电针刺激治疗缺血性脑卒中患者的大脑局部一致性研究

王友 欧阳钢 张雪玲 张明兰 徐寿勇

电针刺激治疗缺血性脑卒中患者的大脑局部一致性研究

王友 欧阳钢 张雪玲 张明兰 徐寿勇

目的 以缺血性脑卒中患者为研究对象，从脑局部一致性（ReHo）的角度揭示针刺治疗缺血性脑卒中的中枢机制，为针刺治疗缺血性脑卒中的临床应用提供科学的可视化依据。 方法 采用BOLD-fMRI成像技术，以9例缺血性脑卒中患者为研究对象，进行针刺治疗，比较脑卒中患者治疗前后ReHo的异同。 结果 针刺前、电针头穴、静留针时比较多个脑功能区ReHo存在差异；治疗后基底节区、脑初级运动区、运动前区、辅助运动区、顶下小叶等区域ReHo发生动态变化。 结论 静息状态下缺血性脑卒中患者存在脑功能区异常，基底节区是缺血性脑卒中患者运动功能损害的主要脑区；脑初级运动区、运动前区、辅助运动区、顶下小叶是脑卒中患者静息态脑功能重组及代偿的关键区域，是针刺治疗脑卒中患者重要的调制区域。

针刺；缺血性脑卒中；功能磁共振；局部一致性

脑卒中是由各种病因导致供应脑部血液的血管发生病变所致的一种急性脑血管疾病［1］。脑卒中作为世界卫生组织向全球推荐采用针灸疗法的43个病种之一，是针灸治疗的优势病种。针刺作为中医的独特疗法，治疗缺血性脑卒中疗效已得到肯定。本研究以静息状态下缺血性脑卒中患者为研究对象，运用BOLD-fMRI影像学技术，探讨针刺对缺血性脑卒中患者静息状态下脑局部一致性（regional homogeneity，Re-Ho）的影响，从ReHo方面揭示针刺治疗缺血性脑卒中的中枢机制，为针刺治疗缺血性脑卒中的临床应用提供科学的可视化依据。现将研究结果报道如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 本研究中纳入的缺血性脑卒中受试者来源于2010年10月至2011年9月期间在江苏省省级机关医院急诊科、康复科、神经内科住院的患者，共纳入9例，其中男5例，女4例，发病部位均为左侧基底节区，并均为右侧肢体运动功能障碍的患者。

1.2 缺血性脑卒中受试者选择

1.2.1 诊断标准：参照1996年中国中医药学会脑病专业委员会提出制订的《中风病诊断与疗效评定标准（试行）》［2］进行诊断。

1.2.2 纳入标准：（1）首次发病，病程≤1月，右利手。（2）符合脑卒中的诊断标准。（3）经CT或MRI确诊为缺血性脑卒中，无功能磁共振（fMRI）检查禁忌证。（4）右侧上、下肢肌力≥2级，简化Fugl-Meyer评定右侧有运动障碍。（5）意识清醒，简易精神状态量表（MMSE）评价提示无痴呆，无失语，无精神障碍，能基本保持坐位和头部平衡并配合检查及治疗。（6）患者本人签署或由其直系亲属代签知情同意书。

1.2.3 剔除与脱落标准：（1）凡不符合纳入标准而被误入的病例。（2）未按规定治疗或资料不全等影响疗效评价者。（3）受试者依从性差，疗程中自行退出者，或合并使用本方案禁止使用的治疗方法，或自行中途更换治疗方法。（4）发生严重不良事件或并发症，不宜继续接受试验的病例。

2 研究方法

2.1 研究仪器和试验材料 本研究采用德国西门子公司Siemens Verio 3.0T高场强全身磁共振成像系统采集图像；采用美国3M公司生产的专用耳塞；选用苏州医疗用品厂有限公司生产的华佗牌针灸针，生产企业许可证：苏食药监械生产许2001-0020号，注册证号：苏食药监械（准）字2008第2270626号。规格是φ0.30 mm×25mm、φ0.30 mm×40 mm、φ0.30 mm×50 mm，即粗细规格为30号，长短规格为1寸、1.5寸、2寸。

2.2 临床治疗方案 受试者仰卧位，准确定位病灶侧顶颞前斜线和顶颞后斜线后，医者双手及针具消毒，待刺局部常规消毒，0.30 mm×40 mm针灸针，快速进针，釆用接力刺，各穴均平刺0.5～0.8寸，进针后行平补平湾拾转手法，抢转频率为＞200次/min，以受试者出现针感为度。

在针刺头穴（病灶侧顶颞前斜线和顶颞后斜线）状态BOLD-fMRI功能图像釆集结束时，迅速连接韩氏电针治疗仪（电针治疗仪置于磁共振检查室外，将电极两端分别连接到顶颞前斜线最内侧端的和顶颞后斜线最外侧针柄上）。电针主要参数：（1）疏密波；（2）频率：2/15 Hz；（3）强度以能让病人感觉到跳动而无针刺疼痛感为度。

