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针刺足三里穴脑fMRI研究进展

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中 医 药 学 报 2017年8月第45卷第4期 ・100・ Acta Chinese Medicine and Pharmacology Vo1.45,No.4,Aug.2017 针刺足三里穴脑fMRI研究进展 李晓陵 ,杨晶晶 ,张帆 ,李艳 ,刘晓慧 ,仲丽丽 ,王丰 ,焦明秀 (1.黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江哈尔滨150040;2.黑龙江中医药大学,黑龙江哈尔滨150040) 摘 要:目的:足阳明胃经的下合穴一足三里穴,具有健脾和胃、舒经活络、强身保健作用,通过整理、阅 读和分析应用脑fMRI技术研究针刺足三里穴的相关文献,总结归纳经验,提出展望。方法:运用中国知 网、pubmed等数据库,以“针刺and足三里and fMRI”或“针刺and足三里and功能磁共振”为检索词开 始检索,筛选出所需文章,进行分析与整理。结果:通过两种数据库检索分别得到85、33篇相关文献。 大量文献表明,针刺足三里穴能够引起脑内相关区域多处激活,主要包括额叶、颞叶、后回及扣带 回、岛叶、下丘脑、海马回等边缘系统。结论:脑fMRI研究针刺足三里穴主要集中在激活脑区的分布、针 刺作用机理、针刺后效应等方面;大量实验结果证实针刺足三里穴的作用机制是通过多个脑区形成复杂 协调的功能网络达到治疗效果;针刺足三里穴在改善认知功能、镇痛、调节胃肠道疾病方面发挥重要 作用。 关键词:针刺;足三里;fMRI 中图分类号:R245 文献标识码:A 文章编号:1002—2392(2017)04—0100—04 针灸学主要包括针刺和灸法两大类,它是以祖国 (Positron emission tomography,PET)、单光子发射断层 传统医学为引导,研究经络循行、腧穴作用和刺灸方 扫描成像(Single photon emission computed tomography, 法,并且治疗和预防疾病的一门医学学科,广泛的适应 SPECT)、功能磁共振扫描成像(Functional magnetic 证、显著的疗效是其作用于临床的主要优点。历代相 resonance imaging,fMRI)、脑磁图(Magnet0encephalog— 关文献表明针刺疗法有三大作用:针刺镇痛、调节免疫 raphy,MEG)等。其中fMRI具有分辨率高、安全可靠 系统和调整脏腑组织。其中足三里穴作为临床针刺常 等优点,可无创检测人脑活动。从狭义上说,fMRI研 用穴位,具有重要研究价值。三里、下三里、下陵、下陵 究脑功能主要是应用血氧水平依赖(Blood oxygen level 三里和鬼邪等均为足三里穴的别名,同时作为足阳明 dependent,BOLD)效应,并且依据血流动力学改变获 胃经五输穴之合穴、胃腑下合穴,足三里穴被古代医家 得脑激活图像。作为一种脑功能定位成像技术,它的 列为著名的“回阳九针”…。《四总穴歌》中表述足三 原理可概括为:当周围神经受到刺激,人脑皮层自主活 里穴对腹部疾病具有显著疗效,已成为治疗腹部疾病 动神经元兴奋性增强,使中枢脑血流量和氧耗量均增 的常用穴位。历代文献表明足三里穴具有健脾和胃、 加时,顺磁性物质(去氧血红蛋白)相对减少,逆磁性 扶正祛邪、补虚等作用,临床运用广泛且操作方便,常 物质增加,延长T 弛豫时间而成像。fMRI在针刺相关 用于因老、虚、湿、痰等病因导致记忆障碍或痴呆的治 研究中优势显著、应用广泛_2 J,具有较好的可信度及 疗。本穴除用于临床治疗外,同时具有保健养生作用。 特异性,已成为研究针刺作用主要手段之一_3 J。为 脑功能成像技术作为一种新兴研究方法,始于二 十世纪八十年代,主要包括正电子发射断层扫描成像 探寻针刺足三里穴治疗效应机制,更好服务于临床,国 内外学者应用fMRI技术进行大量研究 J。 收稿日期:2016—12—25 修回日期:2017—03—27 1 针刺足三里穴 RI研究现状 基金项目:国家自然科学基金面上项目(81373714);黑龙江省自然科学 目前,通过mRI方法探讨足三里穴主要存在两个 基金面上项目(D201214;H2016081);教育部2009年度立项 “春晖计划”项目(Z2009—1—15030);哈尔滨市应用技术研 方面的研究:静息态flVIRI和任务态flVIRI研究。 