周围性面瘫的脑功能重组及针刺治疗的神经生理机制研究

周围性面瘫的脑功能重组及

针刺治疗的神经生理机制研究安徽中医学院第一附属医院数字化影像技术实验室(TCM-2009-196)李传富研究目的通过观察周围性面瘫患者治疗过程中不同阶段的静息态及针刺任务态fMRI研究，探讨周围性面瘫的脑功能重组变化以及针刺治疗周围性面瘫的神经生理机制。合谷针刺合谷穴周围性面瘫静息态及针刺任务态fMRI针刺治疗机制脑功能重组资料与方法：研究对象分组1、面瘫早期(Early)：53例，男31例，女22例年龄19-65岁，右侧面瘫29例，左侧24；针刺右侧24，左侧29发病2周内，面瘫评级>I级；2、面瘫后期(Later)

：39例，男28例，女11例年龄19-68岁，右侧面瘫19例，左侧20；针刺右侧25，左侧14发病2周后且尚未治愈，面瘫评级>I级；3、面瘫治愈后(Recovered)

：38例，男21例，女17例年龄18-66岁，右侧面瘫22例，左侧16；针刺右侧16，左侧12发病2周并且已经治愈，面瘫评级=I级；4、正常对照组(Normal)

：35例，男16例，女19例年龄21-53岁，右侧针刺19例，左侧针刺15例年龄及性别匹配的健康志愿者。注：所有面瘫病人治疗均采用常规的临床针刺方案资料与方法：数据采集常规采集2D及3D解剖像，fMRI数据共采集4期①针刺前静息态fMRI：10分钟，200个时间点，TR=3000ms；②针刺中静息态fMRI

