唐勁松，翁國盛，胡建平

（1.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院，福建福州350003；2.福建省體育科學(xué)研究所，福建福州350003；3.福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，福建福州350005）

·臨床研究·

基于ReHo方法的針刺合谷穴靜息態(tài)腦功能磁共振研究

唐勁松1，翁國盛2，胡建平3

（1.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院，福建福州350003；2.福建省體育科學(xué)研究所，福建福州350003；3.福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，福建福州350005）

目的采用局部一致性（regionalhomogeneity，ReHo）方法觀察針刺合谷穴的靜息態(tài)腦功能活動特性。方法選取12名健康志愿者，采集針刺合谷穴前及拔針后5min、25m in的靜息態(tài)腦功能磁共振數(shù)據(jù)，采用ReHo方法分析針刺合谷穴后的全腦活動情況。結(jié)果針刺后ReHo值升高腦區(qū)主要有雙前扣帶回和雙額內(nèi)側(cè)回，ReHo值下降腦區(qū)主要有雙丘腦、左蒼白球、右額下回等；隨著針刺后時(shí)間延長，雙前扣帶回、雙額上回ReHo值升高強(qiáng)度降低，ReHo值降低腦區(qū)明顯增多。結(jié)論合谷穴功效與邊緣系統(tǒng)存在密切聯(lián)系，并涉及多個(gè)腦區(qū)協(xié)同整合；針刺合谷穴能對相關(guān)腦區(qū)產(chǎn)生持續(xù)性影響。

合谷穴；靜息態(tài)；功能磁共振；R eho方法

功能磁共振成像（functionalmagnetic resonance imaging，fMRI）是目前最常用的一種非損傷性活體腦功能檢測技術(shù)，已廣泛應(yīng)用到認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科，在針灸領(lǐng)域的研究也備受關(guān)注。靜息態(tài)功能磁共振成像（resting-state fMRI）掃描時(shí)，參與者不需要執(zhí)行任何復(fù)雜的任務(wù)，只需保持全身放松、頭腦清醒的狀態(tài)，能夠在生理狀態(tài)下實(shí)時(shí)、無創(chuàng)地反映人腦的功能活動，成為針刺穴位在中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用機(jī)制研究的新手段。局部一致性（regional homogeneity，ReHo）分析法是通過計(jì)算某一體素與相鄰若干體素時(shí)間序列之間的Kandell相關(guān)系數(shù)（Kendall's coefficient of concordance，KCC），然后將相關(guān)系數(shù)向每一體素賦值，來表征某一腦區(qū)局部功能強(qiáng)度的靜息態(tài)功能磁共振數(shù)據(jù)分析方法［1］。本研究運(yùn)用Reho數(shù)據(jù)分析算法，對比針刺合谷穴前后的不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)相關(guān)腦區(qū)局部功能活動改變，探究針刺合谷穴對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響。

1資料與方法

1.1 一般資料健康志愿者12例，男5例，女7例；年齡21～68歲，平均（41±18.78）歲，均為右手利。所有志愿者無MRI檢查禁忌證，既往健康，無家族精神病史，實(shí)驗(yàn)前近期內(nèi)無疼痛、抑郁等身體和精神癥狀，無進(jìn)行過針灸理療，未服用過鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜類藥物，對本實(shí)驗(yàn)的方法簽署知情同意書。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備檢查前去除志愿者身上的金屬及磁性物品，更換檢查服，讓志愿者熟悉掃描環(huán)境；磁共振操作醫(yī)師給志愿者講解實(shí)驗(yàn)流程及磁共振掃描期間注意事項(xiàng)，并了解針刺合谷穴后何為“得氣”感。志愿者仰臥于檢查床上，閉目放松、平靜呼吸、不進(jìn)行主動思維，使用海綿泡沫頭墊固定頭部及耳塞降低噪音干擾。選擇右手合谷穴，手針針刺，針具采用一次性無菌針灸針（無錫佳健醫(yī)療器械有限公司）。所有針刺操作由同一位具有5 a以上臨床經(jīng)驗(yàn)的針灸醫(yī)師完成。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用非重復(fù)時(shí)間相關(guān)模式，即“針刺前靜息－針刺刺激－針刺后靜息”。由針灸醫(yī)師行針刺合谷穴操作，在志愿者得氣后留針5 min，留針期間毎間隔1 min給予運(yùn)針10～15 s，加強(qiáng)穴位刺激量。Resting-State fMRI共掃描3次，分別為針刺前、拔針后5min和25min。

