本文關(guān)鍵詞：針刺治療急性腰痛導致腦功能網(wǎng)絡改變的fMRI研究

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【摘要】：目的 腰痛是臨床最常見的疼痛之一,流行病學研究顯示全世界約80-85%的人在一生中都曾受過腰疼困擾。盡管腰痛很少是致命,但它常急性發(fā)作和加重導致患者活動受限,產(chǎn)生嚴重的社會和經(jīng)濟負擔。腰疼并不是一個獨立疾病,多個原因可引起腰疼癥狀,其中大多數(shù)是無明確病因的非特異性肌肉骨骼疾病,所以臨床上一般采取非手術(shù)方法治療腰疼。針灸是中國古老醫(yī)學獨具特色的鎮(zhèn)痛手段,因其簡單、經(jīng)濟、不良副作用少等優(yōu)點,日益引起國內(nèi)外醫(yī)學研究者的廣泛關(guān)注。1997年,美國國立衛(wèi)生研究院就針刺療法舉行聽證會并達成共識,支持針刺作為替代療法,用于腰背疼痛等疾病治療。 盡管傳統(tǒng)針灸對腰痛有顯著的臨床療效,但由于缺少無創(chuàng)、有效研究手段,加之腰疼常急性發(fā)作的特點,針刺治療急性腰痛的機制研究一直受限。近年來,無創(chuàng)傷、高時空分辨率的腦功能成像技術(shù)包括腦功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)和正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission computerized tomography, PET)的應用,為針刺鎮(zhèn)痛腦反應機制的研究提供了新的契機。 有fMRI研究發(fā)現(xiàn),實驗性熱痛可以負激活默認網(wǎng)絡,同時正激活眾多腦區(qū),包括初級感覺皮層、第二感覺皮質(zhì)、丘腦、島葉、后頂葉皮質(zhì)、紋狀體、小腦皮質(zhì)、輔助運動回、前扣帶回、前額葉皮質(zhì)、中腦導水管周圍灰質(zhì)等。目前,對于針刺鎮(zhèn)痛腦機制的基礎研究,主要存在兩類觀點。第一類研究發(fā)現(xiàn)針刺正激活認知和情感區(qū)域(背外側(cè)和背內(nèi)側(cè)前額葉),負激活默認網(wǎng)絡和感覺運動系統(tǒng)腦區(qū)(初級感覺皮質(zhì)、第二感覺皮質(zhì)、島葉)；該類研究認為針灸以針感為基礎正激活認識相關(guān)的大腦皮層,故針灸屬于感覺引導意識體療法。第二類研究發(fā)現(xiàn)針刺盡管正激活感覺運動系統(tǒng)和認知系統(tǒng)腦區(qū),但更多地顯著負激活邊緣腦區(qū)和默認網(wǎng)絡腦區(qū)；該類研究認為針灸鎮(zhèn)痛不局限于感覺運動系統(tǒng)和認知網(wǎng)絡的調(diào)節(jié),邊緣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)更為重要。但目前的絕大多數(shù)fMRI研究停留在基礎研究上,本文通過結(jié)合急性腰疼模型,進一步直觀探討針灸治療臨床急性腰疼的腦功能機制。 方法 受試者和疼痛模型：選擇健康右利手大學生15名,簽訂知情同意書。掃描前20min,在各受試者腰部肌肉注射高滲鹽水制作實驗性急性腰痛模型：將一個載有1ml5%氯化鈉溶液的MRI自帶注射器(Spectris Solaris EP, Medrad, Inc., Warrendale, PA, USA),通過長管連接到醫(yī)用無菌留置針,再將留置針垂直刺入第四腰椎棘突水平右側(cè)2cm處肌肉約2cm深并固定。另外,本研究的預實驗觀察發(fā)現(xiàn)往腰部肌肉注射團注0.1m15%高滲氯化鈉溶液后,然后持續(xù)靜滴(0.15mL/min),可產(chǎn)生持續(xù)4-5min的中重度疼痛。 試驗流程：掃描開始前,告知受試者將接受兩次不同方式的針刺,須注意每次針刺時得氣感；受試者右下肢呈外展外旋位仰臥在掃描床上,受試者保持清醒、閉眼,并戴磁共振室專用耳罩減少噪音干擾。具體程序：(1)對各受試者予腦解剖像(MRI)掃描；(2)完成掃描后30s內(nèi),通過上述急性腰疼模型,快速經(jīng)留置針往腰部肌肉內(nèi)推注0.1m15%高滲氯化鈉溶液,然后持續(xù)靜滴(0.15mL/min),使其產(chǎn)生持續(xù)中度腰痛；(3)對各受試者予腦功能像(fMRI)掃描,功能像采集期間在各右下肢委中穴,按隨機先后順序,采用Block模式給予真、假針刺。 針刺方法：本試驗選用特制銀針(直徑0.3mm,長度40mmm,北京中研太和有限公司),以避免與磁共振機器強度的磁場產(chǎn)生相互干擾。由一名資深針灸醫(yī)師,對各受試者予隨機先后順序的真、假針刺右下肢委中穴,真、假刺激間隔時間為20min。真針刺取受試者右下肢胭窩橫紋中點處委中穴,以碘酒常規(guī)消毒,消毒直徑約2cm。