：10分钟，200个时间点，TR=3000ms；③针刺后静息态fMRI

：10分钟，200个时间点，TR=3000ms；④针刺任务态fMRI

：10分40秒，160个时间点，TR=4000ms。任务态针刺刺激方案进针出针2分钟2分钟3分钟2分钟1分钟32点32点48点32点16点任务态针刺刺激方案捻针留针静息态针刺刺激方案进针出针2分钟2分钟40点40点静息态针刺刺激方案2分钟40点2分钟40点2分钟40点捻针留针10s110s资料与方法：数据处理组内分析：Early,Later,Recovered,Normal组共4组的针刺激活脑区；组间分析：各组之间相互比较Normal-Early：任务态，静息态FCNormal-Later：任务态，静息态FCNormal-Recovered：任务态，静息态FCEarly-Later：任务态，静息态FCLater-Recovered：任务态，静息态FCNormal-Recovered：任务态，静息态FC注：所有数据处理结果均采用MonteCarlo进行多重比较方法校正，阈值设定P=0.01，α≤0.05结果：组内分析-任务态激活区Normal组：激活脑区包括双侧初级运动区、初级感觉区、辅助感觉运动区、岛叶、小脑蚓状体、双侧小脑半球等；Early组：与Normal组基本相同，范围更大，激活区更加显著，同时激活区扩展到丘脑、脑干以及扣带回；Later组：与Early组基本相同，但范围更大，激活区更加显著，负性激活区消失；Recovered组：明显不同于其他各组，负性激活区更加显著。针刺组内分析脑功能激活区(Normal,Early)NormalEarly针刺组内分析脑功能激活区(Later,Recovered)LaterRecovered结果：任务态激活区组间分析Normal-Early-Normal-Later-Normal-Recovered-Early-Later●Early-Recovered●Later-Recovered●注：●表示组间差异有显著性，--表示组间差异无显著性任务态组间比较结果针刺任务态激活区组间比较结果Later-RecoveredEarly-RecoveredEarly-Later资料与方法：功能连接ROI选择选择方法：基于TT图谱结合皮层功能定位解剖知识手工绘制；分析内容：为了避免面瘫及针刺偏侧性影响，所有功能连接的ROI均绘制双侧Mif：双侧面部初级运动皮层Mih：双侧手部初级运动皮层Sif：双侧面部初级感觉皮层Sih：双侧手部初级感觉皮层Sii：双侧辅助感觉运动皮层Pcc：双侧后扣带回Amy：双侧杏仁核合谷穴区针刺前不同ROI的功能连接组间比较注：●表示组间差异有显著性，--表示组间差异无显著性BeforeAcupuncture:Normal-Early,Normal-LaterPCCNormal-LaterPCCNormal-EarlyPCCBeforeAcupuncture:Normal-LaterMih,Later-RecoveredMihNormal-LaterMihLater-RecoveredMihBeforeAcupuncture:Normal-LaterSif,Normal-LaterMih,Normal-LaterSihNormal-LaterSifNormal-LaterMifNormal-LaterSih合谷穴区针刺中不同ROI的功能连接组间比较注：●表示组间差异有显著性，--表示组间差异无显著性DuringAcupuncture:Early-RecoveredMif,Normal-LaterMifEarly-RecoveryMifNormal-LaterMifDuringAcupuncture:Normal-LaterMih,Normal-RecoveredPCCNormal-LaterMihNormal-RecoveredPCCDuringAcupuncture:Normal-LaterSif,Early-LaterSif,Early-RecoveredSifNormal-LaterSifEarly-LaterSifEarly-RecoveredSifDuringAcupuncture:Normal-EarlySih,Early-LaterSih,Early-RecoveredSihNormal-EarlySihEarly-LaterSihEarly-RecoveredSih合谷穴区针刺后不同ROI的组件比较结果注：●表示组间差异有显著性，--表示组间差异无显著性AfterAcupuncture:Normal-EarlyMif,Normal-LaterMif,Early-LaterMifNormal-EarlyMifNormal-LaterMifEarly-LaterMifAfterAcupuncture:Early-RecoveredMif,Later-RecoveredMifLater-RecoveredMifEarly-RecoveredMifAfterAcupuncture:Normal-LaterMih,Early-LaterMih,Later-RecoveredMihNormal-LaterMihEarly-LaterMihLater-RecoveredMihAfterAcupuncture:Normal-EarlyPcc,Early-LaterPccNormal-EarlyPCCEarly