteriorhippocampus.Thisdecreasewasnotseenforsuperficialtactilecontrolstimulation.NapadowV,MakrisN,LiuJ,etal.HumBrainMapp,2005,24:193-205.47针刺深度比较研究针刺深度的比较研究深针刺呈现更多激活，在边缘系统呈现更多负激活浅针刺在躯体感觉区、运动区和语言区〔Broca区和Wernicke区〕呈现更多激活局部研究未见深针刺和浅针刺间显著性差异48电针频率比较研究电针不同刺激频率的比较研究Napadow等的研究发现2Hz较100Hz的频率更易激活脑干Li等的研究未见2Hz和20Hz间的显著性差异49手针不同强度比较手针不同强度的比较研究手针捻针较留针时激活了躯体感觉区、边缘系统、视觉区、语言区或高级认知区较长的刺激时间更易诱导下额部、颞叶、顶回、枕叶、小脑或颞极的激活，前额叶皮层、眶回或脑桥的负激活50针刺得气及疼痛比较受试者针感的比较研究Hui等在多个穴位的手针研究中均发现，得气时诱导了大脑皮层下核团、小脑和脑干的广泛的负激活边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络负激活而在得气伴疼痛时，激活为主Napadow等在电针针感和认知处理脑区及感觉运动区的激活区，与默认网络的负激活区相关龚洪瀚等发现最大程度地诱导产生了得气更多地激活了中央后回和边缘系统9/30/2023得气的全脑3D〔52个正常受试者〕9/30/2023针刺得气与得气混合疼痛的比较9/30/2023单例正常人得气与疼痛的显著区别HuiKKS,方继良etal.中国中西医结合影像学杂志202154针刺fMRI研究结果差异，主要原因：研究目的、设计方案、样本量、针刺方法、个体穴位解剖及功能状态的差异fMRI设备、实验过程的质量控制和数据处理方法不同解释实验结果的角度、广度及深度的不同结果差异分析55小结：主要观点及假说Hui，Napadow边缘叶系统负激活2000，2005Poly，Napadow体感系统激活2007Hui，方继良