周?chē)悦姘c的腦功能重組及針刺治療的神經(jīng)生理機(jī)制研究

周?chē)悦姘c的腦功能重組及

針刺治療的神經(jīng)生理機(jī)制研究安徽中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院數(shù)字化影像技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(TCM-2009-196)李傳富研究目的通過(guò)觀察周?chē)悦姘c患者治療過(guò)程中不同階段的靜息態(tài)及針刺任務(wù)態(tài)fMRI研究，探討周?chē)悦姘c的腦功能重組變化以及針刺治療周?chē)悦姘c的神經(jīng)生理機(jī)制。合谷針刺合谷穴周?chē)悦姘c靜息態(tài)及針刺任務(wù)態(tài)fMRI針刺治療機(jī)制腦功能重組資料與方法：研究對(duì)象分組1、面癱早期(Early)：53例，男31例，女22例年齡19-65歲，右側(cè)面癱29例，左側(cè)24；針刺右側(cè)24，左側(cè)29發(fā)病2周內(nèi)，面癱評(píng)級(jí)>I級(jí)；2、面癱后期(Later)

：39例，男28例，女11例年齡19-68歲，右側(cè)面癱19例，左側(cè)20；針刺右側(cè)25，左側(cè)14發(fā)病2周后且尚未治愈，面癱評(píng)級(jí)>I級(jí)；3、面癱治愈后(Recovered)

：38例，男21例，女17例年齡18-66歲，右側(cè)面癱22例，左側(cè)16；針刺右側(cè)16，左側(cè)12發(fā)病2周并且已經(jīng)治愈，面癱評(píng)級(jí)=I級(jí)；4、正常對(duì)照組(Normal)

：35例，男16例，女19例年齡21-53歲，右側(cè)針刺19例，左側(cè)針刺15例年齡及性別匹配的健康志愿者。注：所有面癱病人治療均采用常規(guī)的臨床針刺方案資料與方法：數(shù)據(jù)采集常規(guī)采集2D及3D解剖像，fMRI數(shù)據(jù)共采集4期①針刺前靜息態(tài)fMRI：10分鐘，200個(gè)時(shí)間點(diǎn)，TR=3000ms；②針刺中靜息態(tài)fMRI

