針刺治療慢性坐骨神經(jīng)痛靜息狀態(tài)腦否認網(wǎng)絡(luò)功能磁共振成像研究

針刺治療慢性坐骨神經(jīng)痛靜息狀態(tài)腦否認網(wǎng)絡(luò)功能磁共振成像研究

在以往對針灸效果的腦功能成像中，我們主要觀察的是大腦對針灸狀態(tài)的反應(yīng)，即腦的激活狀態(tài)。無法評價拔針后針刺的持續(xù)性效果,即治療作用。這是由于血氧水平依賴(bloodoxygenationleveldepend,BOLD)的功能性磁共振成像技術(shù)(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)所研究的是任務(wù)(刺激)相關(guān)的腦激活,是行針刺激“任務(wù)”對比留針無刺激“無任務(wù)”的清醒的靜息狀態(tài)(RNS)所得的fMRI數(shù)據(jù)信號,然而大腦在RNS時,同樣存在有組織腦區(qū)功能活動,即腦默認狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)活動(DMNactivity),顯然對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響。這種腦激活一旦針刺刺激停止就無法測得,所以不能觀察針刺治療后對腦功能的持續(xù)效應(yīng)。慢性疼痛是一個波動且持續(xù)的痛感覺,慢性疼痛患者的大腦不停地被疼痛(任務(wù))干擾,我們有理由推斷他們的大腦在RNS時存在DMN的改變。了解腦區(qū)RNS活動的本質(zhì)與規(guī)律,能更科學(xué)地進行針刺治療效應(yīng)的腦功能影像試驗研究,這對針刺治療慢性疼痛的療效評價也是一種客觀方法。目前針對RNS的DMN的fMRI針刺研究還局限于健康志愿者。我們選取10例慢性坐骨神經(jīng)痛患者作為研究對象,現(xiàn)報告如下。數(shù)據(jù)和方法1坐骨神經(jīng)痛的診斷標(biāo)準依照《實用骨科學(xué)》中的診斷標(biāo)準。2針刺治療過程(1)符合診斷標(biāo)準,指沿坐骨神經(jīng)分布區(qū)域,以臀部、大腿后側(cè)、小腿后外側(cè)、足背外側(cè)為主的放射性疼痛;(2)均有慢性下肢疼痛持續(xù)3個月以上;(3)針刺治療過程中或(和)針刺治療前24h未服用鎮(zhèn)靜或止痛藥物,及試驗前0.5年內(nèi)無針刺治療;(4)視覺模擬評分法(visualanaloguescale,VAS)測定疼痛強度為≥5分;(5)每個受試者簽署知情同意書(方案名稱:針刺鎮(zhèn)痛后腦默認網(wǎng)絡(luò)的功能影像的研究;方案編號:KY2009)。3排除標(biāo)準(1)既往有脊柱骨折、腫瘤和椎間盤手術(shù)史;(2)神經(jīng)系統(tǒng)其他疾病、精神病史;(3)幽閉綜合征等其他磁共振檢查禁忌癥。4患者年齡分布10例均來源于2011年8月—2012年3月復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)科和針灸門診的慢性坐骨神經(jīng)痛患者,為治療組,男女各為5例;年齡32～45歲,平均(39.5±6.0)歲,同時選取10名健康人為健康對照組,男女各5名;年齡33～44歲,平均(37.7±5.1)歲,來源于復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院工作人員。兩組年齡、性別比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。5雙側(cè)腎認山穴位聯(lián)合順偏針刺治療治療組:電針刺激,選坐骨神經(jīng)痛患者患側(cè)下肢的環(huán)跳、委中為治療主穴。腰痛者加雙側(cè)腎俞、大腸俞穴位,疼痛放射至小腿后側(cè)加承山穴位。