针刺治疗急性腰痛导致脑功能网络改变的fMRI研究

发布时间：2017-10-01 01:28

  本文关键词：针刺治疗急性腰痛导致脑功能网络改变的fMRI研究

  更多相关文章： 针刺 功能性磁共振成像 腰痛

【摘要】：目的 腰痛是临床最常见的疼痛之一,流行病学研究显示全世界约80-85%的人在一生中都曾受过腰疼困扰。尽管腰痛很少是致命,但它常急性发作和加重导致患者活动受限,产生严重的社会和经济负担。腰疼并不是一个独立疾病,多个原因可引起腰疼症状,其中大多数是无明确病因的非特异性肌肉骨骼疾病,所以临床上一般采取非手术方法治疗腰疼。针灸是中国古老医学独具特色的镇痛手段,因其简单、经济、不良副作用少等优点,日益引起国内外医学研究者的广泛关注。1997年,美国国立卫生研究院就针刺疗法举行听证会并达成共识,支持针刺作为替代疗法,用于腰背疼痛等疾病治疗。 尽管传统针灸对腰痛有显著的临床疗效,但由于缺少无创、有效研究手段,加之腰疼常急性发作的特点,针刺治疗急性腰痛的机制研究一直受限。近年来,无创伤、高时空分辨率的脑功能成像技术包括脑功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)和正电子发射断层扫描(positron emission computerized tomography, PET)的应用,为针刺镇痛脑反应机制的研究提供了新的契机。 有fMRI研究发现,实验性热痛可以负激活默认网络,同时正激活众多脑区,包括初级感觉皮层、第二感觉皮质、丘脑、岛叶、后顶叶皮质、纹状体、小脑皮质、辅助运动回、前扣带回、前额叶皮质、中脑导水管周围灰质等。目前,对于针刺镇痛脑机制的基础研究,主要存在两类观点。第一类研究发现针刺正激活认知和情感区域(背外侧和背内侧前额叶),负激活默认网络和感觉运动系统脑区(初级感觉皮质、第二感觉皮质、岛叶)；该类研究认为针灸以针感为基础正激活认识相关的大脑皮层,故针灸属于感觉引导意识体疗法。第二类研究发现针刺尽管正激活感觉运动系统和认知系统脑区,但更多地显著负激活边缘脑区和默认网络脑区；该类研究认为针灸镇痛不局限于感觉运动系统和认知网络的调节,边缘系统的调节更为重要。但目前的绝大多数fMRI研究停留在基础研究上,本文通过结合急性腰疼模型,进一步直观探讨针灸治疗临床急性腰疼的脑功能机制。 方法 受试者和疼痛模型：选择健康右利手大学生15名,签订知情同意书。扫描前20min,在各受试者腰部肌肉注射高渗盐水制作实验性急性腰痛模型：将一个载有1ml5%氯化钠溶液的MRI自带注射器(Spectris Solaris EP, Medrad, Inc., Warrendale, PA, USA),通过长管连接到医用无菌留置针,再将留置针垂直刺入第四腰椎棘突水平右侧2cm处肌肉约2cm深并固定。另外,本研究的预实验观察发现往腰部肌肉注射团注0.1m15%高渗氯化钠溶液后,然后持续静滴(0.15mL/min),可产生持续4-5min的中重度疼痛。 试验流程：扫描开始前,告知受试者将接受两次不同方式的针刺,须注意每次针刺时得气感；受试者右下肢呈外展外旋位仰卧在扫描床上,受试者保持清醒、闭眼,并戴磁共振室专用耳罩减少噪音干扰。具体程序：(1)对各受试者予脑解剖像(MRI)扫描；(2)完成扫描后30s内,通过上述急性腰疼模型,快速经留置针往腰部肌肉内推注0.1m15%高渗氯化钠溶液,然后持续静滴(0.15mL/min),使其产生持续中度腰痛；(3)对各受试者予脑功能像(fMRI)扫描,功能像采集期间在各右下肢委中穴,按随机先后顺序,采用Block模式给予真、假针刺。 针刺方法：本试验选用特制银针(直径0.3mm,长度40mmm,北京中研太和有限公司),以避免与磁共振机器强度的磁场产生相互干扰。由一名资深针灸医师,对各受试者予随机先后顺序的真、假针刺右下肢委中穴,真、假刺激间隔时间为20min。真针刺取受试者右下肢胭窝横纹中点处委中穴,以碘酒常规消毒,消毒直径约2cm。把无菌特制银针置于套管中,以食指用均衡的力度轻敲针柄垂直进针委中穴1.5-2.0cmm,移开套管,针灸医师感觉得气后,采用平泄平补手法,均匀捻转,捻转幅度±1800,频率为60次/min,采用Block方法每捻转30s(ON)后停止捻针30s(OFF),之后重复捻针、不捻针程序2次,共3min。假针刺取受试者右下肢胭窝横纹中点处委中穴,以碘酒常规消毒,消毒直径约2cm。假针刺采用单丝纤维(von Frey monofilament)置于套管中,以食指用均衡的力度轻敲单丝纤维柄部,使单丝纤维挤压委中穴表面皮肤,刺激手法、幅度、频率、模式与真针刺相同。 主观感受测定和统计分析：针刺前后腰疼评分采用VAS评分表(0分为无疼痛,1-3为轻度疼痛,4-6为中度疼痛,7-9为重度疼痛,10为不能忍受的疼痛)。真、假针刺的得气感评分采用传统方法,即酸、麻、沉、胀四项,也采用十分制。数据分析在SPSS13.0软件上完成,采用非参数配对t检验(Wilcoxon signed-rank test)比较真、假刺激引起的各得气感和腰部疼痛,设定P=0.05为统计学检验水准。 图像采集：图像采集使用飞利浦公司产3.0T Achieva超导磁共振成像仪和8通道头部线圈(Royal Philips Electronics, Eindhoven, The Netherlands),其中所有采集图像均为轴面,且平行于前、后连合连线(AC-PC线)。图像解剖像(即MRI扫描)采用快速自旋回波T1加权像序列,TR/TE=500/14ms,射频角=90°,分辨率=0.859mm×0.859mm,层厚=lmm。