針刺足三里、陽陵泉與兩穴配伍的靜息態(tài)fMRI局部一致性研究
發(fā)布時(shí)間:2017-10-14 16:04
本文關(guān)鍵詞:針刺足三里、陽陵泉與兩穴配伍的靜息態(tài)fMRI局部一致性研究
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【摘要】:研究背景:針灸作為中醫(yī)有效而神秘的獨(dú)特療法,用來治療各種疾病已有幾千年的歷史,因其操作方便,成本低廉而療效確切,已成為世界應(yīng)用最為廣泛的替代醫(yī)學(xué)之一。自古至今,已經(jīng)有許多方法被用來研究針灸的作用機(jī)制。然而,其作用機(jī)制尚未完全闡明。這極大地影響了針灸在世界范圍的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。近幾十年來,成像技術(shù)的應(yīng)用例如正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Computed Tomography, PET)和功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI),為探索針灸治療的機(jī)制和大腦內(nèi)在連接的可視化提供了實(shí)用的方法,這對(duì)針灸機(jī)理的研究是至關(guān)重要的。鑒于以往影像學(xué)技術(shù)在針灸臨床研究中的成功應(yīng)用,經(jīng)絡(luò)和穴位的特異性研究已經(jīng)成為一個(gè)重要話題,其特異性的部分機(jī)理已被大量研究所證實(shí)。然而,針灸刺激的特異性仍然需要進(jìn)一步闡明。經(jīng)穴效應(yīng)特異性是指機(jī)體對(duì)適當(dāng)刺激經(jīng)穴所產(chǎn)生的相應(yīng)反應(yīng),相對(duì)于刺激非穴或其它經(jīng)穴所引起的反應(yīng)所具有的特異性。近年來,國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用各種方法對(duì)經(jīng)穴效應(yīng)等問題進(jìn)行了大量的的研究,雖然研究廣泛和深入,但就經(jīng)穴是否存在效應(yīng)特異性仍然存在爭(zhēng)議,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,經(jīng)穴與腦特定皮層功能有密切相關(guān),經(jīng)穴與靶器官之間發(fā)生效應(yīng)的關(guān)鍵樞紐是人腦,針刺經(jīng)穴作為一種刺激必須經(jīng)過人腦進(jìn)行中樞調(diào)節(jié)和整合,然后作用于靶器官,從而產(chǎn)生治療效應(yīng)。fMRI為針灸經(jīng)穴的特異性、療效和作用機(jī)理研究提供了新技術(shù)。常用的fMRI實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法包括任務(wù)態(tài)和靜息態(tài)兩種。其中靜息態(tài)fMRI由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,基線容易控制,可研究持續(xù)的神經(jīng)活動(dòng),優(yōu)于任務(wù)態(tài)設(shè)計(jì)。靜息態(tài)是指被試者保持清醒、不接受任何外部刺激或執(zhí)行任何高級(jí)功能的狀態(tài),與任務(wù)態(tài)相比,消除了研究中被試對(duì)象在執(zhí)行任務(wù)的不同對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生的影響。在靜息態(tài)功能磁共振成像研究中,可通過選擇不同的分析方法獲得大量腦功能連接的信息。主要有兩種方法廣泛應(yīng)用于描述局部的特性,即“低頻波動(dòng)的振幅”(Amplitude of low-frequence flucruation, ALFF)和“局部一致性”(Regional homogeneity, ReHo)。兩者皆可揭示某些腦區(qū)的大腦活動(dòng)變化。