耳甲电针治疗轻度认知障碍脑机制静息态fMRI 研究的试验方案

郭春蕾，马 跃，何家恺，孙继飞，王 智，王 磊，张金铃，方继良

（1.中国中医科学院广安门医院，北京 100053；2.中国中医科学院针灸研究所，北京 100700）

轻度认知障碍（mild cognitive impairment，MCI）是一种介于正常衰老与痴呆之间的状态。2021 年，WHO 发布的《公共卫生领域应对痴呆症全球状态报告》显示，2019 年全球约5 500 万痴呆患者，预计到2050 年，将达1.39 亿，其中主要为阿尔茨海默病患者［1］。MCI 是阿尔茨海默病的临床前或前驱阶段［2］，治疗MCI 对延缓其向阿尔茨海默病进展非常必要，特别是对中、低收入国家获益更大［3］。但目前尚无明确证据支持MCI 的药物治疗，胆碱酯酶抑制剂、维生素E等药物不推荐用于治疗MCI［4］。越来越多证据表明，非药物治疗方法可能对改善认知功能有作用［5-7］。但目前耳甲电针［经皮耳迷走神经刺激术（transcutaneous auricular vagus nerve stimulation，taVNS）］用于认知调节的研究较少且治疗机制不明。因此，本研究旨在设计一个试验方案，探究taVNS 治疗MCI 的机制。

1 试验设计

1.1 病例收集 从首都医科大学宣武医院神经内科，中国中医科学院广安门医院老年门诊、针灸科门诊，以及北京慈爱嘉养老服务有限公司负责管理的50 家社区居家养老服务中心招募40 例MCI 患者。基线评估后，独立统计学家使用SAS 9.4 产生随机数，将患者随机分配为2 组，即taVNS 组和假taVNS组各20 例。治疗将根据招募顺序使用密封信封分配。同时招募20 例性别、年龄、受教育程度与MCI患者相匹配的健康志愿者为对照组。本研究为taVNS 治疗MCI 机制的探索性研究，根据脑功能成像既往研究经验［8］和《针灸影像学》［9］的建议，临床样本量每组20 例可达到统计学分析的要求。因此，本研究3 组均排除头动过大、本人自愿退出等不可预知因素导致剔除者，观察24 周。

1.2 MCI 诊断标准 根据Jak/Bondi（2014）标准［10］，满足以下条件之一即可诊断MCI：①至少同一个认知域（记忆、语言、执行功能）中的2 个神经心理检查测试损害程度均大于1.0 SD（经年龄校正的常模）；②每一个认知域（记忆、语言、执行功能）中有1 个神经心理检查测试损害程度均大于1.0 SD（经年龄校正的常模）；③功能活动问卷评分为9 分，即至少独立完成3 项及以上的日常活动能力受损。

1.3 患者纳入与排除标准 纳入标准：①符合MCI 诊断标准；②年龄65～85 岁；③汉族，右利手；④同意签署知情同意书。排除标准：①各种痴呆（阿尔茨海默病、路易体痴呆、额颞叶痴呆等）；②神经系统疾病，如脑血管病、脑炎、脑肿瘤、脑外伤、癫痫、帕金森病等其他导致认知功能下降的神经系统疾病；③代谢性疾病，如贫血、甲状腺功能异常、叶酸及维生素B12缺乏等导致认知功能下降的代谢性疾病；④严重的精神疾病，如重度抑郁等；⑤一氧化碳中毒病史；⑥全身麻醉病史；⑦患有急性或严重威胁生命的疾病；⑧严重的视力、听力或语言问题无法完成神经心理评估；⑨服用精神类药物或药物滥用；⑩有MRI检查禁忌证（安装心脏起搏器、金属关节、幽闭恐惧症等）。

1.4 对照组纳入与排除标准 纳入标准：①年龄65～85 岁，汉族，右利手，无认知缺陷，符合正常老龄化的标准；②身体健康，无任何明显的神经、精神或医学疾病，特别是脑血管性中风、血管性痴呆、抑郁症或亚临床甲状腺功能减退症；③无药物滥用；④同意签署知情同意书。排除标准：①神经、精神或其他医学疾病及其家族史；②有MRI 检查禁忌证；③过敏体质。

1.5 干预措施 taVNS 组与假taVNS 组均行耳迷走神经刺激术，采用电子针疗仪（华佗牌，SDZ-ⅡB 型，苏州医疗用品厂有限公司）。taVNS 组刺激部位为双侧耳甲部（图1），早晚各1 次，每次30 min，每周5 d，持续24 周；使用疏密波，20 Hz/4 Hz，强度以患者无不适为宜，基于本团队前期研究经验刺激强度设置为4～6 mA。假taVNS 组刺激部位为双侧上耳舟及耳轮下行中段（图1），方法和参数同前。对照组不予干预。