把無菌特制銀針置于套管中,以食指用均衡的力度輕敲針柄垂直進針委中穴1.5-2.0cmm,移開套管,針灸醫(yī)師感覺得氣后,采用平泄平補手法,均勻捻轉(zhuǎn),捻轉(zhuǎn)幅度±1800,頻率為60次/min,采用Block方法每捻轉(zhuǎn)30s(ON)后停止捻針30s(OFF),之后重復捻針、不捻針程序2次,共3min。假針刺取受試者右下肢胭窩橫紋中點處委中穴,以碘酒常規(guī)消毒,消毒直徑約2cm。假針刺采用單絲纖維(von Frey monofilament)置于套管中,以食指用均衡的力度輕敲單絲纖維柄部,使單絲纖維擠壓委中穴表面皮膚,刺激手法、幅度、頻率、模式與真針刺相同。 主觀感受測定和統(tǒng)計分析：針刺前后腰疼評分采用VAS評分表(0分為無疼痛,1-3為輕度疼痛,4-6為中度疼痛,7-9為重度疼痛,10為不能忍受的疼痛)。真、假針刺的得氣感評分采用傳統(tǒng)方法,即酸、麻、沉、脹四項,也采用十分制。數(shù)據(jù)分析在SPSS13.0軟件上完成,采用非參數(shù)配對t檢驗(Wilcoxon signed-rank test)比較真、假刺激引起的各得氣感和腰部疼痛,設定P=0.05為統(tǒng)計學檢驗水準。 圖像采集：圖像采集使用飛利浦公司產(chǎn)3.0T Achieva超導磁共振成像儀和8通道頭部線圈(Royal Philips Electronics, Eindhoven, The Netherlands),其中所有采集圖像均為軸面,且平行于前、后連合連線(AC-PC線)。圖像解剖像(即MRI掃描)采用快速自旋回波T1加權(quán)像序列,TR/TE=500/14ms,射頻角=90°,分辨率=0.859mm×0.859mm,層厚=lmm。功能像(即fMRI掃描)采用單次激發(fā)梯度回波T2*加權(quán)像序列,TR/TE=2000/40ms,射頻角=90°,分辨率=3.4mm×3.4mm,90個時間點共180s 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析：在Matlab7.10(Mathworks Inc. Sherborn, MA, USA)平臺上應用統(tǒng)計參數(shù)圖(Statistical Parametric Mapping, spm8, http://www.fil. ion.ucl. ac.uk/spm)進行預處理和統(tǒng)計分析。預處理包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、頭動校正(平動1.5mm,轉(zhuǎn)動1.5°)、解剖像和功能像對齊標準化到Montreal Neurological Institute standard brain (MNI)空間、高斯平滑(平滑核為8mm)和構(gòu)建廣義線性模型。統(tǒng)計分析采用單樣本t檢驗比較受試者真或假針刺(ON)相對于靜息狀態(tài)(OFF)信號強度,采用配對t檢驗比較ACUP和SHAM信號差異,設定P=0.005作為統(tǒng)計學檢驗水準,且連續(xù)像素大于31個為閾值進行對照,所得信號升高區(qū)為腦功能正激活區(qū),降低區(qū)則為負激活區(qū)。 結(jié)果 得氣和腰疼得氣分數(shù)結(jié)果顯示真、假針刺組在酸、脹感及刺激后疼痛評分差異有統(tǒng)計學意義(P=0.029、0.001、0.043),而在麻、沉感、刺激前疼痛兩組對比無統(tǒng)計學差異(P0.05)。 與假針刺相比,真針刺干預后產(chǎn)生廣泛的顯著負激活腦區(qū),包括參與感覺運動調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)(左側(cè)前運動區(qū)、雙側(cè)額葉眼動區(qū))、注意調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)(右側(cè)背外側(cè)前額葉、雙側(cè)中扣帶回后部)、邊緣系統(tǒng)腦區(qū)(左側(cè)中腦導水管周圍灰質(zhì)、雙側(cè)前扣帶回、背內(nèi)側(cè)前額葉、中扣帶回、楔前葉、扣帶回后部及壓部、海馬回、海馬旁回、丘腦、中腦乳頭體、紅核、黑質(zhì))、默認網(wǎng)絡腦區(qū)(右側(cè)緣上回和角回、雙側(cè)背內(nèi)側(cè)前額葉、中扣帶回、楔前葉、扣帶回后部及壓部、海馬回、海馬旁回)、雙側(cè)丘腦、小腦前葉、外側(cè)視皮質(zhì)等。但與假針刺相比,真針刺干預只產(chǎn)生較少顯著正激活腦區(qū),即右側(cè)島葉和右側(cè)初級運動皮層。 相對于靜息狀態(tài)(OFF),真針刺干預(ON)產(chǎn)生的顯著負激活腦區(qū)包括感覺運動調(diào)節(jié)相關(guān)皮層(左側(cè)初級運動皮層、第二感覺皮層、額葉動眼區(qū))、邊緣系統(tǒng)腦區(qū)(左側(cè)島葉、中腦乳頭體、右側(cè)海馬回、雙側(cè)背內(nèi)側(cè)前額葉、前扣帶回、中腦導水管周圍灰質(zhì)、海馬旁回)、默認網(wǎng)絡腦區(qū)(右側(cè)緣上回、角回、外側(cè)顳葉皮質(zhì))、雙側(cè)丘腦等。