1.2.3 resting-state fMRI數(shù)據(jù)采集使用GE Signa HDxt 1.5T超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)，線圈為正交頭頸線圈。靜息態(tài)功能磁共振成像掃描序列采用T2*-EPIGRE序列，采集參數(shù)：TR 3 000ms，TE 40ms，層厚5 mm，間隔1mm，矩陣64×64，翻轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 240× 240，掃描時(shí)間7 min 15 s。腦解剖圖采用Ax-3DT1FSPGR序列，采集參數(shù)：TR 9.2 ms，TE 3.0 ms，層厚1.2 mm，矩陣256×256，F(xiàn)OV 240×240，掃描時(shí)間3min 52 s，掃描范圍包括全腦。

1.2.4 圖像處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用北京師范大學(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)的DPARSF軟件包和英國K arl Friston開發(fā)的SPM8（statistical parametric mapping）軟件包在Matlab2013平臺上對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。去除功能像掃描前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行時(shí)間矯正和頭動校正，剔除各方向（x，y，z）最大頭動＞1.5 mm及轉(zhuǎn)動角度＞1.5°的數(shù)據(jù)；后將圖像空間歸一化到蒙特利爾神經(jīng)學(xué)研究所標(biāo)準(zhǔn)空間，重采樣大小設(shè)定為3mm×3 mm×3 mm；隨后進(jìn)行去線性漂移和濾波（0.01＜頻率＜0.08 H z）處理，去除低頻漂移和高頻的呼吸、心跳噪聲。使用REST軟件對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行ReHo分析，計(jì)算

出腦內(nèi)每個(gè)體素與其周圍相鄰的體素在時(shí)間序列上的一致性，得出該體素的KCC值；然后將每個(gè)體素的KCC值除以全腦所有體素KCC均值而得到平均的ReHo圖；最后對平均ReHo圖以4 mm×4 mm× 4mm全寬半高（FWHM）高斯參數(shù)進(jìn)行平滑，得到個(gè)體全腦Reho信號圖。采用配對t檢驗(yàn)對針刺前、拔針后5 min和25 min的ReHo信號圖進(jìn)行組間水平分析，最后對結(jié)果行Monte Carlo閾值校正，P≤0.001，計(jì)算出α≤0.01的最小數(shù)據(jù)簇大?。╟luster size＝10）。通過閾值校正后得到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腦激活區(qū)圖像疊加到標(biāo)準(zhǔn)腦圖像中，統(tǒng)計(jì)并記錄激活區(qū)的位置、Brodmann分區(qū)、信號類型和位置坐標(biāo)。

2結(jié)果

與針刺前比較，針刺5 min后ReHo值升高腦區(qū)有雙前扣帶回、雙額葉內(nèi)側(cè)回、左小腦；ReHo值降低腦區(qū)有左顳下回、右小腦，見表1、圖1。針刺25min后ReHo值升高腦區(qū)有雙額葉內(nèi)側(cè)回、雙前扣帶回，ReHo值降低腦區(qū)有雙丘腦區(qū)、左蒼白球、右額葉內(nèi)側(cè)回、右額下回，見表2、圖2。從不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的腦功能激活圖中可以看出：隨著時(shí)間的延長，雙額上回、雙前扣帶ReHo值的強(qiáng)度降低、體素減少，同時(shí)ReHo值降低腦區(qū)明顯增多。

表1 針刺合谷穴5 m in后ReHo值升高和降低腦區(qū)

表2 針刺合谷穴25 m in后ReHo值升高和降低腦區(qū)

