针刺胃经穴治疗功能性消化不良的18F-FDG PET/CT研究

方莉,马婷婷,曾芳,周思远,邓竹青,梁繁荣



针刺胃经穴治疗功能性消化不良的18F-FDG PET/CT研究

方莉1,马婷婷2,曾芳3,周思远3,邓竹青3,梁繁荣3

(1.浙江中医药大学附属第三医院,杭州 310005;2.成都中医药大学第一附属医院,成都 610075;3.成都中医药大学,成都 610075)

采用PET/CT脑功能成像技术观察针刺胃经特定穴与胃经非特定穴治疗对功能性消化不良患者脑葡萄糖代谢的影响,探讨两种不同取穴针刺治疗的中枢响应机制。将18例功能性消化不良患者随机分为胃经特定穴组和胃经非特定穴组,每组9例。两组均采用电针治疗,每日1次,5次为1个疗程,疗程间休息2 d,共治疗4个疗程。所有患者均在治疗前后接受PET/CT脑功能成像检查,所采集的图像运用SPM5软件包进行处理和分析。胃经特定穴组针刺治疗后异常增高的边缘系统-大脑多个脑区的葡萄糖代谢全面降低(＜0.01);胃经非特定穴组针刺治疗后只有部分异常增高脑区的葡萄糖代谢出现了降低(＜0.01)。胃经特定穴组针刺治疗后与病情相关的所有重点脑区的异常激活均有显著的抑制(＜0.05);胃经非特定穴组针刺后只有左侧前扣带回和双侧小脑的异常激活出现了显著的抑制(＜0.05)。与胃经非特定穴针刺相比,胃经特定穴针刺能唤起内脏感觉运动网络、情绪网络、认知网络三大脑功能网络协同和一致的响应,针对与病情密切相关的重点脑区具有更强的靶向性调节。

针刺疗法;胃经;消化不良;正电子发射断层成像

自上个世纪70年代以来,以针刺镇痛研究为首的大量针灸研究显示,中枢机制在针刺作用原理中占有极其重要的地位[1-4]。而近十年神经影像学技术的发展和运用,使针刺负荷的脑功能成像已成为现实。从而可以实现在人体客观、直观地观察中枢神经系统在针刺效应中的作用,完成对针刺效应中枢机制的动态解析。笔者利用PET/CT脑功能成像技术,观察针刺胃经特定穴与非特定穴治疗对功能性消化不良患者脑葡萄糖代谢的影响,初步探讨同一条经脉上特定穴与非特定穴针刺效应不同的中枢响应机制,现报告如下。

1 材料和方法

1.1 研究对象

所有纳入的受试者均需满足2006年罗马Ⅲ学术委员会制定的功能性消化不良(Functional Dyspepsia,FD)的亚组分类中餐后不适综合征(Postprandial Distress Syndrome,PDS)的诊断标准[5];右利手,年龄为20～30岁;大专以上学历。伴有严重的抑郁、焦虑症状者;或伴有严重痛经症状的女性患者;或伴有头痛、偏头痛及头部外伤史者;或有幽闭恐惧症者均需排除。

本研究协议通过成都中医药大学伦理委员会审批同意,所属课题在美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)临床试验注册平台上成功注册(注册号NCT00599677),所有受试者均签署知情同意书。

1.2 分组及治疗方法

将18例受试者随机分为胃经特定穴组和胃经非特定穴组,每组9例。其中胃经特定穴组中男2例,女7例;平均年龄(22±6)岁;平均身高(163.78±8.56)cm;平均体重(53.33±6.61)kg。胃经非特定穴组中男3例,女6例;平均年龄(22±2)岁;平均身高(164.78±7.29)cm;平均体重(56.00±8.17)kg。两组基线资料比较,差异均无统计学意义(＞0.05),具有可比性。