：10分鐘，200個(gè)時(shí)間點(diǎn)，TR=3000ms；③針刺后靜息態(tài)fMRI

：10分鐘，200個(gè)時(shí)間點(diǎn)，TR=3000ms；④針刺任務(wù)態(tài)fMRI

：10分40秒，160個(gè)時(shí)間點(diǎn)，TR=4000ms。任務(wù)態(tài)針刺刺激方案進(jìn)針出針2分鐘2分鐘3分鐘2分鐘1分鐘32點(diǎn)32點(diǎn)48點(diǎn)32點(diǎn)16點(diǎn)任務(wù)態(tài)針刺刺激方案捻針留針靜息態(tài)針刺刺激方案進(jìn)針出針2分鐘2分鐘40點(diǎn)40點(diǎn)靜息態(tài)針刺刺激方案2分鐘40點(diǎn)2分鐘40點(diǎn)2分鐘40點(diǎn)捻針留針10s110s資料與方法：數(shù)據(jù)處理組內(nèi)分析：Early,Later,Recovered,Normal組共4組的針刺激活腦區(qū)；組間分析：各組之間相互比較Normal-Early：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FCNormal-Later：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FCNormal-Recovered：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FCEarly-Later：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FCLater-Recovered：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FCNormal-Recovered：任務(wù)態(tài)，靜息態(tài)FC注：所有數(shù)據(jù)處理結(jié)果均采用MonteCarlo進(jìn)行多重比較方法校正，閾值設(shè)定P=0.01，α≤0.05結(jié)果：組內(nèi)分析-任務(wù)態(tài)激活區(qū)Normal組：激活腦區(qū)包括雙側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、初級(jí)感覺(jué)區(qū)、輔助感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)、島葉、小腦蚓狀體、雙側(cè)小腦半球等；Early組：與Normal組基本相同，范圍更大，激活區(qū)更加顯著，同時(shí)激活區(qū)擴(kuò)展到丘腦、腦干以及扣帶回；Later組：與Early組基本相同，但范圍更大，激活區(qū)更加顯著，負(fù)性激活區(qū)消失；Recovered組：明顯不同于其他各組，負(fù)性激活區(qū)更加顯著。針刺組內(nèi)分析腦功能激活區(qū)(Normal,Early)NormalEarly針刺組內(nèi)分析腦功能激活區(qū)(Later,Recovered)LaterRecovered結(jié)果：任務(wù)態(tài)激活區(qū)組間分析Normal-Early-Normal-Later-Normal-Recovered-Early-Later●Early-Recovered●Later-Recovered●注：●表示組間差異有顯著性，--表示組間差異無(wú)顯著性任務(wù)態(tài)組間比較結(jié)果針刺任務(wù)態(tài)激活區(qū)組間比較結(jié)果Later-RecoveredEarly-RecoveredEarly-Later資料與方法：功能連接ROI選擇選擇方法：基于TT圖譜結(jié)合皮層功能定位解剖知識(shí)手工繪制；分析內(nèi)容：為了避免面癱及針刺偏側(cè)性影響，所有功能連接的ROI均繪制雙側(cè)Mif：雙側(cè)面部初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層Mih：雙側(cè)手部初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層Sif：雙側(cè)面部初級(jí)感覺(jué)皮層Sih：雙側(cè)手部初級(jí)感覺(jué)皮層Sii：雙側(cè)輔助感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層Pcc：雙側(cè)后扣帶回Amy：雙側(cè)杏仁核合谷穴區(qū)針刺前不同ROI的功能連接組間比較注：●表示組間差異有顯著性，--表示組間差異無(wú)顯著性BeforeAcupuncture:Normal-Early,Normal-LaterPCCNormal-LaterPCCNormal-EarlyPCCBeforeAcupuncture:Normal-LaterMih,Later-RecoveredMihNormal-LaterMihLater-RecoveredMihBeforeAcupuncture:Normal-LaterSif,Normal-LaterMih,Normal-LaterSihNormal-LaterSifNormal-LaterMifNormal-LaterSih合谷穴區(qū)針刺中不同ROI的功能連接組間比較注：●表示組間差異有顯著性，--表示組間差異無(wú)顯著性DuringAcupuncture:Early-RecoveredMif,Normal