3討論

合谷穴最早見于《靈樞·本輸》記載：“大腸上合手陽明……過于合谷，合谷在大指歧骨之間，為原”。元代杜思敬在其著作《針經(jīng)摘英集》（1315年）中曾清楚描述過引起循手陽明大腸經(jīng)感傳的針刺手法：“針手陽明經(jīng)合谷，在手大指歧骨間陷中。隨患人咳嗽一聲下針，刺五分，內(nèi)捻針，令病人吸氣三口；次外捻針，呼氣三口；次又內(nèi)捻針，吸氣五口，令人覺針下一道痛如線，上至頭為度，長呼一口氣出針”［2］。這是古人對合谷穴與頭面部上下之間聯(lián)絡(luò)反應(yīng)確切的記載。統(tǒng)計(jì)清代以前古籍文獻(xiàn)資料，合谷單穴主治涉及內(nèi)科、外科、婦科、兒科、眼科、口腔科、皮膚科、耳鼻喉科7種科別，在內(nèi)科病證中應(yīng)用最為廣泛，以肢體經(jīng)絡(luò)病證所占的比例最多，其次為肝膽病證、心系病證、脾胃系病證、氣血津液病證、肺系病證、腎系病證［3］。由于合谷穴在鎮(zhèn)痛、中風(fēng)后癱瘓肢體康復(fù)、調(diào)節(jié)

神經(jīng)等方面有著廣泛應(yīng)用，常用于基礎(chǔ)經(jīng)絡(luò)腧穴研究。

resting-state f MRI是研究針刺穴位在中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用機(jī)制的新手段，磁共振功能成像是利用腦神經(jīng)活動與血流動力學(xué)間存在密切關(guān)系，生理刺激下使腦區(qū)神經(jīng)元活動增強(qiáng)，該腦區(qū)血氧飽和度發(fā)生變化，在T2WI或T2*WI上相應(yīng)區(qū)信號強(qiáng)度增加，經(jīng)過適當(dāng)處理后可將這種代表神經(jīng)元興奮活動的信號提取出來，從而獲得激活腦區(qū)的功能成像圖［4］。靜息態(tài)是一種狀態(tài)，研究者可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)各種各樣的狀態(tài)，比如情緒激發(fā)狀態(tài)、成癮者的渴求狀態(tài)、針灸的“得氣”狀態(tài)等。局部一致性是由我國學(xué)者藏玉峰等［1］開發(fā)研究的一種新的圖像處理方法，主要用來評價(jià)功能磁共振信號在同一時(shí)間序列中強(qiáng)度改變的相似程度，間接反映局部腦區(qū)神經(jīng)元活動時(shí)間上的一致性。局部一致性增高表明局部腦區(qū)神經(jīng)元活動在時(shí)間上趨于同步，相反，則提示局部神經(jīng)元活動不同步［5］。故而，ReHo值變化提示局部神經(jīng)元同步性活動發(fā)生改變，ReHo值反映的是區(qū)域BOLD信號的時(shí)間同步性，而不是信號強(qiáng)度。通過ReHo值的高低反映腦區(qū)的活動性，在檢測局域腦功能方面具有很高的可靠性、靈敏性和實(shí)用性。

3.1 合谷穴功效與邊緣系統(tǒng)功能存在密切聯(lián)系本組數(shù)據(jù)顯示針刺合谷穴ReHo值升高腦區(qū)有雙額葉內(nèi)側(cè)回、雙前扣帶回；同時(shí)，針刺合谷穴5 min和25 min后ReHo值增高的腦區(qū)高度重疊，反映了上述腦區(qū)神經(jīng)元活動在時(shí)間上趨于同步。這些腦區(qū)是大腦邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，而邊緣系統(tǒng)的主要功能包括影響或產(chǎn)生情緒、調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的感覺信息、調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動、引起睡眠活動、參與學(xué)習(xí)和記憶活動。

另外，在針刺25 min后我們發(fā)現(xiàn)雙側(cè)丘腦及蒼白球ReHo值明顯減低，推測可能與針刺合谷穴具有多重功效，且穴位本身存在雙向調(diào)節(jié)有關(guān)。這些腦區(qū)是邊緣系統(tǒng)-皮層-紋狀體-蒼白球-丘腦神經(jīng)解剖環(huán)路中的重要結(jié)構(gòu)，這進(jìn)一步說明了針刺合谷穴后產(chǎn)生的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛機(jī)制同邊緣系統(tǒng)功能活動密切相關(guān)，邊緣系統(tǒng)內(nèi)功能活動同步性上隨著時(shí)間的改變而發(fā)生變化。