功能像(即fMRI扫描)采用单次激发梯度回波T2*加权像序列,TR/TE=2000/40ms,射频角=90°,分辨率=3.4mm×3.4mm,90个时间点共180s 数据处理和统计分析：在Matlab7.10(Mathworks Inc. Sherborn, MA, USA)平台上应用统计参数图(Statistical Parametric Mapping, spm8, http://www.fil. ion.ucl. ac.uk/spm)进行预处理和统计分析。预处理包括数据格式转换、头动校正(平动1.5mm,转动1.5°)、解剖像和功能像对齐标准化到Montreal Neurological Institute standard brain (MNI)空间、高斯平滑(平滑核为8mm)和构建广义线性模型。统计分析采用单样本t检验比较受试者真或假针刺(ON)相对于静息状态(OFF)信号强度,采用配对t检验比较ACUP和SHAM信号差异,设定P=0.005作为统计学检验水准,且连续像素大于31个为阈值进行对照,所得信号升高区为脑功能正激活区,降低区则为负激活区。 结果 得气和腰疼得气分数结果显示真、假针刺组在酸、胀感及刺激后疼痛评分差异有统计学意义(P=0.029、0.001、0.043),而在麻、沉感、刺激前疼痛两组对比无统计学差异(P0.05)。 与假针刺相比,真针刺干预后产生广泛的显著负激活脑区,包括参与感觉运动调节相关脑区(左侧前运动区、双侧额叶眼动区)、注意调节相关脑区(右侧背外侧前额叶、双侧中扣带回后部)、边缘系统脑区(左侧中脑导水管周围灰质、双侧前扣带回、背内侧前额叶、中扣带回、楔前叶、扣带回后部及压部、海马回、海马旁回、丘脑、中脑乳头体、红核、黑质)、默认网络脑区(右侧缘上回和角回、双侧背内侧前额叶、中扣带回、楔前叶、扣带回后部及压部、海马回、海马旁回)、双侧丘脑、小脑前叶、外侧视皮质等。但与假针刺相比,真针刺干预只产生较少显著正激活脑区,即右侧岛叶和右侧初级运动皮层。 相对于静息状态(OFF),真针刺干预(ON)产生的显著负激活脑区包括感觉运动调节相关皮层(左侧初级运动皮层、第二感觉皮层、额叶动眼区)、边缘系统脑区(左侧岛叶、中脑乳头体、右侧海马回、双侧背内侧前额叶、前扣带回、中脑导水管周围灰质、海马旁回)、默认网络脑区(右侧缘上回、角回、外侧颞叶皮质)、双侧丘脑等。真针刺状态相对于静息状态,产生的显著正激活脑区包括感觉运动调节相关皮层(右侧初级运动皮层和初级感觉皮层、双侧前运动区)、注意调节相关脑区(右侧岛叶和额叶盖板区域、双侧背外侧前额叶和中扣带回后部)、边缘系统脑区(右侧岛叶、双侧额极、中扣带回后部)默认网络脑区(右侧缘上回)。正激活脑区体素(818)明显多于负激活脑区(366),主要集中在右侧岛叶,而负激活脑区分布均匀。 相对于静息状态,假针刺干预只产生一个较小的显著负激活脑区,即左侧岛叶/额叶盖板/初级运动皮质。但相对于静息状态,假针刺干预产生广泛、对称分布的正激活脑区,包括感觉运动调节相关皮层(右侧额叶眼动区、双侧前运动区)、注意调节相关脑区(双侧背外侧前额叶和中扣带回后部)、边缘系统脑区(右侧额极、双侧额眶部皮层、中扣带回、楔前叶、扣带回后部及压部、海马回、海马旁回、外侧颞叶皮质、颞极、杏仁核、乳头体、中脑导水管周围灰质、红核、黑质)、默认网络脑区(双侧缘上回、角回、中扣带回、楔前叶、扣带回后部及压部、海马回、海马旁回、外侧颞叶皮质、颞极)、双侧丘脑、小脑前叶、外侧视皮质等。 讨论 本研究联合功能性磁共振成像和急性腰疼模型,探讨针刺如何调节急性腰疼,即探讨针刺镇痛的脑机制。主观感受评分结果显示同等急性腰疼条件下,真针刺较假针刺引起更强的针感和更显著的疼痛缓解。真、假针刺干预急性腰疼后,产生的脑功能的激活数量、强度、性质、分布在统计学上有显著差异。我们研究跟以往两类研究都有相似处,针刺既负激活边缘系统和默认网络,又正激活运动感觉系统和认知网络。因此,我们认为多个脑功能网络参与针刺镇痛,针灸不只是像国外认为安慰疗法或简单的躯体感觉引导意识体疗法。我们研究为针灸镇痛脑机制提供了更直观的依据。
【关键词】：针刺 功能性磁共振成像 腰痛
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R246.9
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-17
• 第一章 前言17-27
• 1.1 引言17
• 1.2 针灸、疼痛的脑机制fMRI研究现状17-18
• 1.3 针刺fMRI研究中常见影响因素18-23
• 1.4 fMRI研究简介23-26
• 1.5 小结26-27
• 第二章 疼痛外周和中枢调节机制27-37
• 2.1 痛觉调制的外周机制27-28
• 2.2 痛觉调制的皮质下中枢机制28-30
• 2.3 皮质水平30-36
• 2.4 小结36-37
• 第三章 研究方法37-42
• 3.1 研究对象及纳入标准37-38
• 3.2 急性腰疼模型准备38
• 3.3 试验流程38-40
• 3.4 针刺方法40
• 3.5 主观感受测定、数据采集和处理40-42
• 第四章 研究结果42-47
• 4.1 主观感受评分42
• 4.2 fMRI结果42-47
• 第五章 讨论47-54
• 5.1 从整体脑功能网络分析47-50
• 5.2 从疼痛矩阵角度分析50-52
• 5.3 局限性52-54
• 第六章 全文总结54-55
• 参考文献55-63
• 附图63-65
• 硕士期间发表的研究成果65-66
• 致谢66-67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王小姗,狄晴,曹辉,张颖冬,孙骏谟,李丽云,刘买利;特殊感觉障碍人群(盲人)脑功能磁共振成像研究[J];中国临床解剖学杂志;2004年05期