2.3 受试者BOLD-fMRI扫描 本研究纳入的所有受试者BOLD-fMRI扫描均在江苏省老年医院影像中心进行，功能性磁共振扫描仪在使用前均进行数据稳定性测试。其中，脑卒中患者共扫描3次（治疗前、中、后各1次）。所有受试者均处于静息状态下扫描，不给予任何任务刺激。扫描参数：T1加权像：采用自旋回波（Spin Echo，SE）序列，轴面33层，根据前、后联合连线的垂直线进行加权定位，覆盖全脑。扫描参数为：TR 2000 ms，TE 30 ms，视野（FOV）24 cm×24 cm，矩阵64×64，反转时间为750 ms，层厚3.0 mm，层间隔0.6 mm。fMRI扫描：采用平面回波成像序列（echo Planar imaging，EPI）在T1像相同平面扫描静息态功能像，扫描覆盖全脑。扫描参数为：TR 2000 ms，TE 30ms，反转角90度，视野（FOV）24 cm×24 cm，矩阵64 ×64，扫描顺序1，3，5……29，2，4，6……30，层数30，层厚5 mm。

2.4 ReHo分析 ReHo是利用REST软件对预处理的数据继续进行分析所得。ReHo分析的过程包括：（1）去除线性漂移；（2）滤波（0.01 Hz＜f＜0.08 Hz），排除低频漂移和因生理呼吸和心跳造成的高频噪声；（3）计算全脑每个体素的肯德尔和谐系数（Kendairs coefficient concordance，KCC）值，即得到一个KCC图（ReHo图）；（4）获取标准化ReHo图，将每个受试者各个体素的KCC值除以所有体素的KCC的均值；（5）高斯半高全宽（FWHM=6 mm）平滑处理，对标准化的ReHo图运用SPM8软件处理，主要是增高图像信噪比。

2.5 观察指标

2.5.1 一般项目：记录性别、年龄、身高、体质量等情况。以上指标所有纳入受试者均在签署知情同意书时记录。

2.5.2 缺血性脑卒中患者治疗前后对ReHo的影响：脑卒中患者针刺治疗前、中、后的ReHo的异同。

3 结果

3.1 基线资料分析 该研究共纳入9例研究对象，见表1。

表1　受试者人口特征

3.2 缺血性脑卒中患者治疗前后ReHo的变化 缺血性脑卒中患者治疗前、中、后ReHo存在差异的脑区有：双侧初级运动区（BA4）、运动前区（BA4、6）、辅助运动区（BA8）、初级体感区（BA9）、旁中央小叶（BA6）、顶下小叶（BA39）、海马齿状核（BA27）、丘脑腹外侧核、尾状核、壳核、苍白球、小脑前叶、小脑蚓部、前额叶中内侧（BA10/32）、前额叶背外侧（BA9）、顶上小叶（BA19/40）、扣带回运动区（BA24）、楔前叶（BA23）、楔叶（BA7）、扣带回前部（BA31）、脑桥、扣带回后部（BA33）。

针刺治疗前与电针头穴状态在参数条件P（uncorrected）＜0.05，cluster size＞20的统计阈值下，尾状核、壳核、苍白球区ReHo存在差异（图1，见封二）；针刺治疗前与静留针状态在参数条件 P（uncorrected）＜0.05，cluster size＞20统计阈值下，脑区ReHo存在差异（图2，见封二）。

4 讨论

针刺作为一种传统中医治疗方法，在治疗中可通过多环节、多靶点发挥作用，从而激发机体的整体调控功能。针刺头皮治疗区引起的神经冲动，可影响三叉神经脊束核和上位颈部脊髓后角的胶状质，波及孤束核，再传到迷走神经运动核等脑神经核，发出反射，通过各脑神经核调整头面、胸腹内脏的功能而治愈疾病，这些脏器的功能调整后，也能通过支配它们的内脏传入神经再调整同节和邻节体壁的功能，最终达到治疗四肢和躯干的疾病。头针能引起头皮分布区神经的多种神经冲动，通过一定的路径，传到大脑皮层及全身各神经节段，从而发挥作用。大脑功能非常复杂，仍有很多问题有待进一步研究，如中央后回部位所对应的头皮区（感觉区）不仅能治疗感觉障碍，还可以治疗运动障碍、失语、高血压等，不但对对侧肢体起治疗作用，对同侧肢体也有治疗作用。从现代康复疗法的理论上讲，运动想象疗法治疗偏瘫患者的原理主要是加强感觉信息的输入［3］，促进潜伏通路和休眠突触的活化，加速缺血半暗带的再灌注及脑血流的改善，降低受损神经功能的残损程度，因此推测针刺可能是先通过感觉功能的恢复最终达到恢复运动功能的目的。针刺的中枢效应机制可能并非局限于单纯的刺激性效果，而可能是通过穴位影响大脑的整体调节网络，包括血管、神经元及神经纤维传导网络等，进而产生反馈效应并对其中枢支配位点进行调节，促进相应功能的恢复改善。