3.2 多腦區(qū)協(xié)同整合作用本組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)除前扣帶回外，其它腦區(qū)ReHo值也出現(xiàn)了不同程度增高或降低，反映神經(jīng)元同步性活動發(fā)生改變，尤其以前額葉（額上回、額中回內(nèi)側(cè)）、左顳下回、雙小腦半球、雙丘腦、左蒼白球。前額葉是一個(gè)重要的神經(jīng)組織區(qū)域，因?yàn)橛兄鴱V泛的神經(jīng)聯(lián)系和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，具有豐富的、復(fù)雜的雙向性聯(lián)系。邊緣葉與前額葉之間亦存在密切的協(xié)同作用，屬于邊緣葉的扣帶回（BA47）又參與前額葉執(zhí)行功能。由此可見：針刺合谷穴引起了的腦功能活動改變，不是通過單純的一兩個(gè)分工腦區(qū)來調(diào)節(jié)，而是通過多個(gè)腦區(qū)的網(wǎng)絡(luò)式調(diào)節(jié)而發(fā)揮作用。因此，針灸的中樞響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜過程，可能是腦網(wǎng)絡(luò)綜合作用的結(jié)果，包括對針刺信息的匯聚、整合、執(zhí)行、傳導(dǎo)等諸個(gè)環(huán)節(jié)［6］。

3.3 針刺合谷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)的持續(xù)性效應(yīng)以往研究中，針刺fMRI設(shè)計(jì)多采用Block設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)要求針刺任務(wù)是按照組塊形式來變化，即強(qiáng)調(diào)針刺效應(yīng)的瞬時(shí)回落性。但根據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)理論，針刺存在持續(xù)性效應(yīng)，即針刺過程以及針刺后都伴有不同程度得氣感，若僅強(qiáng)調(diào)針刺的瞬時(shí)效應(yīng)，會影響結(jié)論的可靠性。resting-state f MRI則可避免只注重針刺即時(shí)效應(yīng)的研究而忽略了針刺效應(yīng)的持續(xù)性。2009年，龍玉等［7］利用resting-state f MRI評估了針刺足三里穴的針刺后效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)針刺后效應(yīng)對靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)活動產(chǎn)生顯著影響，拔針后10min和25min低頻振蕩信號幅度增高的腦區(qū)最多。為了研究針刺的持續(xù)效應(yīng)，本研究我們特別設(shè)計(jì)了在拔針后5min和25 min進(jìn)行2組靜息態(tài)腦功能磁共振掃描來對比研究。從5min和25min前后不同的時(shí)間點(diǎn)ReHo值變化來看，針刺合谷穴對中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響均集中在前額葉和邊緣系統(tǒng)，ReHo值增高的腦區(qū)前后2組高度重合；作用的效果并沒有很快衰減，相關(guān)腦區(qū)功能活動并沒有因?yàn)榘吾樁謴?fù)針刺前狀態(tài)，從而體現(xiàn)了針刺合谷穴能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)腦區(qū)產(chǎn)生持續(xù)影響和調(diào)節(jié)。

綜上所述，磁共振功能成像具有無創(chuàng)性、空間分辨率高、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，將針刺作用機(jī)制及其治療效應(yīng)客觀化、可視化，因而在針刺機(jī)制的研究中具有獨(dú)特優(yōu)勢，已獲得國際同行的普遍認(rèn)可，并已成為國際針刺機(jī)制的基本研究模態(tài)［8］?？梢灶A(yù)見：隨著腦功能磁共振技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)分析方法的進(jìn)步，基于Re h o方法的靜息態(tài)腦功能磁共振研究將為祖國傳統(tǒng)針灸醫(yī)學(xué)針刺作用機(jī)制探索開辟新的途徑，具有良好的基礎(chǔ)科研和臨床應(yīng)用前景。

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R245-0

A

1000-338X（2016）04-0001-03

2015-11-24

福建中醫(yī)藥大學(xué)校管課題（XB2012014）

唐勁松（1973—），男，副主任醫(yī)師，主要從事醫(yī)學(xué)影像診斷及腦功能磁共振研究。

胡建華（1973—），男，副主任醫(yī)師。E-mail：464829492@qq. com