2 ;通过fMRI观察刺激经穴引起脑激活[J];国外医学.中医中药分册;2003年03期

3 何立岩,伍建林;磁共振脑功能成像的原理及研究进展[J];中国临床医学影像杂志;2002年03期

4 张权 ,张云亭;手运动及感觉BOLD-fMRI的研究进展[J];国外医学.临床放射学分册;2004年05期

5 王苇,漆剑频,夏业玲,黄晓琳,李文迅,王承缘;人脑运动皮质对针刺足三里和阳陵泉反应的功能性磁共振成像研究[J];中华物理医学与康复杂志;2004年08期

6 赖新生;苏沛珠;黄泳;邹燕齐;吴俊贤;唐纯志;杨君军;;针刺外关穴与外关配伍非穴的fMRI脑功能成像比较[J];天津中医药;2009年02期

7 ;fMRI可检测早期阿尔茨海默病[J];河南医学研究;1999年03期

8 赵凌;游自立;梁繁荣;;运用fMRI观察大脑中的针刺效应[J];中国针灸;2008年S1期

9 赖新生;彭玲梅;黄泳;邹燕齐;吴俊贤;唐纯志;杨君军;;针刺外关穴与外关配伍支沟穴的fMRI脑功能成像比较[J];贵阳中医学院学报;2009年05期

10 陈世华,李海云,罗述谦;fMRI数据处理系统研究[J];中国医学影像技术;2000年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王文远;覃小兰;郑欣杰;刘波;王晓辉;龙亚秋;;平衡针针刺高血压患者降压穴的脑fMRI研究[A];第四次全国民间传统诊疗技术与验方整理研究学术会论文集[C];2011年

2 刘波;;针刺中枢效应的fMRI功能定位到神经网络学研究[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年