-LaterMifEarly-RecoveryMifNormal-LaterMifDuringAcupuncture:Normal-LaterMih,Normal-RecoveredPCCNormal-LaterMihNormal-RecoveredPCCDuringAcupuncture:Normal-LaterSif,Early-LaterSif,Early-RecoveredSifNormal-LaterSifEarly-LaterSifEarly-RecoveredSifDuringAcupuncture:Normal-EarlySih,Early-LaterSih,Early-RecoveredSihNormal-EarlySihEarly-LaterSihEarly-RecoveredSih合谷穴區(qū)針刺后不同ROI的組件比較結(jié)果注：●表示組間差異有顯著性，--表示組間差異無(wú)顯著性AfterAcupuncture:Normal-EarlyMif,Normal-LaterMif,Early-LaterMifNormal-EarlyMifNormal-LaterMifEarly-LaterMifAfterAcupuncture:Early-RecoveredMif,Later-RecoveredMifLater-RecoveredMifEarly-RecoveredMifAfterAcupuncture:Normal-LaterMih,Early-LaterMih,Later-RecoveredMihNormal-LaterMihEarly-LaterMihLater-RecoveredMihAfterAcupuncture:Normal-EarlyPcc,Early-LaterPccNormal-EarlyPCCEarly-LaterPCCAfterAcupuncture:Normal-laterSif,Early-LaterSif,Later-RecoveredSifNormal-LaterSifEarly-LaterSifLater-RecoveredSifAfterAcupuncture:Normal-LaterSih,Early-LaterSih,Later-RecoveredSihNormal-LaterSihEarly-LaterSihLater-RecoveredSihAfterAcupuncture:Normal-EarlySII,Early-LaterSIINormal-EarlySIIEarly-LaterSII1、文獻(xiàn)復(fù)習(xí)皮層功能重組在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的神經(jīng)功能恢復(fù)中的發(fā)揮重要作用；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明：周?chē)陨窠?jīng)損傷也會(huì)導(dǎo)致從周?chē)窠?jīng)、脊髓/腦干、丘腦以及大腦皮層不同水平的神經(jīng)功能重組；人體實(shí)驗(yàn)研究表明：周?chē)悦姘c也可導(dǎo)致皮層功能重組（PET，MEG，fMRI）。討論(1)：周?chē)悦姘c的皮層功能重組2、本文研究結(jié)果表明與正常健康對(duì)照組相比，面癱早期僅有Pcc功能連接異常；與正常健康對(duì)照組相比，面癱后期發(fā)生廣泛的功能連接變化，包括腦Pcc、Mif，Sif，Mih等；與正常健康對(duì)照組相比，面癱治愈后的功能連接基本恢復(fù)到正常狀態(tài)；面癱早期與面癱后期以及面癱治愈后相比，功能連接的組間差異不顯著；面癱后期與治愈后比較，Mih功能連接異常。參見(jiàn)針刺前功能連接分析結(jié)果討論(1)：周?chē)悦姘c的皮層功能重組3、小結(jié)面癱早期功能連接變化相對(duì)較輕；面癱后期腦功能連接發(fā)生廣泛及顯著的變化；面癱治愈后與正常人相比差異不顯著；面癱后腦功能連接變化主要發(fā)生在面部皮層及其鄰近皮層的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)，腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)改變可見(jiàn)與面癱早期和晚期，而杏仁核以及SII的功能連接在各組之間比較均未發(fā)現(xiàn)顯著性變化。討論(1)：周?chē)悦姘c的皮層功能重組1、文獻(xiàn)復(fù)習(xí)由于針刺fMRI研究的結(jié)果差異很大，目前有關(guān)針刺治療的作用機(jī)制尚未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)；針刺治療通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機(jī)制發(fā)生作用的觀點(diǎn)爭(zhēng)議相對(duì)較??；更加具體的機(jī)制主要有兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)是針刺通過(guò)邊緣系統(tǒng)起作用；另外一種觀點(diǎn)是針刺通過(guò)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)起作用。討論(2)：針刺合谷穴治療面癱的可能神經(jīng)生理機(jī)制2、本文研究結(jié)果針刺任務(wù)態(tài)fMRI組內(nèi)分析結(jié)果顯示面癱早期、面癱后期針刺激活的腦區(qū)與健康對(duì)照組基本類(lèi)似，但是激活的程度顯著增強(qiáng)。