究与开发(优秀学科带头人)项目(2016RAXYJ096) 1.1运用静息态FMRI方法研究足三里穴 作者简介:李晓陵(1957一),女,教授,主任医师,博士研究生导师,研究 静息状态下功能磁共振成像(Resting state—f 方向:中西医结合影像学研究与应用。 MRI)是指在进行磁共振扫描时受试者头脑是清醒的, 通讯作者:焦明秀(1978一),女,硕士,主治医师,研究方向:中西医结 全身放松、无系统性思维活动,且不需执行任何复杂任 合影像学l临床应用研究。 务。Biswal等 在静息状态下首次观察到fMRI信号 2017年8月第45卷第4期 Vo1.45,No.4,Aug.2017 中 医 药 学 报 Acta Chinese Medicine and Pharmacology 低频波动(f<0.08Hz)特性。静息态功能磁共振数据 重要价值¨ J。钟治平等m 应用ReHo方法分析针 计算方法主要包括低频振幅(Amplitude of Low Fre— quency Fluctuation,ALFF)、局部一致性(Regional Hom- ogeneity,ReHo)及功能连接(functional connectivity, 刺足三里穴fMRI数据,拔针25 min后:①额颞区、扣 带回等多处脑区ReHo值较针刺前增高。额颞区与记 忆、认知情感有关,其ReHo值发生变化,推测针刺足 三里穴与有效治疗认知功能障碍相关;颞叶、扣带回等 脑区属于边缘系统范围,与内脏活动调节有关,能够调 节消化液分泌,谭惠斌等 副发现针刺足三里穴后,大 脑边缘系统相应脑区出现兴奋激活,并且伴有血清胃 泌素分泌降低,说明足三里穴对胃肠道具有调节作用, Fc)等。 低频率振荡振幅简称低频振幅(ALFF),在静息状 态下,各个体素自觉活动的强弱及神经元兴奋性程度 的高低可通过ALFF数值表现,达到直接观察研究脑 内区域性活动变化的目的,是一种可靠的数据驱动方 法。2007年臧玉峰等【l 0-应用静息态fMRI进行研究, 开创了ALFF算法,并首次应用于功能磁共振成像研 究。陈鑫等 研究者以静息状态为基准,深入探究针 刺足三里穴激活相关脑区产生疗效的作用机制。研究 显示,ALFF降低脑区多与疼痛相关,提示针刺足三里 穴具有镇痛疗效。同时发现针刺足三里穴后ALFF增 高脑区涉及范围较广,其中颞叶和前额叶ALFF明显 增高,额叶与思维运动相关,颞叶主管记忆与嗅觉,二 者与认知功能关系密切,提示针刺足三里穴具有治疗 此类疾病的作用,这与付平等¨。 研究结果相一致。研 究结果中边缘系统处于激活状态,其具有多种重要生 理功能,能够反馈性调节内脏功能活动,治疗胃肠道相 关疾病。此外,笔者发现广泛大脑皮层出现兴奋状态, 由于其包含五个主要功能区,调节人体各种机能,推测 这可能是针刺足三里穴治疗脑卒中及相关后遗症等疾 病的重要原因之一。刘爱国等 研究者对脑梗死患 者进行治疗观察,发现针刺足三里穴主要引起双侧脑 内多个运动相关皮层激活,说明针刺对促进脑梗死患 者神经功能康复有重要作用。 此外,针刺存在持续效应。龙玉等¨ 在静息态下 通过整理分析针刺足三里穴前后ALFF变化及趋势, 得出相关脑功能区持续活动的具体时间规律,以拔针 后10 min和25 min针刺后效应最为显著,推测针刺持 续效应作用于脑网络,是针刺治疗疾病的重要部分。 同时研究者根据此结论进一步探索针刺后效应影响脑 部功能连接的作用机制,提示针刺后效应期多个脑区 同时激活,形成具有广泛联系的脑网络共同作用于机 体,发挥治疗作用。 ReHo法是一种静息态fMRI数据分析方法,由中 国学者臧玉峰等 提出,其原理是计算脑组织中各体 素(Kendall’S Coefifcient of Concordance,KCC),分析一 个体素在时间序列上与相邻体素的一致性。ReHo值 的高低与部分脑功能区自主神经元活动有关,能够反 映脑区间同步性,临床研究应用范围广,对精神 症、阿尔茨海默病、抑郁症、孤独症等疾病的探讨具有 其结果与之相一致。②双侧后回等多个相关脑区 ReHo值减低,推测足三里穴可能通过激活或抑制以上 脑区来达到调节机体功能状态的作用。 刘连生等¨ 也用此方法来研究针刺足三里穴作 用。研究显示右前扣带回和左额中回ReHo值显著高 于针刺前;左侧小脑半球、豆状核、胼胝体、楔前叶,右 侧额叶内侧回、后扣带回、岛叶皮层ReHo值较针刺前 减低。针刺足三里穴后ReHo值发生变化,说明针刺 产生疗效的机制不在于单一脑区激活,而是多个脑区 协同合作、发挥治疗作用的结果。吴珊珊等 对针刺 持续效应进行探讨,结果显示针刺之后多个脑区发生 变化,说明针刺作用由多个脑区共同调节。