ReHo分析法反映局部功能區(qū)時(shí)間序列的一致性,為針刺穴位的中樞作用機(jī)理研究提供了新方法;赗eHo的優(yōu)越性,此方法已應(yīng)用于研究阿爾茨海默氏癥、帕金森病、偏頭痛,注意缺陷/多動(dòng)障礙、輕度認(rèn)知障礙(Mild cognitive impairment, MCI)和其他疾病。利用ReHo進(jìn)行針灸研究已經(jīng)成為國際針灸研究的趨勢(shì)。因此,我們?cè)谘芯恐幸越】抵驹刚咦鳛檠芯繉?duì)象,應(yīng)用ReHo作為分析工具,能夠識(shí)別針刺學(xué)位引起腦區(qū)活動(dòng)的局部一致性差異。根據(jù)中醫(yī)基礎(chǔ)理論及針灸理論,穴位是針灸的重要組成部分,在人體表面的穴位則是疾病的反應(yīng)點(diǎn)。穴位與特定臟腑、經(jīng)絡(luò)、腦神關(guān)系密切。從理論上講,穴位作為一個(gè)切入點(diǎn)。因此,許多研究都選擇穴位如太沖穴、外關(guān)穴、足三里和陽陵泉,運(yùn)用FMRI觀察針刺穴位的腦效應(yīng);谝酝难芯,可以明顯看出,相對(duì)于配穴,單穴位的選擇更多的強(qiáng)調(diào)特定穴。然而,在中醫(yī)基礎(chǔ)理論中,特別是獨(dú)特的配穴,很可能會(huì)產(chǎn)生特殊的效果。在大多數(shù)研究中,穴位成對(duì)或成組的選取,往往與相應(yīng)的疾病有關(guān),即使功能或?qū)嵶C性的臨床運(yùn)用不完全符合中醫(yī)理論。如《靈樞》載“經(jīng)氣匯聚至合穴”,就充分描述了這種情況。這表明合穴的配穴將更清楚地說明針灸治療的作用。為證實(shí)針刺配穴比針刺單穴更有效,我們選擇了足三里(ST36)和陽陵泉(GB34),分別為陽明胃經(jīng)及陽膽經(jīng)合穴。此外,一些研究表明足三里配陽陵泉在某些疾病中具有療效。雖然ST36與GB34所屬經(jīng)絡(luò)不同,但它們皆屬于L5支配的皮膚區(qū)域,這意味著它們擁有相同的神經(jīng)支配和組織學(xué)結(jié)構(gòu)。這些穴位是否具有一些特殊的連接,這需要對(duì)大腦活動(dòng)和臨床實(shí)踐中足三里和陽陵泉穴的多重影響進(jìn)行進(jìn)一步研究,以期為臨床實(shí)踐中配穴的應(yīng)用提供依據(jù)。針刺治病的作用機(jī)理可能類似反射弧,經(jīng)針刺,傳入,中樞效應(yīng),傳出,效應(yīng)等環(huán)節(jié),其中中樞效應(yīng)可能關(guān)鍵環(huán)節(jié),能更充分闡明其作用機(jī)理。我們利用FMRI驗(yàn)證假說:針刺穴位能引起大腦特定區(qū)域的腦活動(dòng),即針刺穴位具有特異性;針刺刺激組穴將產(chǎn)生幾個(gè)腦區(qū)的激活或失活,且與單穴相比,它會(huì)激活或失活單穴無法影響的其他功能區(qū)。本研究的設(shè)計(jì)基于ReHo方法,在健康志愿者中,通過靜息態(tài)FMRI比較觀察針刺足三里、陽陵泉與兩穴配伍的腦局部一致性差異,以期闡明針刺足三里、陽陵泉的中樞作用效應(yīng),為穴位配伍治病臨床應(yīng)用提供依據(jù)。研究目的:1.觀察針刺足三里的靜息態(tài)腦區(qū)功能局部一致性(Regional Homogeneity, ReHo),探討針刺足三里穴的中樞作用機(jī)制。2.觀察針刺陽陵泉的靜息態(tài)腦區(qū)功能局部一致性(Regional Homogeneity, ReHo),探討針刺陽陵泉穴的中樞作用機(jī)制。3.觀察針刺足三里、陽陵泉與兩穴配伍的靜息態(tài)腦區(qū)功能局部一致性(Regional Homogeneity, ReHo)差異,為臨床實(shí)踐中穴位配伍治病提供依據(jù)。材料與方法:1.研究對(duì)象:選擇健康成年人10例,其中男性志愿者4例,女性志愿者6例;年齡20~34歲,中位年齡23歲。受試者身體健康,近3個(gè)月內(nèi)未做過針刺,未服用過藥物,無任何磁共振檢查禁忌癥,對(duì)實(shí)驗(yàn)知情同意并簽名。2.