針刺腦功能磁共振成像及可重復(fù)性研究.pdf

1、目的： 關(guān)于針刺腦功能磁共振成像研究很多，但是各研究結(jié)果之間差異很大，因此進(jìn)行可重復(fù)性研究成為評價針刺功能成像的重要環(huán)節(jié)，但是在國內(nèi)尚未見到此類報道。作為針灸發(fā)源地的我國，更有進(jìn)行此類研究的必要性。針對各研究之間差別很大這一缺陷，本研究利用功能磁共振成像(fimctional Magnetic ResonanceImaging，fMRI)平面回波序列(echo planar imaging，EPI)血氧水平依賴(bloodoxy

2、genation level dependent，BOLD)技術(shù)分別針刺位于足陽明胃經(jīng)(stomachmeridian，ST)上的足三里穴(ST36)和足少陰腎經(jīng)(kidney meridian，KI)上的太溪穴(K13)及非穴位點(diǎn)進(jìn)行多次腦功能磁共振成像實驗，探討針刺特定穴位及非穴位點(diǎn)后引起的腦功能變化及其各功能區(qū)在腦內(nèi)定位的異同和分布規(guī)律；并以右手對指運(yùn)動作為對照組，探討應(yīng)用fMRI來觀測針刺引起的腦功能活動區(qū)域信號變化的可重復(fù)性。

3、 方法： 為了避免各種可能的干擾因素對每次實驗結(jié)果造成影響，本研究中，每次實驗采用完全相同的實驗條件。每次實驗均由同一針刺者，針刺相同的穴位，針刺過程中受試者針刺順序，時間等因素都保持一致。其具體方法如下： 選擇無任何中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀及體征的健康在校大學(xué)生、碩士研究生志愿者12名，其中男性7人，女性5人，年齡20～30歲，平均年齡23歲。所有志愿者均為右利手，無任何不良嗜好及藥物濫用史。實驗前1周內(nèi)無任何服藥史及

4、針灸史，女性志愿者避免月經(jīng)期實驗。對所有志愿者行5次完全相同的磁共振掃描過程，每一掃描過程中包括如下4次功能成像掃描：應(yīng)用電針分別針刺足三里穴(ST36)、太溪穴(K13)及非穴位點(diǎn)，右手對指運(yùn)動(頻率2HZ)作為針刺功能磁共振成像掃描的對照組。對于每一受試者，針刺足三里(ST36)、太溪(KI3)、非穴位點(diǎn)三點(diǎn)的順序是隨機(jī)的，但是在其余的4次實驗過程中，順序保持一致，且每次實驗每一受試者掃描時刻保持一致。半數(shù)受試者對指運(yùn)動在其它3個任

5、務(wù)之前，半數(shù)在其它3個任務(wù)之后。每一志愿者的實驗順序采用隨機(jī)抽簽的方式?jīng)Q定，同一志愿者的相鄰兩次實驗之間至少間隔兩周。 磁共振成像設(shè)備使用德國Siemens公司產(chǎn)1．5 T(Magnetom Sonata，SiemensMedical Solution,Germany)超導(dǎo)磁共振掃描儀，四通道相控陣頭線圈，梯度場強(qiáng)度40 mT／m／s。每次實驗過程中，首先進(jìn)行解剖像及場圖掃描。常規(guī)解剖像采用自旋回波(spin echo，SE)序

6、列獲得軸位T1WI(T1 weighted image)圖像，掃描線平行于前連合與后連合之間的連線(AC-PC線)，掃描范圍自額頂部頭皮組織至顱底，覆蓋整個大腦及小腦實質(zhì)，共獲得35層圖像。成像參數(shù)TR=500 ms，TE=11 ms，層厚4 mm，層間隔0．4 mm，視野(FOV)200 mm，激勵次數(shù)2，反轉(zhuǎn)角度70°，矩陣192×75，帶寬130 Hz／Px，成像時間4分54秒。采用與T1WI完全相同的掃描方位、層厚、層間距、層數(shù)

7、、視野進(jìn)行場圖(field mapping)掃描和腦功能磁共振成像。功能像掃描采用BOLD法，成像參數(shù)為TR=3000 ms，TE=50 ms，激勵次數(shù)1，反轉(zhuǎn)角度90°，矩陣64×100，帶寬2604 Hz／Px，成像時間12分21秒，共采集245次。針刺刺激實驗采用ON／OFF模式進(jìn)行組塊設(shè)計，采用"OFF-ON-OFF"即"靜息-刺激-靜息"模式。功能成像BOLD序列245次采集過程中，第1～85次為靜息狀態(tài)，第86次采集開始時扎

