观察针刺足三里穴后脑功能磁共振成像显示不同脑区的激活变化

【摘要】 目的：观察针刺足三里穴时脑功能磁共振成像显示不同脑区受到刺激兴奋后的变化，以此来描述中枢传出轴，探明针灸的解剖学基础。方法：选取15名年龄24～36岁的健康成年男性作为研究对象。对受试对象的足三里穴进行针刺，分别于穴位刺激期和静息期进行头部功能性磁共振扫描，观察脑各解剖结构的兴奋数据和兴奋百分比，并对穴位刺激期兴奋区的兴奋级别进行统计。结果：本研究的受试者中无泛皮层伪兴奋，均可见边界清晰的脑功能区兴奋。受试者在体会到“得气”的感受后，其具有预期兴奋功能的脑功能区得到了激活，在各功能区中，颞叶的激活最明显、兴奋范围最广，而岛叶兴奋区的激活度最低，颞叶的岛叶的兴奋程度最高。15名受试者中颞叶右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者15名（100%）；岛叶右侧兴奋者5名（34%），左侧兴奋者9名（60%）；扣带回右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者10名（66%）；海马回右侧兴奋者4名（26%），左侧兴奋者10名（66%）；下丘脑右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者12名（80%）。单纯兴奋最为常见，双侧兴奋则比较少见，若脑区存在双侧兴奋，则一般右侧呈点片状，左侧呈小簇状。就脑区出现兴奋性激活的区域，一般为点片状，簇状和大片状兴奋几乎不见。受试者双侧中央后回可见点片状兴奋灶。结论：脑功能磁共振成像可显示针刺右侧足三里穴时相应脑区的兴奋灶和兴奋程度，概括特定传导通路为传入-中枢轴，经外周和中枢神经系统传导，通过神经体液调节机制影响体液调节，进而对靶器官生理功能产生作用。

【关键词】 功能性磁共振成像； 足三里穴； 针灸

中图分类号 R245 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2015）36-0138-03

祖国传统医学认为人是由遍布周身的腧穴经络系统相联相通，互补作用组成的有机整体，针灸治疗法即是通过针刺或灸烤来刺激腧穴联通脏腑，达到通络活血补虚泻实的疾病治疗目的。针灸疗法经过了历代医家几千年的实践验证，其有效性早已得到公认，现代解剖学理论认为腧穴经络即是针灸治疗的解剖学基础。近年又有进一步研究针灸疗法的大体解剖和分子生物学机制，中医针灸疗法的原理与腧穴经络对疾病的治疗机制有望得到更加广泛深入的探讨[1]。如何寻找到能够直观反映针刺时脑功能变化的研究方法一直以来都是机制研究的难题，脑功能磁共振成像恰好能够直观的呈现脑部各个功能区兴奋变化，在研究过程中刺激传入时即针刺腧穴时，大脑功能核团活动发生变化，在影像上有明确的呈现，可以准确的比对中医针灸在临床上获得的效果以及西医对脑功能区进行解剖后所了解的功能对应系统，从而可以详细描述传入-中枢轴[2]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取15名健康成年男性作为研究对象，年龄24～36岁。所有受试者无大脑功能性和器质性病变，体型中等。

1.2 研究方法

1.2.1 穴位选取 足三里穴位于外膝眼下四横指、胫骨边缘。准确定位为：髌骨下缘10 cm，胫骨嵴外侧3 cm，选取右侧足三里穴针刺（具体穴位因人体型各异医生凭经验而定）。

1.2.2 针刺方式 穴位刺激期（针刺后行提插手法有酸、麻、胀等得气样感觉）与静息期交替时间均为30 s，静息 30 s 针刺 30 s 静息30 s 针刺30 s，交替7次，共持续420 s。

1.2.3 针刺效果把握 受试者接受针刺时，行上述抽提针法，针刺者务必有“得气”状态之后再停止刺激，行针过程中针下轻滑而转为沉紧，被刺者能感觉到针刺穴位有酸、麻、胀之感。针刺同时进行脑部功能性磁共振扫描[3]。