針灸器材、掃描設(shè)備和地點(diǎn):針灸針為蘇州天協(xié)針灸器械有限公司生產(chǎn)的0.32mm×40mm的一次性使用無菌針;掃描設(shè)備采用通用電氣公司Signa HDxt 3.0T MR掃描儀;實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在(省略)3.實(shí)驗(yàn)方案:設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集:3.1針刺方法:由同一位針灸科高年資醫(yī)師進(jìn)行所有被試的針刺,而且均針刺被試左側(cè)穴位,針刺的穴位為足三里和陽陵泉。操作過程:針刺被試得氣后留針15分鐘,并每隔2分鐘進(jìn)行捻針約10秒鐘。針刺設(shè)計(jì)及靜息態(tài)腦功能成像掃描:采集控制組(針刺前組)、足三里組、陽陵泉組和兩穴配伍組的靜息態(tài)FMRI數(shù)據(jù),以及2D和3D解剖像數(shù)據(jù)。MR數(shù)據(jù)采集:掃描線圈采用正交頭頸線圈。讓被試志愿者提前到達(dá)MR室熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境。被試者保持靜息狀態(tài),即被試清醒的仰臥在MR掃描床上,保持平靜呼吸,并且不進(jìn)行主動(dòng)思維活動(dòng)。為了降低噪音,用橡皮耳塞塞住被試外耳孔,并用泡沫頭墊將被試頭部固定。具體掃描序列和步驟:(1)掃描序列采用快速自旋回波(FSE),行軸位T1WI液體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)(T1 FLAIR)掃描,獲得結(jié)構(gòu)定位圖?偣矑呙28層,掃描范圍覆蓋全腦結(jié)構(gòu),掃描基線平行于AC-PC,即胼胝體前后聯(lián)合線;(2)BOLD掃描:掃描序列采用平面回波(EPI),定位像以T1WI FLAIR序列為準(zhǔn),掃描層數(shù)同結(jié)構(gòu)定位圖,總共圖像為8400幅;(3)三維結(jié)構(gòu)圖:掃描序列采用高分辨率三維成像序列,腦容積成像(Brain volumeimaging,BRAVO)進(jìn)行全腦結(jié)構(gòu)圖像采集,獲得136幅高分辨率的三維結(jié)構(gòu)MR圖。4. fMRI數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì):4.1數(shù)據(jù)預(yù)處理:將原始圖導(dǎo)入工作站,采用(SPM8, statistical parametric mapping)統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖軟件包(該軟件包在MATLAB2009b上運(yùn)行,http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/免費(fèi)獲取)和DPARSF軟件包(該軟件包基于SPM8和REST1.2軟件)。用MRIcro軟件(http://www.mricro.com)把所獲得的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成nifti格式。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)參數(shù)軟件SPM8對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行空間預(yù)處理。步驟如下:①剔除部分圖像,前10個(gè)時(shí)點(diǎn)的圖需剔除,因?yàn)榇艌?chǎng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間和被試者對(duì)環(huán)境的適應(yīng)可能影響結(jié)果;②時(shí)間校正:可減少每幅圖在獲取時(shí)間上的不同;③頭動(dòng)校正:頭動(dòng)三維平移lmm,三維旋轉(zhuǎn)1。