胃经特定穴组取冲阳、丰隆、足三里、梁丘穴;胃经非特定穴组取条口、犊鼻、阴市、伏兔穴。穴位定位均参照中华人民共和国国家标准《腧穴名称与定位》(GB/T12346-2006)[6]。针灸针选用苏州医疗用品厂有限公司生产的0.25 mm×25～50 mm一次性毫针,辅助针采用0.18 mm×13 mm毫针。电针仪采用LH200型韩氏穴位神经刺激仪(HANS)。每次只取肢体单侧穴位针刺,先左后右,左右交替选取。常规针刺得气后连接LH200型韩氏穴位神经刺激仪,电极一端接于上述穴位,一端接于各穴近心端旁开2 mm的辅助针刺点(浅刺5 mm,不行针,不必得气)。电针刺激选用疏密波,频率为2 Hz/100 Hz,电流强度在0.1～1.0 mA范围,以患者耐受为度,定时为30 min。以上治疗每日1次,5 d为1个疗程,疗程间休息2 d,共治疗4个疗程。由同一名资深针灸医师操作。

1.3 PET/CT检查方法

PET/CT设备型号为西门子Biograph Duo BGO;示踪剂采用氟18脱氧葡萄糖(Fluorine-18 Fluorodeoxyglucose,18F-FDG),由MINItrace回旋加速器生产,化学纯＞95%,放化纯＞95%,pH值为6.0,无色透明,无菌无热源。受试者至扫描当日早晨扫描前24 h内禁止饮用浓茶、咖啡及酒类,至少禁食6 h以上。试验过程中有显著的情绪波动者,或出现明显的头动而影响扫描者,或检查时处于月经期的女性均需剔除。针刺治疗前的基线数据采集患者提前1 h进入休息室佩戴眼罩和耳塞封闭视听,于躺椅上舒适休息20 min,由同一专门护士于其左手背静脉建立静脉通道;注射18F-FDG,注射剂量为0.11 mCi/kg;注射后,受试者在注射室躺椅上视听封闭继续休息40 min后进行PET/CT头部扫描。针刺治疗第20次的数据采集患者提前1 h进入休息室佩戴眼罩和耳塞封闭视听,于躺椅上舒适休息20 min,由同一专门护士于其左手背静脉建立静脉通道,同时由针灸医师在患者右侧穴位进行扎针,暂不接通电刺激;当护士将18F-FDG注射完成后,启动电针刺激;受试者继续在注射室躺椅上视听封闭休息40 min,受试者留针静息30 min时电针刺激自动停止,但为避免影响受试者,40 min静息结束后才出针;出针后进行PET/CT头部扫描。

受试者平卧于检查床,固定头部。应用3D模式采集,时间为8～10 min。采用滤波反投影重建方法,并进行衰减校正。横断层滤波汗水采用Hanning,截止频率为6.0,轴向滤波汗水用Ramp,截止频率为10.0,层厚3 mm。采用有序子集最大拟然法(Ordered Subset Expectation Maximization,OSEM)重建(6 iterative, 16 subset)图像,将采集数据处理成矢状、冠状、横断层全部图像。

1.4 统计2学方法

采用运行于数学平台MATLAB(Mathwork,USA)环境下的统计参数图软件(Statistical Parametric Mapping 5.0)SPM5软件包(软件包下载于http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)进行数据预处理分析。预处理的步骤包括,配准(Coregister)、空间标准化(Normalize)和平滑(Smooth,采用6 mm×6 mm×6 mm的高斯核进行)。治疗后脑葡萄糖代谢变化的统计分析采用SPM5软件,基于GLM进行分析,统计检验采用配对检验,值设置为0.05,连续20个激活像素定义为激活区,将受试者针刺前后的PET/CT图像进行对比,得到针刺后受试者的脑葡萄糖代谢变化情况,用Talairach坐标图和Mni-Space utility软件对所得代谢变化的脑区进行神经解剖定位。与病情相关重点脑区的变化分析采用SPSS13.0统计软件,用独立样本检验对两组受试者针刺前后与病情相关重点脑区的葡萄糖代谢情况进行分析,以＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