ReHo是一个统计学指标，反映的是脑区活动的时间上同步性。其由北京师范大学臧玉峰教授针对静息态rfMRI提出的数据分析的一种方法。其理论是当功能脑区处在特定条件下，该脑区体素与周围体素存在较高的时间一致性。它主要用来评价fMRI信号在同一时间序列中强度改变的相似程度，间接反映局部脑区神经元活动时间上的一致性。ReHo增高表明局部脑区神经元活动在时间上趋于同步，相反则提示局部神经元活动时间上不同步［4］，ReHo发生异常提示局部神经元同步性活动发生改变。ReHo方法是以KCC计算一个团块（相邻的多个体素组成）内时间序列变化的一致性，反映的不是信号强度的大小，我们可以通过ReHo值的大小间接地反映脑区的活动性。ReHo方法也同时考虑了局部领域信息和时间序列的信息，它扩展了fMRI的应用范围，可以用于各种静息状态的研究，尤其适合于针灸等领域的研究。

脑卒中发生后，肢体运动功能障碍是主要症状之一。本研究结果显示：脑卒中患者治疗前与电针头穴状态相比，尾状核、壳核、苍白球区的ReHo信号降低。尾状核、壳核、苍白球属于基底节的组成区域，ReHo信号的降低表明了中风患者脑缺血后影响了基底节区的神经细胞自发性活动，使该局部脑区神经细胞自发性活动的同步性降低，主持运动、调节运动的功能下降，这可能是脑卒中导致运动功能障碍的主要因素。本研究还显示：在缺血性脑卒中患者治疗前后不同的时间点，患者的大脑皮层运动区域发生着动态的变化。在静息状态下，患者治疗前，双侧大脑皮层运动区（初级运动区、运动前区、辅助运动区、顶下小叶）ReHo信号均明显增高，ReHo信号增高范围广而散乱，与电针头穴状态、静留针状态相比有显著差异；后2种状态初级运动区、运动前区、辅助运动区、顶下小叶ReHo信号增高。研究结果表明：在正常情况下，以上运动区域不发挥或仅发挥很少的作用，当卒中后，参与运动功能的基底节区域受损伤后，大脑运动皮层重新组成一个强大的运动网络，参与卒中患者运动的代偿作用。治疗后，当基底节缺血缺氧功能得到改善，这些区域ReHo信号明显减少也反过来证明了这一点。这与大多数研究者报道结果一致［5-6］。本研究结果也进一步验证了脑卒中后大脑运动皮质功能重组客观存在，BOLD-fMRI可以显示这一脑功能重组的动态变化过程。通过比较，初级运动区、运动前区、辅助运动区、顶下小叶是缺血性脑卒中重组及代偿的关键区域，在脑卒中患者肢体运动恢复中起着非常重要的作用。目前部分学者的研究表明针刺治疗缺血性卒中的机制之一可能与调节脑可塑性的变化有关［7-10］。这些观点在本研究选用静息态脑局部一致性研究中也得到证实。这为临床医务工作者治疗缺血性脑卒中提供了一个有证可循的可视化依据，也为针刺治疗缺血性脑卒中的核心机制提供了合理化的解释。

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Effects of acupuncture on brain regional homogeneity at resting state in the patients with ischem ic stroke

WANG You，ZHANGXue-ling，XU Shou-yong.Department ofRadiology；OUYANGGang，ZHANGMing-lan.Department ofRehabilitation Medicine，Jiangsu Province Official Hospital，Nanjing 210024，China

Objective To explore the central mechanisms of acupuncture used to treat ischemic stroke with the regional homogeneity. Methods BOLD-fMRI technology was used in this study.Nine patients with ischemic stroke were chosen as participants.The dynamic change of regional homogeneity of the whole brain was observed before and after treatment. Results Before treatment，at the time of acupuncture or during retaining the needle，the abnormal regional homogeneity occurred in many encephalic regions.After treatment，regional homogeneity signal changed obviously in basal ganglia area（BGA），primarymotor area（PMA），premotor area（PA），supplementary motor area（SMA）and inferior partial lobe（IPL）. Conclusions Abnormality of regional homogeneity in the resting state occurrs in many encephalic regions of patients with ischemic stroke，and BGA is themain encephalic region which results in motor function injuries；PMA，PA，SMA and IPL are the critical regions for patients with ischemic stroke to accomplish reorganization and compensation of the brain function in the resting state，which are the important areas for acupuncture treatingwith ischemic stroke.

acupunture；ischemic stroke；functionalmagnetic resonance；regional homogeneity

R 743

A

10.3969/j.issn.1003-9198.2015.12.013

2015-04-15）

210024 江苏省南京市，江苏省省级机关医院放射科（王友，张雪玲，徐寿勇）；康复科（欧阳钢，张明兰）