针刺外关穴和非穴fMRl脑功能成像的比较研究

曾统军 Zeng，Tongjun

赖新生2 Lai，Xinsheng

黄 泳1 Huang，Yong

唐纯志2 Tang，Chunzhi

杨君军2 Yang，Junjun

张贵锋1 Zhang，Guifeng

李赣龙1 Li，Ganlong

1.528300 广东佛山

佛山市第一人民医院中医科

2.510407 广东广州

广州中医药大学

功能性磁共振成像（fMRI）技术，主要是指运用血氧水平依赖法（blood oxyge-nation level dependent，BOLD）进行的功能性成像。fMRI应用于脑功能的成像研究主要是测量与脑激活相关的代谢产物浓度、血氧浓度和血液动力学变化引起的MR信号强度的改变［1］。BLOD-fMRI是通过外部刺激改变脑血氧浓度，根据氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的磁化率差异［2］，借助成像技术，客观地反应出外部刺激对脑区的影响。近年来，该技术已经成功地运用到了针刺研究的领域，在穴位特异性、穴位配伍、针刺手法的比较等方面展开了研究，把针刺特点的观察、研究和脑功能活动进行了有机的联系［3～5］。基于此，本课题运用功能性磁共振（fMRI）成像技术，开展了健康青年志愿者针刺外关穴和非穴，比较不同脑区激活效应的研究。

1 一般资料

1.1 研究对象

1.1.1 筛选标准 本研究的试验对象均需符合以下标准：①21～28岁在校学生（非医学专业），男女各半；②饮食规律，不嗜烟、酒、茶、咖啡等，睡眠正常，体型适中；③实验近期（3个月内）无各类疼痛（包括痛经）；④无先天性疾病、内分泌疾病、免疫疾病、精神或神经系统疾病、严重心、肝、肾疾病；⑤无血小板减少、血友病、凝血功能障碍；⑥近期（3个月内）未接受过针刺治疗；⑦体内无金属类物质（如心脏支架）；⑧右利手。

1.1.2 筛选过程 经上述条件初选后，于试验前3个月，进行针刺应答预试验，筛除针刺无反应者和过度反应者；排除未针刺，即有“得气”者，保证受试者接受没有心理暗示及针刺后均有针感，与未接受针刺时感觉明显不同。

1.1.3 一般资料 经筛选获得健康志愿者12名，其中，男性6名，女性6名；年龄21～27岁，平均22.83±2.32岁；体重44～70kg，平均55.33±8.44kg；身高155～183cm，平均165.42±9.61cm。试验前各志愿者均签署知情同意书，且被告知有权在实验的任何时刻退出，本试验方案已获得伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 分组 12名健康志愿者随机分为2组，每组6人（男、女各半）。A组为针刺外关穴组，B组为针刺非穴组。每个志愿者按分组的不同，分别接受针刺刺激。

1.2.2 针刺方法 整个实验的针刺应答检测由同一名资深针灸医师操作，以保证针刺手法相对一致。

1.2.2.1 外关穴针刺方法：取试验者右侧外关穴，穴位定位由项目首席参照《经穴部位》（GB12346-90）［6］统一规定，以碘酒、乙醇常规消毒，使用英国DONGBANG AcuPrime针灸器械有限公司的真针灸套针中的针管（严格按照说明书进行操作），和中研太和公司的银质针灸针0.3mm×40mm，并采用Block方法设计刺激程序：示指用均衡的力度轻敲针柄进针，移开套管后，将针再垂直刺入15±2mm，医生感觉手下“得气”后采用平补、平泻手法，均匀捻转，捻转幅度180°±，频率为60次／min，每捻转30秒后停止捻针30s，之后又重复捻针、不捻针程序，共刺激6min。