纳入的18例患者均完成PET/CT扫描,无剔除及中止试验者。经常规读片,所有数据均符合分析要求。

2.1 胃经特定穴、非特定穴针刺治疗后患者脑葡糖糖代谢降低区域

由表1～2、图1可见,取胃经特定穴针刺治疗后,患者脑葡萄糖代谢显著降低的区域包括双侧脑岛、扣带回、丘脑,双侧杏仁核、海马、海马旁回、尾状核、屏状核、豆状核,双侧额叶、颞叶、顶叶、枕叶、小脑(＜0.01)。取胃经非特定穴针刺治疗后,患者脑葡萄糖代谢显著降低的区域为左侧ACC,右侧PCC,双侧尾状核,左侧腹后外侧核、丘脑枕,双侧小脑,双侧中央前回,左侧MFG,双侧IPL,右侧角回,双侧STG(＜0.01)。图1中蓝色为针刺后代谢降低的区域,红色为针刺后代谢增高的区域。

表1 胃经特定穴针刺治疗后患者脑葡糖糖代谢降低的区域

续表1 胃经特定穴针刺治疗后患者脑葡糖糖代谢降低的区域

表2 胃经非特定穴针刺治疗后患者脑葡糖糖代谢降低的区域

2.2 胃经特定穴、非特定穴针刺治疗对病情相关重点脑区葡萄糖代谢的影响

由表3～4、图2可见,胃经特定穴针刺治疗对与病情相关重点脑区的影响是,极显著性地降低双侧ACC、双侧MCC、双侧丘脑、右侧脑岛和左侧小脑异常增高的葡萄糖代谢(＜0.01);显著降低左侧脑岛、右侧小脑异常增高的葡萄糖代谢(＜0.05)。胃经非特定穴针刺治疗对与病情相关重点脑区的影响是,只显著地降低了双侧小脑、左侧ACC异常增高的葡萄糖代谢(＜0.05);对双侧脑岛、MCC和右侧ACC的异常激活无显著的影响(＞0.05)。虽然,胃经非特定穴针刺降低了左侧丘脑腹后外侧核和丘脑枕部分区域异常增高的葡萄糖代谢,但整体上对双侧丘脑的影响无统计学差异(＞0.05)。图2中蓝色为针刺后代谢降低的区域。

图1 两组治疗后脑葡糖糖代谢降低和增高区域

图2 两组治疗后对病情相关重点脑区葡萄糖代谢的影响

表3 胃经特定穴针刺治疗对病情相关重点脑区葡萄糖代谢的影响

3 讨论

PET/CT(Positron Emission Tomography/ Computed Tomography)技术是将高性能的正电子发射计算机断层扫描(PET)扫描仪与高性能的CT扫描仪相结合,使功能成像和解剖成像的对应点达到空间位置和解剖结构上的完全一致。其具有生理性、功能分辨率高和信息整体性强的优点,也称为“生化显像”和“分子显像”[7]。而从目前的文献报道来看,18F-FDG(氟18脱氧葡萄糖)是PET示踪剂的首选[8-9],且大多数针刺领域的PET研究也都是采用18F-FDG作为示踪剂。

当前“脑干网状结构和边缘系统在针刺引起的神经冲动的信息整合中发挥重要作用”已得到了很多学者的共识[10]。如有研究发现,针刺足三里可以引起边缘-旁边缘结构广泛的抑制,并认为针刺对边缘系统及皮质下结构的调节可能是针刺效应的重要机制[11-12];有研究发现,针刺足三里可引起健康受试者边缘系统相关脑区,如下丘脑、尾状核等的激活,并认为下丘脑、尾状核属于植物神经中枢,其损伤可以引起胃肠溃疡的发生,进而推测针刺足三里对下丘脑、尾状核功能的调节是其治疗胃肠疾病的机制之一[13]。本研究中我们发现,胃经特定穴对FD患者的针刺效应也正是通过抑制边缘系统-大脑多个异常激活脑区的功能活动而实现。对这些脑区作进一步的分析我们会发现,针刺胃经特定穴治疗PDS型FD的中枢机制涉及了以下三大脑功能网络系统:一是内脏感觉运动网络,主要包括脑岛、扣带皮层、尾状核、杏仁核、海马旁回、海马、丘脑、小脑、第一躯体和第二躯体感觉皮层;二是情绪网络,主要包括ACC、PCC、脑岛、杏仁核和小脑,事实上几乎所有参与内脏信息处理的脑区也都参与了情绪的产生和调控过程[14];三是认知网络,主要包括海马、杏仁核、海马旁回、顶上小叶(BA7)、扣带皮层、楔前叶(BA7)和小脑。