3 林尔坚;;Passive-movement in BOLD fMRI[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年

4 Jeffrey RobertPetrella;;Clinical Applications of fMRI/fcMRI:Are We Ready for Prime Time?[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年

5 唐鹤菡;刘荣波;王存玖;幸浩洋;龚启勇;;Analysis on DQA Protocol of fMRI[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年

6 林尔坚;;DTT combine fMRI by 3.0T in patients with brain tumors[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年

7 ;Targets for propofol action on the central nervous system studied using Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) in healthy volunteers[A];全国第一次麻醉药理学术会议暨中国药理学会麻醉药理专业委员会筹备会论文汇编[C];2010年

8 胡昔权;郑雅丹;康庄;李奎;陈颖蓓;;双侧上肢训练对脑梗死患者脑功能重组影响的纵向fMRI研究[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年

9 王晓东;夏鹤春;马辉;黄耀武;朱凯;;利手、非利手简单运动模式在手运动区fMRI研究[A];第六届西部介入放射学术会议宁夏医学会放射学分会第四届年会介入放射学新技术继续教育学习班论文汇编[C];2009年

10 常时新;陈瑶;周蕾;鲍红;田芳;薛峰;周自明;陈笛;朱乐群;倪肖卫;陈亮;阮方;;多穴位联合电针刺激fMRI对卒中恢复期皮层功能变化的监测[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 刘霞;科学家找到测量痛苦的方法[N];科技日报;2009年

2 徐述湘;探讨针灸作用机制新武器——fMRI[N];中国医药报;2004年

3 张田勘 本报记者 李婵;新技术戳穿谎言更准确[N];北京科技报;2004年

4 崔大涛;多学科联合——呼吸疾病诊治的发展方向[N];中国医药报;2004年

5 刘霞;可读懂人的思维的软件问世[N];科技日报;2010年

6 余志平;三项研究结果引人注目[N];中国医药报;2004年

7 本报记者 黄永明;“读脑术”前进了一大步[N];南方周末;2008年

8 记者 李雪墨;百奥药业联手中科院 探秘脑梗塞早期预防[N];医药经济报;2003年

9 张忠霞;脑扫描有望取代测谎仪[N];新华每日电讯;2004年

10 张田勘;解析大脑的性别[N];中国妇女报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吴殷;篮球运动员的视觉—运动知觉预测特征及fMRI研究[D];上海体育学院;2013年

2 刘学政;内侧颞叶癫痫患者认知功能及语言功能磁共振（fMRI）网络连接的研究[D];福建医科大学;2012年

3 包大鹏;运动性疲劳脑功能变化的fMRI研究[D];北京体育大学;2012年

4 相洁;启发式问题解决认知神经机制及fMRI数据分析方法研究[D];太原理工大学;2010年

5 胡正珲;脑的生理基态的fMRI图像分析及计算机辅助诊断研究[D];浙江大学;2004年

6 赵凌;基于fMRI技术研究循经取穴针刺效应的脑功能连接网络响应特征[D];成都中医药大学;2011年

7 蒋元文;正常人与精神分裂症患者空间工作记忆的fMRI研究[D];天津医科大学;2010年

8 方继良;电针耳迷走神经治疗抑郁症临床观察及其机理的fMRI脑功能成像研究[D];中国中医科学院;2013年

9 李晓东;青少年网络游戏成瘾者的行为学及fMRI研究[D];天津医科大学;2010年

10 张江;脑功能磁共振成像数据处理算法及应用研究[D];电子科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘自平;针刺治疗急性腰痛导致脑功能网络改变的fMRI研究[D];南方医科大学;2013年

2 雷蕾;基于fMRI的大鼠脑功能网络连接研究[D];电子科技大学;2010年

3 范晓芳;人类创造性思维的fMRI研究[D];华东师范大学;2012年

4 黄敏;应用fMRI探索网络游戏成瘾青少年脑内相关奖赏系统的研究[D];安徽医科大学;2011年

5 李墨花;轻度脑外伤患者伪装记忆损害诈病的fMRI识别研究[D];汕头大学;2011年

6 李忠明;颞叶癫痫患者计算认知功能的BOLD-fMRI研究[D];福建医科大学;2013年

7 廖玲敏;轻微型肝性脑病空间工作记忆损伤的行为学与BOLD-fMRI研究[D];汕头大学;2011年

8 陈日;基于fMRI研究子午纳支针法运用于足阳明经与运动功能脑区的相关性[D];福建中医药大学;2013年

9 刘敏;静息态BOLD-fMRI在轻度认知障碍和阿尔茨海默病中的应用[D];山西医科大学;2012年

10 刘光耀;原发全面强直阵挛癫痫全脑比率低频振幅的静息态fMRI研究[D];兰州大学;2013年

，

本文编号：951574