針刺陽陵泉穴對缺血性卒中患者百分比振幅變化的影響

王麗平,劉若一,陸夢馨,徐玲玲,鄒憶懷

(北京中醫藥大學東直門醫院,北京 100700)

卒中是成人致死或致殘的首位病因,常伴隨運動、認知、語言、視覺等神經功能缺損的癥狀,給患者、家庭及社會造成嚴重的影響[1]。世界中風組織根據目前卒中的發病趨勢預估2050 年將會有2 億的卒中患者[2]。缺血性卒中是最常見的一種類型,約占所有卒中的87%[3]。針刺是卒中后常用的治療方法,既往研究[4-5]顯示針刺可以改善卒中患者神經功能障礙,同時具有降低卒中復發的可能。陽陵泉穴為足少陽經的合穴,是八會穴之“筋會”,是治療卒中的常用穴位,常用在偏癱、肩手綜合征、失語等中風后遺癥的針灸治療中[6]。借助功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技術高空間分辨率和非侵入性的優勢,針刺所引發的中樞性機制研究進入相對客觀的可視化階段。百分比振幅(percent amplitude of fluctuation, PerAF)是一種新的基于全腦體素分析的方法,相較于低頻振幅、局部一致性、度中心性等方法,其結果更可靠和直接[7-8]?？蹘Щ厥沁吘壪到y的重要組成部分,腦區解剖學自動標記(anatomical automatic labeling, AAL)模板將扣帶回分為前、中、后3 個部分。本研究基于fMRI 技術,觀察缺血性卒中患者病理狀態下及針刺陽陵泉穴后百分比振幅的變化,以期為針刺對缺血性卒中的腦效應機制提供相對客觀的臨床證據。

1 臨床資料

1.1 一般資料

神經影像研究樣本量的選取目前尚無統一的標準,多采用文獻參考的方式。神經影像研究中樣本量演變的統計[9]顯示,2017年和2018年發表的約300項研究中的樣本為23～24例,樣本量以每年約0.74名參與者的速度增加。因此本研究樣本量為28例,具有統計學效力。本研究納入來自北京中醫藥大學東直門醫院缺血性卒中患者28例(觀察組),招募附近居民、醫院護工等與患者性別和年齡相匹配的健康受試者28 例(對照組)。兩組年齡和性別比較,差異無統計學意義(P＞0.05),詳見表1。觀察組缺血性卒中患者病程為21.00(9.75,44.75)d,美國國立衛生研究院卒中量表(National Institutes of Health stroke scale,NIHSS)評分為2.00(1.00,4.75)分,Fugl-Meyer運動功能量表(Fugl-Meyer motor function assessment, FMA)上肢和下肢評分分別為59.00(24.00,65.00)分和33.00(27.75,34.00)分。觀察組納入患者的病灶位置均位于右側大腦半球,多集中于左側側腦室、內囊膝部、內囊后肢和半卵圓中心,病灶疊加位置詳見圖1。本研究通過北京中醫藥大學東直門醫院醫學倫理委員會審批(DZMEC-KY-2018-58)。

表1 兩組一般資料比較

圖1 觀察組缺血性卒中病灶位置

1.2 納入標準

1.2.1 觀察組

缺血性卒中患者符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[10]中的診斷標準,發病時間在3 個月以內;病灶位于右側半卵圓中心、放射冠、基底節等運動通路上;年齡35～75 歲;右利手;無意識障礙,能配合完成試驗;近1 個月未服用精神類藥物;患者本人或家屬簽署知情同意書。

1.2.2 對照組

健康受試者身體健康;右利手;年齡35～75 歲;無精神、神經系統家族遺傳病史;無核磁檢查禁忌;近1 個月未服用任何興奮性藥物;本人簽署知情同意書。

1.3 排除標準

1.3.1 觀察組

合并心血管、肝、腎等嚴重原發性疾病者;不能理解或配合MRI 檢查,或有其他MRI 檢查禁忌者;MRI 掃描發現嚴重解剖結構不對稱或有明確病變者。

1.3.2 對照組

月經期、孕期或哺乳期者;MRI 掃描發現嚴重解剖結構不對稱或有明確病變者;有神經功能障礙相關性疾病者;參加過類似試驗者。

1.4 剔除、脫落和中止標準

試驗過程中病情加重或發生嚴重不良事件者;依從性差,未按規定完成影像數據采集或量表評價者;試驗過程中主動提出中止試驗者;影像數據預處理后頭動大于3 者。

2 干預方法

針刺與fMRI 結合的方法選用中國科學院自動化研究所等相關單位提出的非重復相關事件fMRI 進行試驗范式設計[11]。觀察組取左側陽陵泉穴,用0.40 mm×40 mm 一次性銀質針灸針進行針刺,進針后留針10 s,后持續捻針1 min,捻針頻率為1 Hz,再留針8 min 后出針。健康受試者不進行針刺。