針刺任務(wù)態(tài)fMRI激活的腦區(qū)主要包括感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層、丘腦以及小腦等區(qū)域，杏仁核區(qū)域未見(jiàn)明顯激活，參見(jiàn)針刺fMRI組內(nèi)分析結(jié)果；面癱治愈后針刺激活的腦區(qū)較前健康對(duì)照組以及面癱早期和后期明顯減弱，任務(wù)態(tài)組間分析結(jié)果表現(xiàn)為面癱早期-后期以及面癱早期、后期與治愈后比較均存在顯著性差異。討論(2)：針刺合谷穴治療面癱的可能神經(jīng)生理機(jī)制2、本文研究結(jié)果與針刺合谷穴前相比，針刺過(guò)程中腦功能連接發(fā)生顯著性變化的組間分析結(jié)果增多；針刺后發(fā)現(xiàn)顯著性變化的組間分析結(jié)果更多；與針刺合谷穴前相比，針刺中以及針刺后的功能連接組間變化主要出現(xiàn)在面部及其鄰近區(qū)域的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層功能連接以及默認(rèn)腦功能連接；所不同的是：針刺前以及針刺中各組之間的SII功能連接均無(wú)顯著性差異，但針刺后SII的功能連接在面癱早期與健康對(duì)照組之間、面癱后期與早期之間出現(xiàn)的功能連接變化；雙側(cè)杏仁核的功能連接在各組之間均無(wú)顯著性差異。討論(2)：針刺合谷穴治療面癱的可能神經(jīng)生理機(jī)制3、小結(jié)與健康對(duì)照組相比，周?chē)悦姘c的不同病理階段對(duì)針刺的反應(yīng)明顯不同，面癱后期的針刺反應(yīng)最為強(qiáng)烈；針刺過(guò)程中以及針刺之后腦功能連接出現(xiàn)顯著性變化，其中以感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的功能連接變化明顯，腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)也可發(fā)生一定程度的變化；針刺前、針刺中、針刺后，面癱各組之間及其與健康對(duì)照組之間的杏仁核的功能連接均未發(fā)生明顯變化。輔助感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)SII的功能連接組間差異僅出現(xiàn)于針刺后的組間分析，說(shuō)明SII可能與針刺后效應(yīng)有關(guān)。討論(2)：針刺合谷穴治療面癱的可能神經(jīng)生理機(jī)制1、周?chē)兔姘c的面部及其鄰近區(qū)域的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層與健康對(duì)照組相比功能連接發(fā)生明顯變化，而且疾病的不同階段功能連接也明顯不同；2、針刺合谷穴可以改變感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的功能連接，而且生理狀態(tài)下與病理狀態(tài)下的不同階段的腦功能連接變化明顯不同，針刺激活的腦功能區(qū)也不相同；3、針刺治療周?chē)兔姘c的神經(jīng)生理機(jī)制可能與針刺改變感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層的腦功能連接有關(guān)。結(jié)論研究存在的問(wèn)題(1)研究對(duì)象分組問(wèn)題：由于本文的研究對(duì)象存在左側(cè)面癱和右側(cè)面癱、同側(cè)針刺和對(duì)側(cè)針刺的差別，理論上應(yīng)當(dāng)按照研究對(duì)象的面癱和針刺偏側(cè)性進(jìn)行更為詳細(xì)的分組；或者參照其他一些作者的處理方法，將另外一側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行左右鏡像翻轉(zhuǎn)處理；但由于詳細(xì)分組后病例數(shù)不足，鏡像數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)后數(shù)據(jù)處理結(jié)果均不能通過(guò)MonteCarlo算法的多重比較校正，因而本文的數(shù)據(jù)處理沒(méi)有按照面癱和針刺的左右側(cè)進(jìn)行更加詳細(xì)的分組；這樣的分組可能難以排除面癱和針刺偏側(cè)性的對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的影響，但功能連接分析中采用了雙側(cè)對(duì)稱(chēng)的ROI，對(duì)于分析面癱的功能連接變化以及針刺前后的變化應(yīng)當(dāng)有一定的可行性和價(jià)值。研究存在的問(wèn)題(2)功能數(shù)據(jù)處理問(wèn)題：功能數(shù)據(jù)處理結(jié)果的校正問(wèn)題：可能是受到1.5T磁共振設(shè)備fMRI數(shù)據(jù)信噪比相對(duì)較低的因素影響，本文數(shù)據(jù)采用嚴(yán)格的FDR校正方法無(wú)法獲得任何陽(yáng)性結(jié)果，因此本文采用MonteCarlo校正方法；MonteCarlo方法即選定P值和α值后計(jì)算出所需的最小的Cluster大小，選定的P值越