本课题组前期研究发现边缘系统-大脑的异常激活是PDS型FD患者脑功能改变的主要特征[15]。这与其它研究FD患者脑功能改变的影像结果也相一致[16]。本研究发现,胃经特定穴针刺后脑葡萄糖代谢降低的区域基本涵盖了PDS型FD患者与正常人相比脑葡萄糖代谢异常增高的所有区域;而胃经非特定穴针刺后脑葡萄糖代谢降低的区域只涉及到PDS型FD患者与正常人相比脑葡萄糖代谢异常增高区域中的一小部分。且课题组前期研究发现,双侧脑岛、ACC、MCC、丘脑和小脑是与PDS型FD病情密切相关的重点脑区[15]。本研究发现,胃经特定穴针刺可以调节所有与病情密切相关的重点脑区的功能,而胃经非特定穴只影响了部分重点脑区的功能。综上可见,胃经特定穴针刺可以唤起PDS型FD患者边缘系统-大脑多个脑区协同、一致的响应,而胃经非特定穴针刺影响到的脑区比较局限,且分布零散,在唤醒广度和程度上都不如胃经特定穴。与胃经非特定穴针刺相比,胃经特定穴针刺治疗对PDS型FD患者病情相关重点脑区的调节具有更强的一致性和靶向性。这可能是相同经脉上特定穴较非特定穴具有效应优势潜在的中枢机制。在将来的研究中,可结合神经免疫学、神经生物学,同步采集生理数据,如胃肠电信号、胃肠神经递质,从脑-肠轴来探讨中枢响应与胃肠道响应的互动机制,丰富研究内容。

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18F-FDG PET/CT Study on the Treatment of Functional Dyspepsia with Acupuncture at Stomach Meridian Points

1,-2,3,-3,-3,-3.

1.,310005,; 2.,610075,; 3.,610075,

To explore the mechanism of central response to acupuncture with two different point selections by comparing the effects of acupuncture at specific versus non-specific stomach meridian points on cerebral glucose metabolism using PET/CT functional brain imaging in functional dyspepsia patients.Eighteen functional dyspepsia patients were randomly allocated to specific and non-specific stomach meridian points groups, 9 cases each. Both group received electroacupuncture once daily, five times as a course, for a total of four courses with an interval of two days between. All the patients underwent PET/CT functional brain imaging before and after treatment. The images were processed and analyzed using the SPM5 software package.After acupuncture treatment, the abnormally enhanced glucose metabolism in many areas of the limbic system and cerebral cortex decreased in all of the areas in the specific stomach meridian points group (＜0.01) and only in part of the areas in the non-specific stomach meridian points groups (＜0.01). After acupuncture treatment, the abnormal activation was significantly inhibited in all disease-related key brain regions (＜0.05) and only in the left anterior cingulate gyrus and bilateral cerebellar regions in the non-specific stomach meridian points groups (＜0.05).In comparison with acupuncture at non-specific stomach meridian points, acupuncture at specific stomach meridian points can evoke the synergistic and consistent responses of the three large brain functional networks: visceral sensory-motor network, emotion network and recognition network and make obvious regulation targeted at disease-related key brain regions.

Acupuncture therapy; Stomach Meridian; Dyspepsia; Positron emission tomography

1005-0957(2013)03-0157-05

R246.1

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.03.157

2012-10-17

国家重点基础研究发展计划(2006CB504501);浙江省“重中之重”学科建设经费资助[浙教高科(2008)255号]

方莉(1982 - ),女,住院医师

梁繁荣(1956 - ),男,教授,博士生导师,E-mail:LFR@cdutcm.