真針刺狀態(tài)相對于靜息狀態(tài),產(chǎn)生的顯著正激活腦區(qū)包括感覺運動調(diào)節(jié)相關(guān)皮層(右側(cè)初級運動皮層和初級感覺皮層、雙側(cè)前運動區(qū))、注意調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)(右側(cè)島葉和額葉蓋板區(qū)域、雙側(cè)背外側(cè)前額葉和中扣帶回后部)、邊緣系統(tǒng)腦區(qū)(右側(cè)島葉、雙側(cè)額極、中扣帶回后部)默認網(wǎng)絡腦區(qū)(右側(cè)緣上回)。正激活腦區(qū)體素(818)明顯多于負激活腦區(qū)(366),主要集中在右側(cè)島葉,而負激活腦區(qū)分布均勻。 相對于靜息狀態(tài),假針刺干預只產(chǎn)生一個較小的顯著負激活腦區(qū),即左側(cè)島葉/額葉蓋板/初級運動皮質(zhì)。但相對于靜息狀態(tài),假針刺干預產(chǎn)生廣泛、對稱分布的正激活腦區(qū),包括感覺運動調(diào)節(jié)相關(guān)皮層(右側(cè)額葉眼動區(qū)、雙側(cè)前運動區(qū))、注意調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)(雙側(cè)背外側(cè)前額葉和中扣帶回后部)、邊緣系統(tǒng)腦區(qū)(右側(cè)額極、雙側(cè)額眶部皮層、中扣帶回、楔前葉、扣帶回后部及壓部、海馬回、海馬旁回、外側(cè)顳葉皮質(zhì)、顳極、杏仁核、乳頭體、中腦導水管周圍灰質(zhì)、紅核、黑質(zhì))、默認網(wǎng)絡腦區(qū)(雙側(cè)緣上回、角回、中扣帶回、楔前葉、扣帶回后部及壓部、海馬回、海馬旁回、外側(cè)顳葉皮質(zhì)、顳極)、雙側(cè)丘腦、小腦前葉、外側(cè)視皮質(zhì)等。 討論 本研究聯(lián)合功能性磁共振成像和急性腰疼模型,探討針刺如何調(diào)節(jié)急性腰疼,即探討針刺鎮(zhèn)痛的腦機制。主觀感受評分結(jié)果顯示同等急性腰疼條件下,真針刺較假針刺引起更強的針感和更顯著的疼痛緩解。真、假針刺干預急性腰疼后,產(chǎn)生的腦功能的激活數(shù)量、強度、性質(zhì)、分布在統(tǒng)計學上有顯著差異。我們研究跟以往兩類研究都有相似處,針刺既負激活邊緣系統(tǒng)和默認網(wǎng)絡,又正激活運動感覺系統(tǒng)和認知網(wǎng)絡。因此,我們認為多個腦功能網(wǎng)絡參與針刺鎮(zhèn)痛,針灸不只是像國外認為安慰療法或簡單的軀體感覺引導意識體療法。我們研究為針灸鎮(zhèn)痛腦機制提供了更直觀的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：針刺 功能性磁共振成像 腰痛
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R246.9
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-17
• 第一章 前言17-27
• 1.1 引言17
• 1.2 針灸、疼痛的腦機制fMRI研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 針刺fMRI研究中常見影響因素18-23
• 1.4 fMRI研究簡介23-26
• 1.5 小結(jié)26-27
• 第二章 疼痛外周和中樞調(diào)節(jié)機制27-37
• 2.1 痛覺調(diào)制的外周機制27-28
• 2.2 痛覺調(diào)制的皮質(zhì)下中樞機制28-30
• 2.3 皮質(zhì)水平30-36
• 2.4 小結(jié)36-37
• 第三章 研究方法37-42
• 3.1 研究對象及納入標準37-38
• 3.2 急性腰疼模型準備38
• 3.3 試驗流程38-40
• 3.4 針刺方法40
• 3.5 主觀感受測定、數(shù)據(jù)采集和處理40-42
• 第四章 研究結(jié)果42-47
• 4.1 主觀感受評分42
• 4.2 fMRI結(jié)果42-47
• 第五章 討論47-54
• 5.1 從整體腦功能網(wǎng)絡分析47-50
• 5.2 從疼痛矩陣角度分析50-52
• 5.3 局限性52-54
• 第六章 全文總結(jié)54-55
• 參考文獻55-63
• 附圖63-65
• 碩士期間發(fā)表的研究成果65-66
• 致謝66-67

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