針刺參數(shù):每次電針持續(xù)30min,頻率2Hz,電流強度2～4mA,波幅10V,以患者能耐受程度為準。隔日1次,每周3次,共10次。健康對照組未行電針刺激。6掃描及治療時間在SiemensMagnetomVerio3T磁共振掃描儀上采用EPI-GREBOLD序列對患者全腦進行掃描,每個部位掃描延長時間(TR)為2s,共采集200個measurement,總掃描時間約為7min,在整個掃描過程中要求受試者盡量排除雜念保持嚴格的靜止?fàn)顟B(tài)。掃描結(jié)束后并獲取其DICOM數(shù)據(jù)。對患者進行針刺前后2次掃描,其間間隔10次針刺治療時間;健康人也進行2次掃描,時間間隔同患者,但不做針刺治療。7圖像數(shù)據(jù)的獲取靜息態(tài)RNS的個體磁共振數(shù)據(jù)采用ICA的方法提取DMN進行分析,兩組2次掃描分別進行組內(nèi)及組間比較。8圖像標(biāo)準化及分析方法DICOM格式的BOLD圖像數(shù)據(jù)通過PACS軟件傳遞到工作站,應(yīng)用MRIconvert軟件轉(zhuǎn)換為nifti格式,在MATLAB(Version2009b,MathworksInc,Sherborn,MA)平臺上,應(yīng)用SPM8軟件(statisticalparametricmapping,WellcomeDepartmentofCognitiveNeurology,London,UK)對圖像進行頭動校正,并將校正后的圖像按蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所(MontrealNeurologicalInstitute,MNI)的腦圖譜進行標(biāo)準化,并用6mm的半高寬對標(biāo)準化后的圖像進行平滑,得到RNS圖像分析的目標(biāo)圖像。然后采用GIFT(/software/gift/)軟件對靜息態(tài)的數(shù)據(jù)進行獨立成分分析(independentcomponentanalysis,ICA),提取與DMN有關(guān)的成分。9dmn的統(tǒng)計學(xué)處理治療組與健康對照組間DMN成分比較采用成組樣本t檢驗,治療組自身前后DMN成分比較采用配對t檢驗,通過設(shè)定閾值為P<0.001,t值>3.1,獲得相應(yīng)的統(tǒng)計參數(shù)圖。結(jié)果1坐骨神經(jīng)痛患者治療受試者全部完成2次fMRI掃描,10例坐骨神經(jīng)痛患者均完成10次針刺治療。所有受試者的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)滿足處理要求,經(jīng)數(shù)據(jù)分析后均可獲得DMN成分。2兩組患者治療前后vas評分比較10例坐骨神經(jīng)痛患者治療前疼痛程度VAS為(5.6±1.3)分,治療后VAS為(1.2±0.8)分,治療前后比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=4.093,P<0.01)。3健康對照組從靜態(tài)靜息mri中提取的mn分布圖1主要分布于雙側(cè)后扣帶回、楔葉及楔前葉、頂下小葉、前額葉背內(nèi)側(cè)皮層、前額葉背外側(cè)皮層等。4治療組治療前后靜息mri中提取的mn變化比較圖2主要位于前額葉內(nèi)側(cè)皮層、背外側(cè)皮層、前扣帶皮層和楔前葉,表現(xiàn)為治療后這些區(qū)域活動的增加。5兩組患者靜息fmri中dmn的變化比較慢性坐骨神經(jīng)痛患者在針刺治療前與健康對照組靜息fMRI中顯示的DMN的差異主要存在于前額葉內(nèi)側(cè)皮層、背外側(cè)皮層、前扣帶皮層和楔前葉(活動下降),慢性坐骨神經(jīng)痛患者在針刺治療后與健康對照組靜息fMRI中顯示的DMN的差異較治療前明顯減少,只在楔前葉存在少許活動的下降,其他區(qū)域基本均已恢復(fù),與臨床癥狀(VAS評分)的改善相符,可見治療組的DMN在針刺治療疼痛的緩解后(VAS治療前后的變化)接近健康對照組的DMN。