的被試數(shù)據(jù)必須剔除,通過頭動(dòng)校正以減少頭動(dòng)噪聲對(duì)信號(hào)的影響:④空間標(biāo)準(zhǔn)化:利用MNI模板(由加拿大蒙特利爾神經(jīng)科學(xué)研究所提出)將所有被試者的功能圖像序列空間標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)激活的腦功能區(qū)進(jìn)行空間定位;⑤空間平滑:對(duì)所有標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高斯平滑,即與一個(gè)半高全寬值(FWHM, full width half maximum)為8毫米的各向同性的高斯核進(jìn)行卷積處理,提高圖像的信噪比;⑥低頻濾波:應(yīng)用0.01-0.08Hz頻段對(duì)所獲得的信號(hào)進(jìn)行低頻濾波,將高頻和更低頻信號(hào)的干擾予以去除。然后對(duì)所獲得的低頻波信號(hào)進(jìn)行ReHo分析。4.2 ReHo分析:ReHo分析采用REST軟件(Resting state FMRI data analysis toolkit,http: //sourceforge. Net/projects/resting-fMRI),該軟件由北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)完成。通過REST軟件計(jì)算出腦內(nèi)每個(gè)體素與其周圍相鄰體素在時(shí)間序列上的一致性,得出該體素的肯德爾和諧系數(shù)(Kendall's coefficient of concordance, KCC),即為該體素的ReHo值。每個(gè)體素均有一個(gè)ReHo值,構(gòu)成了被試者的ReHo腦。一個(gè)給定點(diǎn)的肯德爾和諧系數(shù)KCC的計(jì)算公式如下:其中W就是給定點(diǎn)的肯德爾和諧系數(shù)KCC,它的取值范圍在0-1之間;n是時(shí)間點(diǎn)數(shù),本研究中n=250;K是給定體素點(diǎn)與其鄰域體素點(diǎn)的總數(shù),本研究中K=27,即給定點(diǎn)本身及其26個(gè)鄰域點(diǎn),這27個(gè)體素點(diǎn)又稱為一個(gè)簇(cluster);Ri是第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)的27個(gè)體素點(diǎn)的體素值的等級(jí)總數(shù);R是Ri的平均值。4.3圖像查看:將上述后處理后得到的具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦區(qū)疊加到標(biāo)準(zhǔn)腦圖像中,獲得表達(dá)解剖信息和統(tǒng)計(jì)信息的疊加圖,并包含矢狀位、冠狀位、橫軸位或3D圖像等多種圖像模式的信息,運(yùn)用Slice Viewer及Xjview等看圖插件讀出各激活腦區(qū)在MNI模板上的坐標(biāo)、解剖位置及T值等信息。5.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:采用SPM8軟件,將針刺配伍組、足三里組、陽陵泉組與對(duì)照組標(biāo)準(zhǔn)化ReHo腦圖進(jìn)行兩樣本配對(duì)t檢驗(yàn),取兩組單樣本t檢驗(yàn)結(jié)果的并集作為mask,在此范圍內(nèi)對(duì)結(jié)果進(jìn)行FDR校正,p0.05,T=2.262,K405,去除小于10體素值無意義的區(qū)域,得出針刺配伍組、足三里組、陽陵泉組針刺前后的靜息狀態(tài)下大腦ReHo的統(tǒng)計(jì)差異。以及配伍組與足三里組、陽陵泉組之間的ReHo差異。結(jié)果:1.針刺足三里組與針刺前組(對(duì)照組)之間的ReHo差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義ReHo值增高的腦區(qū):右側(cè)前扣帶回,左側(cè)額中回;ReHo值減低的腦區(qū):左側(cè)小腦半球,右側(cè)后扣帶回,左側(cè)豆?fàn)詈?右側(cè)島葉皮層,左側(cè)胼胝體,左側(cè)楔前葉,右側(cè)額葉內(nèi)側(cè)回。2.