-LaterPCCAfterAcupuncture:Normal-laterSif,Early-LaterSif,Later-RecoveredSifNormal-LaterSifEarly-LaterSifLater-RecoveredSifAfterAcupuncture:Normal-LaterSih,Early-LaterSih,Later-RecoveredSihNormal-LaterSihEarly-LaterSihLater-RecoveredSihAfterAcupuncture:Normal-EarlySII,Early-LaterSIINormal-EarlySIIEarly-LaterSII1、文献复习皮层功能重组在中枢神经系统损伤疾病的神经功能恢复中的发挥重要作用；动物实验研究表明：周围性神经损伤也会导致从周围神经、脊髓/脑干、丘脑以及大脑皮层不同水平的神经功能重组；人体实验研究表明：周围性面瘫也可导致皮层功能重组（PET，MEG，fMRI）。讨论(1)：周围性面瘫的皮层功能重组2、本文研究结果表明与正常健康对照组相比，面瘫早期仅有Pcc功能连接异常；与正常健康对照组相比，面瘫后期发生广泛的功能连接变化，包括脑Pcc、Mif，Sif，Mih等；与正常健康对照组相比，面瘫治愈后的功能连接基本恢复到正常状态；面瘫早期与面瘫后期以及面瘫治愈后相比，功能连接的组间差异不显著；面瘫后期与治愈后比较，Mih功能连接异常。参见针刺前功能连接分析结果讨论(1)：周围性面瘫的皮层功能重组3、小结面瘫早期功能连接变化相对较轻；面瘫后期脑功能连接发生广泛及显著的变化；面瘫治愈后与正常人相比差异不显著；面瘫后脑功能连接变化主要发生在面部皮层及其邻近皮层的感觉运动区，脑默认网络改变可见与面瘫早期和晚期，而杏仁核以及SII的功能连接在各组之间比较均未发现显著性变化。讨论(1)：周围性面瘫的皮层功能重组1、文献复习由于针刺fMRI研究的结果差异很大，目前有关针刺治疗的作用机制尚未形成统一的观点；针刺治疗通过中枢神经系统的调节机制发生作用的观点争议相对较小；更加具体的机制主要有两种观点：一种观点是针刺通过边缘系统起作用；另外一种观点是针刺通过感觉运动系统起作用。讨论(2)：针刺合谷穴治疗面瘫的可能神经生理机制2、本文研究结果针刺任务态fMRI组内分析结果显示面瘫早期、面瘫后期针刺激活的脑区与健康对照组基本类似，但是激活的程度显著增强。针刺任务态fMRI激活的脑区主要包括感觉运动皮层、丘脑以及小脑等区域，杏仁核区域未见明显激活，参见针刺fMRI组内分析结果；面瘫治愈后针刺激活的脑区较前健康对照组以及面瘫早期和后期明显减弱，任务态组间分析结果表现为面瘫早期-后期以及面瘫早期、后期与治愈后比较均存在显著性差异。讨论(2)：针刺合谷穴治疗面瘫的可能神经生理机制2、本文研究结果与针刺合谷穴前相比，针刺过程中脑功能连接发生显著性变化的组间分析结果增多；针刺后发现显著性变化的组间分析结果更多；与针刺合谷穴前相比，针刺中以及针刺后的功能连接组间变化主要出现在面部及其邻近区域的感觉运动皮层功能连接以及默认脑功能连接；所不同的是：针刺前以及针刺中各组之间的SII功能连接均无显著性差异，但针刺后SII的功能连接在面瘫早期与健康对照组之间、面瘫后期与早期之间出现的功能连接变化；双侧杏仁核的功能连接在各组之间均无显著性差异。讨论(2)：针刺合谷穴治疗面瘫的可能神经生理机制3、小结与健康对照组相比，周围性面瘫的不同病理阶段对针刺的反应明显不同，面瘫后期的针刺反应最为强烈；针刺过程中以及针刺之后脑功能连接出现显著性变化，其中以感觉运动皮层的功能连接变化明显，脑默认网络也可发生一定程度的变化；针刺前、针刺中、针刺后，面瘫各组之间及其与健康对照组之间的杏仁核的功能连接均未发生明显变化。辅助感觉运动区SII的功能连接组间差异仅出现于针刺后的组间分析，说明SII可能与针刺后效应有关。讨论(2)：针刺合谷穴治疗面瘫的可能神经生理机制1、周围型面瘫的面部及其邻近区域的感觉运动皮层与健康对照组相比功能连接发生明显变化，而且疾病的不同阶段功能连接也明显不同；2、针刺合谷穴可以改变感觉运动皮层的功能连接，而且生理状态下与病理状态下的不同阶段的脑功能连接变化明显不同，针刺激活的脑功能区也不相同；3、针刺治疗周围型面瘫的神经生理机制可能与针刺改变感觉运动皮层的脑功能连接有关。结论研究存在的问题(1)研究对象分组问题：由于本文的研究对象存在左侧面瘫和右侧面瘫、同侧针刺和对侧针刺的差别，理论上应当按照研究对象的面瘫和针刺偏侧性进行更为详细的分组；或者参照其他一些作者的处理方法，将另外一侧的数据进行左右镜像翻转处理；但由于详细分组后病例数不足，镜像数据翻转后数据处理结果均不能通过MonteCarlo算法的多重比较校正，因而本文的数据处理没有按照面瘫和针刺的左右侧进行更加详细的分组；这样的分组可能难以排除面瘫和针刺偏侧性的对数据处理结果的影响，但功能连接分析中采用了双侧对称的ROI，对于分析面瘫的功能连接变化以及针刺前后的变化应当有一定的可行性和价值。研究存在的问题(2)功能数据处理问题：功能数据处理结果的校正问题：可能是受到1.5T磁共振设备fMRI数据信噪比相对较低的因素影响，本文数据采用严格的FDR校正方法无法获得任何阳性结果，因此本文采用MonteCarlo校正方法；MonteCarlo方法即选定P值和α值后计算出所需的最小的Cluster大小，选定的P值越