1.2.2.2 非穴针刺方法：取试验者右侧非穴，余同以上操作，但不要求一定得气。

1.2.3 fMRI检查 脑功能MRI使用GE公司3.0T超导MRI系统和标准头部线圈。各被检者常规封闭视听至检查结束（耳塞产自美国Aearo公司，批号R5A018；眼罩产自扬州市邗江鑫华旅游用品厂，批号XHYZ-001），在检查床上休息10min。①针刺前各组被检者使用T1加权三维梯度回波脉冲序列采集MR解剖图像，获得精确的三维解剖结构。②在针刺过程中（包括进针）进行BOLD技术的脑功能MRI成像，获得不同脑区的动态活动状况。其中，T1横断面扫描采用FSE序列完成，共扫描3min，OAXT1FLAIR，重复时间TR 2 300ms／回波时间TE21，TI920，层厚6.0mm／间隔1.0mm；共20层，视野FOV （24×18）cm2，矩阵320×256／2NEX，回波链长度9，带宽50；功能性成像采用血氧水平依赖（blood oxygenation level dependent，BOLD）方法，应用单次激发回波平面成像梯度回波序列（GRE EPI），采集与解剖图像完全相同层面的功能图像。GR／EPI／90，TR 3 000ms／20／FE，翻转角Flip angle 9°，视野FOV（24×24）cm2，层厚6.0mm／间隔1.0mm，矩阵96×96／1.00NEX，Phase Per location：130，2 600，共扫描6分30秒。

1.2.4 图像处理 数据后处理采用统计参数图（statistical parametric mapping，SPM2）软件包进行。图像数据处理过程分为空间处理和统计处理两部分。

1.2.4.1 空间处理：有4个步骤。①校准（relign），确定时间序列图像与其第一个图像配准时的参数，包括配准（coregister）和再切分（reslice），在头动校正时剔除头动平移幅和头动旋转的3个维度超过1个voxel的受试者。②归一化（normalisation），将fMRI图像数据规范到一个标准的三维空间；首先确定12个最佳参数仿射转换，然后进行变形的非线性估计。③平滑（smooth），用一个三维高斯核对图像进行三维卷积。④切割（segment），将图像分割为白质和灰质，用于图像之间的配准。

1.2.4.2 统计处理，选择fMRI模型，基于广义线性模型对图像进行逐像素分析，统计分析采用单样本t检验，计算出每个像素对应的t值，最后绘制成统计参数图，将有变化的脑区叠加到一个由各被试结构像制作而成的平均脑模板上表示出来，红色表示激活区域［7］。本项研究的统计检验显著性标准为P＜0.001，uncorrected，K＞30。

2 研究结果

针刺外关穴结果分析初步表明，Brodmann area（BA）13、22、37、40、44、45、47区，以及海马、杏仁核、黑质等区域有激活点，小脑左侧更明显，左侧颞叶皮层反应点多于右侧，且脑部左侧深层反应点多于右侧（表1、图1）。

针刺非穴结果分析初步表明，BA2、6、8、13、21、37、40、44、45、47区以及壳核等区域有激活点，分布在大脑右侧的反应点更多，双侧颞中回、顶叶下小叶、缘上回及豆状核有明显激活点，反应点主要集中在大脑皮层，深部激活点主要在壳核（表2、图2）。

针刺外关穴与针刺非穴对比结果分析初步表明，BA2区、左侧小脑等区域有激活点（表3、图3）。

表1 针刺外关穴激活的脑区

图1 针刺外关穴激活的脑区

表2 针刺非穴激活的脑区

图2 针刺非穴激活的脑区

表3 针刺外关穴与针刺非穴比较后激活的脑区

图3 针刺外关穴与针刺非穴脑区激活比较

4 讨论

外关穴，归属手少阳三焦经，八脉交会穴之一，通阳维脉，其定位在手臂腕横纹正中（阳池穴）上2寸，当桡、尺两骨之间，主治热病、头痛、颊痛、耳聋、耳鸣、目赤肿痛、胁痛、肩背痛、手臂屈伸不利、手指疼痛及手颤等［8］。非穴（是本课题组统一制定的一个穴位），不归属于任何经脉，位于手少阳三焦经与手太阳小肠经之间中点，平外关穴水平，不属于传统腧穴。