8、針并同時通電刺激，第165次采集結(jié)束時拔針，隨后的第166～245次采集為靜息狀態(tài)。對指運(yùn)動實驗組塊設(shè)計采用與針刺刺激相同的組塊設(shè)計，受試者根據(jù)提示，用拇指彈示指與中指做對指運(yùn)動，頻率為2HZ。 電針儀使用上海醫(yī)療器械高技術(shù)公司生產(chǎn)的G6805-2多功能治療儀，采用連續(xù)波，頻率2 Hz，電壓6伏，電流可調(diào)范圍為0．8毫安～4．0毫安。針刺針使用蘇州醫(yī)療用品有限公司生產(chǎn)的“華佗牌”針灸針，規(guī)格為φ 0．35 mm×40 mm。

9、 實驗前分別測量每位受試者的血壓、呼吸頻率及脈搏。所有受試者選擇統(tǒng)一的視聽屏蔽環(huán)境。用棉球塞緊外耳道并佩戴耳機(jī)、眼罩，磁體室內(nèi)僅保留微弱燈光，供針灸者照明用。實驗前保證每位志愿者至少靜息30分鐘。 采用運(yùn)行于Matlab平臺的SPM99(SPM99，The Welcome Department ofCognitive Neurology,University College London，UK)分析軟件將實驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

10、。為減少實驗開始時掃描序列轉(zhuǎn)換、噪音變頻及受試者心理因素對實驗結(jié)果的影響，數(shù)據(jù)處理時將針刺丌始時的前5次采集得到的數(shù)據(jù)去除，共用240幅圖像參加分析。圖像經(jīng)過對齊后，標(biāo)準(zhǔn)化到MNI(Montreal Neurologie Institute，加拿大蒙特利爾神經(jīng)研究所)空間，采用8×8×8 mm半高寬高斯核平滑。平滑后的數(shù)據(jù)按照廣義線性模型進(jìn)行估計，刺激期間數(shù)據(jù)減去第1個靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)出現(xiàn)陽性腦功能信號者為腦區(qū)信號升高或激活；反之，第1個靜

11、息狀態(tài)數(shù)據(jù)減去刺激期間數(shù)據(jù)出現(xiàn)陽性腦功能信號者為腦區(qū)信號減低或抑制。結(jié)果疊加到標(biāo)準(zhǔn)腦上顯示。數(shù)據(jù)分析采用個體分析和固定效應(yīng)模式及隨機(jī)效應(yīng)模式組分析進(jìn)行處理，為直接比較穴位針刺點(diǎn)及非穴位針刺點(diǎn)激活模式的不同，采用單因素方差分析(ANOVA，within—subjects)來比較不同刺激狀態(tài)(針刺足三里、太溪及非穴位對照點(diǎn))的激活模式。腦功能區(qū)域的解剖位置、Broadmann區(qū)(BA)定位、中心坐標(biāo)由平均腦功能圖得出。 為探討針刺腦

12、功能成像的可重復(fù)性，觀察每一受試者在每一功能掃描過程中腦功能激活圖，并觀察每次實驗的組分析腦功能激活圖。為定量比較針刺與對指運(yùn)動腦功能磁共振成像的可重復(fù)性，選取相應(yīng)的感興趣區(qū)(Region Of Interest，ROI)，把所有志愿者在所有實驗過程感興趣區(qū)β值提取出來，進(jìn)行組內(nèi)相關(guān)分析，并計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficient，ICC)，來比較針刺組與對指運(yùn)動組的可重復(fù)性。 結(jié)

13、論： 1．針刺足三里穴(ST36)、太溪穴(K13)，志愿者得氣感覺及針刺過程中腦功能區(qū)活動平均信號變化有著相似的模式；針刺非穴位點(diǎn)，引起的腦功能區(qū)激活模式與針刺上述兩穴位點(diǎn)明顯不同。 2．針刺腦磁共振功能成像的可重復(fù)性明顯低于對指運(yùn)動對照組。這反應(yīng)了相對于對指運(yùn)動，針刺引起的腦功能信號變化信噪比較低，閾值之上的小幅度激活測量的可靠性較差。 3．多次針刺腦磁共振功能成像，盡管所有志愿者在每次實驗中激活模式存在較大