u3000研究的意義長期的實踐證實,臨床上針刺鎮(zhèn)痛效應(yīng)在針刺刺激停止后仍持續(xù)存在。一個典型的臨床針刺治療應(yīng)包括一個即效針刺(行針效應(yīng)),留針效應(yīng),和一個針刺拔針后持續(xù)的效應(yīng)。評價針刺治療作用,也就是針刺治療過程后的效應(yīng)。RNS的fMRI成像技術(shù)能夠客觀反映腦對針刺治療作用的反應(yīng)而區(qū)別于任務(wù)態(tài)的腦功能影像研究,后者主要觀察即時針刺刺激任務(wù)與中樞神經(jīng)應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)系,它不能確切證明針刺激活腦區(qū)的顯示的正確性。這是由于腦對這種針刺的反應(yīng)的fMRI信號,是與無針刺任務(wù)態(tài)相對照(RNS——指受試者清醒,靜息平臥于檢查床,閉眼,平靜呼吸)所得到的信號。這種狀態(tài)并不是真正的“零”狀態(tài),而存在一定的其他默認活動。人腦在無任務(wù)的清醒的RNS下,某些腦區(qū)(額葉中內(nèi)側(cè)皮層、扣帶回前后皮層、雙側(cè)頂下小葉皮層等)有組織的發(fā)生著神經(jīng)元活動,且高于平均腦活動。但在執(zhí)行外在任務(wù)時活動降低,低于平均腦活動,腦區(qū)產(chǎn)生負激活。它們共同組織了一個特定的功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),即DMN。其實質(zhì)是一種RNS下的腦區(qū)“功能連接(functionalconnectivity)”。在一些疾病癥狀中這種連接會被打斷。在RNS下正常的腦區(qū)之間,DMN是一種最強的功能連接。近來對慢性疼痛有了新的認識,認為它不是癥狀而是一種疾病,“元兇”(疼痛基礎(chǔ))在大腦。慢性疼痛的持續(xù)性不僅能改變腦的功能狀態(tài),甚至可能改變腦的結(jié)構(gòu)。一項fMRI研究慢性腰背疼痛患者和健康對照組發(fā)現(xiàn):在患者的DMN腦區(qū)中顯示“負激活”的減少,而在正常情況下應(yīng)該是“負激活”的增加,這從一個側(cè)面證明了慢性疼痛會影響DMN的連接性。慢性坐骨神經(jīng)痛患者的主觀感受主要是慢性疼痛,次要表現(xiàn)伴有焦慮癥狀。因此,該研究主要針對觀察臨床針刺治療慢性疼痛的DMN改變。我們的研究發(fā)現(xiàn):相對正常無痛者,患者腦的RNS中,存在DMN活動的減弱和減少,并且這種活動的下降能被針刺所調(diào)節(jié),而且主要位于扣帶皮層和額葉內(nèi)側(cè)皮層。這些DMN活動的改變與臨床癥狀的改善和VAS評分相一致?？蹘雍皖~葉內(nèi)側(cè)皮層主要參與疼痛的主觀感受,還參與痛覺的情感反應(yīng),包括對痛覺的認知、記憶和注意反應(yīng)。這些與痛情感反應(yīng)相關(guān)的腦區(qū),提示患者可能出現(xiàn)較明顯的情緒反應(yīng),在以往研究亦證實,慢性疼痛患者和健康人DMN的不同的改變與癥狀有關(guān)(不僅僅是痛),還與認知與情感行為有關(guān)。這或許與臨床上針刺不僅能治療坐骨神經(jīng)痛還能減輕煩躁焦慮癥狀有關(guān)。說明了針刺鎮(zhèn)痛過程中存在著心理活動的參與,也許是鎮(zhèn)痛效果的途徑之一。我們所觀察到慢性疼痛導(dǎo)致的DMN某些腦區(qū)變化,并能被針刺治療所糾正,一定程度上證實了慢性疼痛是一種疾病,與大腦功能改變有關(guān)。針刺治療慢性疼痛,在基本的鎮(zhèn)痛基礎(chǔ)上,還對