图1 耳甲电针（taVNS）组的刺激部位为双侧耳甲部（红箭），假taVNS 组的刺激部位为双侧上耳舟及耳轮下行中段（蓝箭）

1.6 观测指标及疗效判定 taVNS 组和假taVNS 组在入组（第0 周）和出组（第24 周）时进行蒙特利尔认知评估量表基础版（Montreal cognitive assessmentbasic，MoCA-B）、华山版听觉词语学习测验（auditory verbal learning test-huashan version，AVLT-H）、形状连线测验A 和B（shape trails test A&B，ATT A&B）、动物词语流畅性（animal fluency test，AFT）及波士顿命名测试（Boston naming test，BNT）评估。

1.7 静息态fMRI 扫描 采用Siemens 3.0 T Skyra MRI 扫描仪，标准20 通道头部线圈。所有受试者在入组（第0 周）和出组（第24 周）时均行常规平扫T1WI与静息态BOLD 成像。治疗前后2 次扫描序列相同。扫描参数：①T1WI，TE 2.98 ms，TR 2 530 ms，视野256 mm×256 mm，翻转角7°，层厚1 mm，48 层，用时6 min 3 s，体素大小1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm。②静息态fMRI 扫描，采用EPI 序列，全脑平行于AC-PC 线行轴位扫描，TE 30 ms，TR 2 000 ms，视野224 mm×224 mm，翻转角90°，层厚3.5 mm，32 层，用时6 min 46 s，前6 s 空扫，体素大小3.5 mm×3.5 mm×3.5 mm。

1.8 统计学分析

1.8.1 临床数据分析 采用SPSS 23.0 统计软件，对taVNS 组、假taVNS 组治疗前后的临床量表评分差值行统计学分析，比较各指标的组间、组内疗效差异。采用双侧检验，以P≤0.05 为差异有统计意义。计量资料组间比较行t 检验，不符合正态分布时，采用Wilcoxon 秩和检验。组内治疗前后比较采用配对t 检验，不符合正态分布时，行Wilcoxon 符号秩和检验。计数资料采用χ2检验、校正χ2检验、Fisher 精确检验等进行组间比较。等级资料组间比较采用Wilcoxon 秩和检验，组内前后比较采用Wilcoxon 符号秩和检验。

1.8.2 fMRI 数据预处理方法 fMRI 数据预处理使用DPABI 软件。步骤如下：去除前10 个时间点、层面时间差校正、头动校正、空间标准化到蒙特利尔神经病学研究所（MNI）标准空间、用高斯核函数半高全宽6 mm 进行空间平滑、带通滤波（0.01～0.08 Hz）、去线性漂移、回归无关信号（包括全脑信号、白质和脑脊液的时间序列和6 个仿射运动参数）。过度头动的排除标准：任何方向平移＞2.0 mm 或旋转＞2.0°者。

1.8.3 fMRI 数据分析方法 功能连接：利用DPABI预处理功能数据时，行基于体素的全脑相关分析方法。重点研究前岛叶、楔前叶、背外侧前额叶等关键脑区。观察脑功能区分布及脑功能连接的异常部位、MCI 患者与正常人间脑功能连接的差异及其治疗前后脑功能连接的变化。

2 预期结果

治疗前（0 周），与对照组相比，taVNS 组与假taVNS 组静息态脑功能有异常。治疗后（24 周），与假taVNS 组和对照组相比，taVNS 组前岛叶-楔前叶-背外侧前额叶环路发生显著改变，且此改变与认知量表MoCA-B、AVLT-H、ATT A&B、AFT 及BNT 相关。

3 讨论

随着全球人口老龄化加快，老年痴呆的患病率逐年增加，由于该病中晚期治疗效果不佳，MCI 为正常老化与痴呆之间的过渡阶段，已成为人们关注的焦点。Rong 等［11-12］先后在难治性癫痫和抑郁症的临床研究中发现，taVNS 在改善症状的同时，也能改善伴随的认知障碍。目前尚未发现有关taVNS 治疗MCI 的临床随机对照试验的报道。因此，在设计试验时，笔者立足试验方案设计的“PICOS”原则，参照既往阿尔茨海默病和MCI 的非药物治疗临床随机对照试验［13-15］，充分借鉴随机双盲设计的循证方法，设计了taVNS 治疗MCI 机制研究的随机双盲平行对照试验方案，以期获得高质量的循证医学小样本证据。本研究方案遵循随机、对照和重复的三原则，消除医师和患者对干预措施及疗效的主观影响，进行相对客观的评价，分别从确定研究对象和诊断标准、制订干预方案、选择对照措施等方面，深入思考taVNS 治疗MCI 临床试验在设计时的关键问题，使试验方案更加精确合理。

本研究通过对受试者的静息态fMRI 扫描，阐明taVNS 组患者静息态脑功能的部分异常，初步探索taVNS 组患者前岛叶-楔前叶-背外侧前额叶环路发生显著改变假说的相关机制，使用临床量表评价taVNS 治疗MCI 的临床疗效，为taVNS 防治MCI、改善认知功能的临床应用及推广提供科学依据。