針刺陽陵泉組與針刺前(對(duì)照組)之間的ReHo差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義ReHo值增高的腦區(qū):前扣帶回、左側(cè)顳上回、右側(cè)頂下小葉、右側(cè)額中回;ReHo值減低的腦區(qū):左側(cè)丘腦、右側(cè)島葉皮層、左側(cè)額下回、右側(cè)前扣帶回。3.配穴組和針刺前(對(duì)照組)之間的ReHo差異ReHo值增高的腦區(qū):左側(cè)內(nèi)囊,右側(cè)額葉白質(zhì),左側(cè)額葉白質(zhì)和右側(cè)扣帶回;ReHo值減低的腦區(qū):右側(cè)小腦后葉,左側(cè)中央前回、左側(cè)楔前葉和右側(cè)額下回。4.配穴組和ST36組之間的ReHo差異ReHo值增高的腦區(qū):左頂葉小葉(BA40)和右額葉皮質(zhì)(BA6);ReHo值減低的腦區(qū):左枕葉皮層(BA19)和左額下回(BA9)。5.配穴組和GB34組之間的ReHo差異ReHo值增高的腦區(qū):右側(cè)小腦后葉,前扣帶回(BA32),左側(cè)額中回(BA46),左側(cè)楔前葉(BA7)、右側(cè)額中回(BA9)和右側(cè)頂下小葉(BA40);ReHo值減低的腦區(qū):左側(cè)島葉皮質(zhì)(BA13)和左側(cè)腦白質(zhì)。結(jié)論:1.針刺足三里穴引起了大腦、小腦、胼胝體、邊緣系統(tǒng)等多個(gè)腦區(qū)的ReHo值發(fā)生改變,提示針刺足三里的腦效應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程,可能是多個(gè)腦區(qū)通過腦網(wǎng)絡(luò)綜合發(fā)揮作用。2.針刺陽陵泉后引起了包括認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、邊緣系統(tǒng)等多腦區(qū)的局部一致性(ReHo)改變,提示針刺陽陵泉的腦效應(yīng)區(qū)與其功效有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系,其中樞作用機(jī)制可能是各級(jí)腦功能網(wǎng)絡(luò)綜合作用。3.針刺足三里、陽陵泉配穴相對(duì)于針刺單穴可激活更廣泛的腦區(qū),此外針刺配穴可激活一些新的腦區(qū)及產(chǎn)生新的療效。
【關(guān)鍵詞】:針灸 足三里 陽陵泉 局部一致性(ReHo) 功能性磁共振成像
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R445.2;R246
【目錄】:
- 摘要3-9
- ABSTRACT9-19
- 前言19-25
- 參考文獻(xiàn)21-25
- 第一部分 針刺足三里的靜息態(tài)腦功能局部一致性研究25-33
- 1 材料與方法25-28
- 2 結(jié)果28-29
- 3 討論29-31
- 4 結(jié)論31
- 參考文獻(xiàn)31-33
- 綜述一33-40
- 參考文獻(xiàn)37-40
- 第二部分 針刺陽陵泉的靜息態(tài)腦功能局部一致性研究40-48
- 1 材料與方法41
- 2 結(jié)果41-42
- 3 討論42-44
- 4 結(jié)論44-45
- 參考文獻(xiàn)45-48
- 第三部分 基于ReHo分析針刺足三里、陽陵泉與兩穴配伍的靜息態(tài)FMRI研究48-61
- 1 材料與方法49-51
- 2 結(jié)果51-55
- 3 討論55-57
- 4 結(jié)論57
- 參考文獻(xiàn)57-61
- 綜述二61-72
- 參考文獻(xiàn)67-72
- 附表:Brodman分區(qū)系統(tǒng)72-77
- 中英文縮寫詞簡(jiǎn)表77-78
- 攻讀學(xué)位期間成果78-80
- 致謝80-81
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 黃泳;黃璐;賴新生;鄒燕齊;吳俊賢;;針刺陽陵泉和非穴的fMRI腦功能成像研究[J];浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期
,本文編號(hào):1031949
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