3 治療效果

3.1 影像數據采集設備和參數

3.1.1 掃描設備

本研究掃描儀器為東直門醫院Siemens Verio 3.0T 超導磁共振掃描儀。掃描參數如下。功能磁共振采用平面回波成像(echo-planar imaging, EPI)序列,重復時間(repetition time, TR)為2 000 ms,回波時間(echo time, TE)為30 ms,矩陣(matrix)為64×64,視野(fieldof vision, Fov)為225 mm×225 mm,層厚(slice thickness)為3.5 mm,翻轉角(flip angle)為90°。三維結構成像掃描采用T1W1 序列,掃描全腦,層厚為1.0 mm, TR 為1 900 ms,TE 為2.53 ms, Fov為250 mm×250 mm,矩陣為256×256。

3.1.2 影像數據掃描流程

兩組均行靜息態fMRI 掃描6 min。觀察組行針刺陽陵泉穴,對照組不進行針刺操作。T1 結構像250 s。

3.2 影像數據處理

在Matlab 2018a 軟件平臺設置統計參數映射(statistical parametric mapping, SPM12; http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)和fMRI 數據處理分析工具(data processing & analysis for brain imaging,DPABI)路徑進行數據預處理。主要包括以下幾個方面[8]。轉換數據格式;去除時間點,即靜息態數據處理時去除前10 個時間點防止試驗開始時機器預熱或不穩定磁場對核磁數據的影響,以及針刺態數據根據NRER-fMRI 實驗范式的設計去除前40 個時間點[11];時間層校正;頭動校正;與結構像對位;影像分割;空間標準化;平滑(平滑核6 mm);濾波。計算方法參照文獻[8]中公式,本研究中PerAF 值的計算均通過RESTplus v1.27 平臺(http://restfmri.net/forum/)得出。

3.3 統計學方法

用SPSS26.0統計軟件對數據進行統計分析。計數資料比較采用卡方檢驗。計量資料若符合正態性分布以均數±標準差表示,比較采用t檢驗;若不符合正態性分布以中位數(下四分位數,上四分位數)表示,比較采用非參數檢驗。用DPABI統計分析模塊進行PerAF結果比較。兩組組間數據比較采用獨立樣本t檢驗,并對年齡、性別、頭動進行回歸,避免其造成的影響。組內干預前后數據比較采用配對樣本t檢驗,并對頭動參數進行回歸。最后選擇GRF(體素水平P＜0.001,團塊水平P＜0.05,雙尾)的校正方法對結果進行多重比較校正。

3.4 結果

3.4.1 兩組靜息態PerAF 值比較

觀察組左側楔前葉PerAF 值高于對照組(GRF 校正,體素水平P＜0.001,團塊水平P＜0.05,雙尾)。兩組其他腦區PerAF 值比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。腦區為左側楔前葉,AAL 分區為67:Precuneus_L,峰值點坐標(X 為-15,Y 為-63,Z 為69),體素數為25,t值為4.458。詳見圖2。

圖2 觀察組靜息態PerAF改變

3.4.2 觀察組針刺后PerAF 值與對照組靜息態PerAF值比較

觀察組針刺后左側楔前葉PerAF 值有高于對照組靜息態PerAF 值,也有低于對照組靜息態PerAF 值。觀察組針刺后左側枕中回、右側角回、右側中扣帶回PerAF 值低于對照組(GRF 校正,體素水平P＜0.001,團塊水平P＜0.05,雙尾)。詳見表2 和圖3。

表2 觀察組針刺后與對照組靜息態PerAF值比較

圖3 觀察組針刺后PerAF改變(與對照組靜息態比較)

3.4.3 觀察組靜息態和針刺后PerAF 值比較

針刺后,觀察組右側中扣帶回PerAF 值較靜息態降低(GRF 校正,體素水平P＜0.001,團塊水平P＜0.05,雙尾) 。 腦區為右側中扣帶回,AAL 分區為34:Cingulum_Mid_R,峰值點坐標(X 為9,Y 為-30,Z 為48),體素數為18,t值為-4.926。詳見圖4。

圖4 觀察組針刺后PerAF改變(與靜息態比較)