Duan X 等 利用ReHo方法探究针刺足三里穴对大脑神经 元活动的影响,结果表明:与静息状态相比,某些相关 脑功能区ReHo值确实发生了增加以及减低的变化, 这些ReHo值发生改变的脑区与感觉和疼痛有关,为 研究针刺镇痛作用机制打下基础。 1.2运用任务态fMRI方法研究足三里穴 所谓任务态是基于静息态而言,被试者在有针刺 任务态下扫描。在足三里穴研究中多采用“留针一刺 激一留针一刺激”的组块设计(block design)模式采集 功能图像数据进行剖析处理。付平等 学者通过电 针刺激足三里穴研究脑区激活情况,结果显示针刺后 双侧额颞叶出现功能激活,该激活脑区对语言、记忆、 情感等方面作用显著,可能提示针刺足三里穴对认知 功能障碍具有治疗效果。类似结果出现在冯家强 等 学者的研究中,针刺左侧足三里穴引起双侧运动 相关脑区的激活;而针刺右侧足三里穴可以激活左侧 运动功能区。胡军武等-2 应用fMRI探讨针刺足三里 穴中枢作用机制,发现针刺足三里穴能引起与运动、认 知关联脑区的激活,可促进此类患者功能康复,其与付 平等研究结果一致;同时针刺左侧足三里穴得气后,边 缘系统和相关脑功能区受抑制,此脑区与躯体痛觉相 关联,并调节中枢神经内分泌系统,通过抑制可达到镇 痛、改善内脏功能、调节免疫等作用。吴志远等 应 中 ・医 药 学 报 2017年8月第45卷第4期 Vo1.45,No.4,Aug.2017 102・ Acta Chinese Medicine and Pharmacology 用任务态fMRI对针刺作用机制进行初步探讨,研究结 果与之一致。针刺足三里穴通过抑制边缘系统达到镇 痛作用的结论,已被多个研究证实。 张蔚等 应用fMRI方法,探讨针刺足三里穴后 大脑相关脑区功能活动变化以及与血清胃泌素分泌关 系,探讨相应治疗机制。针刺后显示普遍脑区出现激 活并伴有血清胃泌素分泌减少。经络传导具有独特 性,其与内脏及中枢神经系统相互作用、密切联系,功 能磁共振方法证明这种关联的存在,使其可视化,为经 络腧穴研究提供更为可靠的方式。Jiang H等 研究 发现针刺足三里穴激活额部、丘脑及边缘系统多个脑 区,提示针刺足三里穴激活某些皮质区和多个系统,刺 激神经递质释放,调节体液因子,从而实现胃黏膜保 护。尹岭等 采用功能磁共振方法研究针刺足三里 穴对葡萄糖代谢及脑血流量等参考指标的影响,针刺 后多脑区参考指标数均发生增长,提示针刺足三里穴 后人体植物神经中枢和颞叶发生功能变化,与其治疗 胃肠道疾病和改善精神睡眠状态作用密切相关。以上 研究存在一共同特点,即探究针刺足三里穴与消化系 统疾病的密切联系。 2问题与展望 针刺足三里穴取穴方便、临床应用范围广,对机体 具有调节作用,在人体多个系统尤其是中枢神经系统 和消化系统病变中都是常用穴位,备受国内外研究者 青睐。利用fMRI对足三里穴进行脑功能研究,具有非 侵袭性、安全有效等优势,同时为推动足三里穴机制研 究的发展提供可视化依据,针刺足三里穴可使脑内多 个区域发生功能改变,通过多个脑区的协同合作,对人 体多个相关系统产生影响,改善血液动力学和生物代 谢,从而达到治疗作用。这些作用可以概括为镇痛、调 理胃肠功能、调节免疫机制。 近年来,国内外学者基于fMRI技术从局部到整体 开展大量研究工作,从多角度、运用多种数据分析方法 说明针刺作用机制,为探讨针刺与大脑联系提供科学 依据 。从目前研究分析,主要存在以下问题:①实 验条件方面:人作为复杂生命体,脑部高度发达,且个 体存在较大差异,易受外来因素影响,所以在实验前应 对实验对象进行限定和统一,尽量排除此类因素干扰; fMRI过程中,外界干扰因素较多,同时由于空间密闭, 受试者可能产生与实验无关的心理活动,影响实验结 果。因此,实验应尽量对不相关因素进行控制,使得脑 功能成像结果的准确性得以提高。②实验操作方面: 不同针刺方法口 、针刺深浅、针刺强度 、留针时 间 ]、针刺时辰 -36]等都会对实验结果产生影响, 导致大脑复杂反应。在实验中由同一位医师进行操 作,刺激方式尽可能量化,并准确记录实验者“得气” 感,有助于实验结果分析。③实验设计方面:足三里穴 fMRI研究大多采用区块设计模式,但也有学者运用事 件相关设计等方法,不同的实验设计会导致实验结果 偏差,应尽量统一。④设备技术方面:由于磁共振设备 磁场强度不同,对实验结论也会造成一定影响,如 1.5T和3.0T场强不同,可导致实验结果不一致。 ⑤样本量大小方面:针刺足三里穴fMRI研究样本量大 多数在10~20例范围内,应适当扩大样本量,增加实 验数据的准确率。 fMRI技术引人针刺研究,可探讨针刺治疗机制, 提供脑激活区fMRI图像依据,为针刺腧穴的深入研究 开辟新的领域 。 。