赖新生教授首次提出“经穴特异性-脑相关学说”，该假说认为：经穴以及经穴针刺后的“得气”效应在脑区有着特异的指向性激活。人体作为生物体，针刺经穴干预的反应和调节作用必须经过脑作为中枢的调整和整合，再作用于靶器官，从而呈现针刺效应，而且脑部能够对这一干预作用进行特异性的指向的识别，即不同的干预方式产生不同的效应，不同的刺激部位激发不同的脑区［9］。基于该假说，我们着手从fMRI脑功能成像角度比较、研究外关穴与非穴针刺效应，从而界定外关穴的特异性。

血氧水平依赖法（BOLD）功能性磁共振成像（fMRI）技术，由 Ogawa等人首先提出［10，11］。该方法通过含氧血红蛋白含量和去氧血红蛋白含量变化，检测脑特定功能区的活动情况，其时间分辨率和空间分辨率均相对较高，是迄今为止研究脑部活动的最佳工具之一。近年来，该技术已经成功地运用到了针刺研究的领域，把针刺特点的观察、研究和脑功能活动进行了有机的联系。如Yan等运用fMRI扫描后发现针刺真穴（合谷、太冲）以及假穴后，脑区的激活模式明显不同，从而得出穴位与非穴的针刺效应有着不同的脑区反应的结论［12］；方继良等分别针刺真穴（太冲、丘墟）和假穴在捻针和不捻针时观察fMRI成像，表明两真穴激活部位部分相同、部分不同，但假穴捻针时未见到有显著性意义的激活区［13］；张俊海等运用功能磁共振成像（fMRI）方法研究穴位和非穴位电针（EA）镇痛时脑功能区变化，了解穴位对电针镇痛的影响［14］。

本研究重点关注针刺外关穴和针刺非穴的不同。运用fMRI技术我们发现，针刺外关穴能较为特异地激活中央后回（BA2）和左侧小脑等区域。

中央后回（BA2），为皮质一般感觉区的一个部分，是浅、深感觉的中枢，接受身体对侧的痛、温、触及本体感觉冲动，并形成相应的感觉，而且是调控上肢感觉的部分脑区之一［15］。传统针灸认为，外关穴具有治疗上肢疼痛及头痛等作用，这一作用的特异性通过本试验得到了初步的证实：针刺外关穴对调控上肢运用的脑区有显著激活，而针刺非穴时不具有明显侧重点，左、右大脑分布较均匀。

小脑与运动、时间安排、执行、语言、智力等关系密切［15］。目前关于穴位针刺效应的研究，较少关注小脑部分。本研究表明，针刺外关穴与针刺非穴的显著不同之一，就是小脑的激活与否，针刺外关穴对于小脑有着显著的激活，反映了该穴位的治疗功效即调控运动、时空、语言、智力等活动。而针刺非穴时激活点主要集中在大脑皮层，部分激活点在豆状核，后者与维持肌张力和肌肉活动协调有关，因此在临床上可选择运用外关穴治疗癫等疾病［16］。

另外，研究还发现针刺外关穴和针刺非穴时，虽然fMRI显示有着上述的不同激活脑区，但也有很多相同的激活脑区。初步分析认为，该结果与实验所选择的外关和其附近的非穴有关。传统中医认为，穴位不是一个点而是一个区域，但是在该区域内以中心为理想进针点，不同激活区反应出每个穴位具有其相对特异性；而且，传统针灸学“皮部”理论认为，“皮部”是十二经经气弥散到皮毛，是十二经功能活动反应于体表的部位。那么，“皮部”覆盖的区域，也就有一定的经脉功能体现。实验中所用“非穴”，与针刺外关穴在脑区的激活部分相同，与手少阳三焦经“皮部”功能相关。

综上，针刺外关穴和非穴fMRI脑功能成像的研究，初步表明外关穴的针刺效应在脑部有着特定的激活指向，这是该穴位发挥主治功效的核心机制之一。

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