4 討論

缺血性卒中是中風最常見的一種類型,2019 年中國中風病流行病學調查顯示,394 萬卒中患者中缺血性約占287 萬[1],給患者工作、學習和生活造成嚴重的影響,甚至危及生命。針刺作為缺血性卒中常用的康復治療方法,在臨床中廣泛應用[12]。針刺可以促進卒中后腦血流動力學的改變,改善神經缺損癥狀,提高日常生活能力[13-14]。隨著fMRI 技術的引入,對于針刺腦效應機制的探討逐漸趨向于更加多樣性的客觀指標。目前功能連接是使用最廣泛的一種方法,它反映了腦區之間血氧水平依賴(blood oxygen level-dependent,BOLD)信號的時間相關性,但其不能直接測量腦區體素的自發腦活動。低頻振幅(amplitude of lowfrequency fluctuation, ALFF)的提出彌補了這一空缺,其側重衡量腦區區域活動的幅度,反映局部自發腦活動的強度[15]。PerAF 是在ALFF 的基礎上提出的更加標準化的指標,是個體單個體素水平上BOLD 信號波動的指標,與ALFF 等其他基于體素的指標相比,具有較高的可靠性[7-8]。目前已經廣泛應用于阿爾茲海默病、癲癇、帕金森等神經系統疾病[16-18]。因此本研究選取PerAF 這一指標作為針刺對缺血性卒中腦影像機制的觀察。

本研究結果顯示,右側缺血性卒中病理狀態下,左側楔前葉PerAF 增加。楔前葉在廣泛的高度綜合任務中起著核心作用,包括視覺空間感知、運動相關過程等[19-20]。對于中風后結構可塑性的研究表明,與健康受試者相比,不管是左半球梗死,還是右半球梗死,其雙側楔前葉的灰質體積均呈現增加的趨勢[21]。本研究與該結果從側面顯示了結構與功能的相統一。TIAN N 等[22]發現1 周至3 個月以內基底節、放射冠梗死患者(10 例病灶位于左側,10 例病灶位于右側)雙側楔前葉中的動態ALFF 的模糊熵增高。GAO J 等[23]對于非優勢半球急性腦梗死(發病72 h以內,病灶位于大腦中動脈)的研究顯示ALFF 整體呈現增加的趨勢,同樣大多集中在左側半球,具體的腦區有眶下回、小腦前葉、蚓部等位置。對于各研究中腦區定位的不同,考慮可能是由病程及梗死位置的不同引起的,也進一步證明與健康人相比,左、右側半球梗死呈現不同的腦區活動[23]。

陽陵泉是針刺治療卒中的常用穴位,是常用組穴“手足十二針”下肢三針之一[24]。安慧妍[25]對不同時期針刺取穴規律的研究顯示陽陵泉穴是中風后急性期、恢復期和后遺癥期3 個分期共同高頻穴位的前十之一。針刺周圍性刺激可以引起中風患者大腦局部性腦活動,這在動物實驗、臨床研究中均有所證實[26-27]。本研究發現與健康受試者比較,右側缺血性卒中患者針刺陽陵泉后PerAF 大部分具有降低的表現,主要涉及的腦區有左側楔前葉、左側枕中回、右側角回和右側中扣帶回。與針刺前的病理狀態比較,針刺后右側中扣帶回PerAF 降低。由此可以看出,右側中扣帶回可能是針刺陽陵泉對右側缺血性卒中患者的一個作用靶點?？蹘Щ厥沁吘壪到y的重要組成部分,腦區AAL 模板將扣帶回分為前、中、后3 個部分,中扣帶回在解剖學上與前額葉、運動前區、中央前回等皮質相連,在功能上與輔助運動區、運動前區等感覺運動以及認知網絡存在廣泛的連接性[28-29]。對于扣帶回功能和多模態連接的研究顯示,相較于前、后扣帶回,運動行為主要發生在顱內電刺激作用于中扣帶回時,如上下肢、嘴舌、眼睛等運動反應[30]。CHEN Y 等[21]對于中風后灰質體積與行為變化之間的相關性研究表明右側中扣帶回灰質體積降低的越多,右半球中風患者左側運動改善的越好。WU P 等[31]觀察針刺對缺血性中風患者灰質體積的影響,選取陽陵泉在內的組穴,經過2周10次治療后發現中扣帶回皮層灰質體積減少。

綜上所述,本研究基于fMRI 技術,觀察針刺陽陵泉對右側缺血性卒中患者PerAF 的影響,結果發現右側缺血性卒中患者左側楔前葉PerAF 值降低,針刺陽陵泉穴可降低右側中扣帶回PerAF 值,這可能是針刺發揮腦效應機制的潛在腦區。未來將進一步設置更加貼近于臨床實踐的組穴進行治療,為針刺對卒中的腦影像機制提供更加客觀的證據。