研究应以多学科多技术融合为 发展方向,如结合分子生物学、生物信息学、计算机技 术等学科为针刺疗效机制提供更精准、微观的实验依 据;将PET、fMRI和ERP(事件相关电位方法)、MEG 等多种方法联合应用达到优势互补,进行系统、动态的 研究,有助于多方位、多角度剖析针刺效应。临床中治 疗疾病通常采取多经络、多穴位配伍针刺方式,针刺足 三里穴相关临床研究多采用单穴,很大程度上忽略了 针刺治病的主要方案,在以后的研究中结合多经络穴 位进行配伍应用,能更紧密的结合实际,深人全面的探 讨足三里穴治疗机制。 参考文献: [1] 姜硕.足三里穴配伍应用古代文献研究[D].济南:山东中医药大 学,2010. 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Research Progress on Brain fMRI by Acuouncture Treatment with Point ST36 LI Xiao—ling ,YANG Jing—iing ,ZHANG Fan ,LI Yan ,LIU Xiao—hui , ZHONG Li—li .WANG Feng 。JIAO Ming—xiu (1. e First Afifliated Hospital ofHeilongjiang University fo Chinese Medicien,Harbin 150040,China; 2.Heilong]iang University of Chiense Medicien。日口r6 150040,C ina) Abstract:0bjective:Lower He—sea point S 6 has the effect of strengthening the spleen and stomach,and relaxing meridians and activating collaterals.which is good for physical health.Relevant clinical literatures about acupuncture with ST36 using brain fMRI technique were collected and analyzed to expect the action mechanism of ST36.Methods: Literatures were selected by the retrieving words of acupuncture.ST36 and fMRI from the database of tl1e CNKI and Pubmed.Results:85 and 33 literatures were obtained in two respective databases.P1enty of literatures suggested that acupuncture with point S 6 could tirgger multiple brain regions,including frontal lobe,temporal lobe,posterior centrla gyrus,callosal convolution,insula lobe,hypothalamus and hippocampus.Conclusion:The searches included are mainly about the activated brain areas。the mechanism of acupuncture。and after—effects of acupuncture.A mounts of experi- mentla results confirmed that the action mechanism of acupuncture with point S I36 may form a complex coordinating function networks throughout different brain areas to achieve therapeutic effect.Also,acupuncture with ST36 plays an important role in improving cognitive function,relieving pain,and regulating gastrointestinal function. KeY words:Acupuncture:S136(Zusanli);fMRI 

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