1.2.4 针刺的最佳时机与针刺的时间长短 第一步要对患者行以三平面与T1的序列扫描，然后开始脑部功能性磁共振扫描，与此同时进行前进针，扫描过程中受试者行上述留置针法和抽提针法，针刺约持续30 s，脑部功能性磁共振扫描开始后，受试者针刺“气感”应逐渐消退。进行刺激时，针刺者当听到操作者口令时，以提插针法进行刺激，垂直进针1寸，提插范围约为0.3～0.5寸，刺激频率为2次/s，刺激完成后留置针于足三里穴位处直至扫描结束。

1.3 脑部功能性磁共振扫描

1.3.1 设备名称和程序设置 方法：受试者紧闭双眼，佩戴眼罩并遮蔽光线，在MRI检查床上取仰卧位，使用西门子 MRI成像仪对患者进行数据的采集。成像仪所运行的序列为GRE-EPI（即TE=42 μs，TR为2980 μs，flip angle=90°，扫描视野为170 mm×170 mm，矩阵大小为128×128），采集的图像为T2*的功能像。以轴位开始为患者连续行以25层扫描，每层厚度为6 mm，各层的间距为2 mm，整个扫描时间为9 min30 s。扫描结束后则运用T1加权序列进行全脑的结构图像扫描，其参数TR为1600 ms，TE为2.15 μs，flip angle为9°，反转时间为800 μs，扫描视野为256 mm×256 mm，矩阵大小为256×256）。此外，可以通过组块方式刺激穴位，使穴位在刺激期和静息期之间不断交换，频率为15 s/次。

1.3.2 注意事项 脑部功能性磁共振扫描前应向受试者详细讲明实验原理和试验过程使受试者消除疑虑，解除恐惧心理。在整个试验过程中，受试者应当处于全静息状态，试验人员应封闭受试者视听[4]，避免其他外界因素对受试者脑功能区兴奋性的影响。

1.3.3 后续工作 将所有收集好的原始数据交给工作站，然后置于矩阵试验室的MATLAB-2008版平台上进行SPM8（为其网址）。待空扫数据被剔除后，将功能图像行以空间配准并进行头动校正，然后将其转化到数据分析SPM8进行预处理和统计分析。剔除空扫中采集的数据后，对所得功能图像进行空间配准、头动校正，然后转换至坐标系中通过正割内插法进行重建，每层厚度为3 mm，再设置半高全宽为0.6 cm，然后对图像做空间高斯平滑处理与降噪处理。在完成预处理之后，将通过的受试者的相关数据进行统计学分析，如此可以绘制出平均脑激活图。若激活簇>10个像素激活区，则可以视为有意义的激活。

1.4 如何确定脑功能区：

1.4.1 脑功能区划分标准 按照《脑磁共振局部解剖与功能图谱（2007）》对脑部功能区进行划分。

1.4.2 脑功能区解剖结构 （1）颞叶，在大脑左右两个半球的外侧，外形与拳击手套相近，向下方的拇指为颞叶。（2）岛叶，按功能划分也属于边缘系统，突起并呈三角形，被外部的岛盖遮盖住，豆状核则在岛叶覆盖之下，贴近脑室与外侧沟深部，此处神经可谓是高度密集，是外侧沟中体积最小的脑叶。（3）扣带回，扣带沟与胼胝体沟之间的脑回。（4）海马回，形似海马呈镰状隆嵴，其小部分处于下欠顶上方，大部处于靠近侧脑室的下角前端下方。（5）下丘脑，丘脑腹侧，前界为终板，其后是体缘平面，与上方结构之间有丘脑沟和丘脑作为分隔，底面则处于游离状态。下丘脑神经密集，功能区繁多，无论是视交叉与灰结节还是正中隆起与漏斗柄，甚至是体与后穿质等功能区均在此部位。

1.5 统计学处理

采用SPM 8统计软件，数据预处理后采用specify 1-st level进行单个被试分析。分析所得图像中处于激活状态的脑功能区其兴奋原因是否为针刺足三里穴所致，观察脑部功能性磁共振扫描图像，兴奋区域是否为针刺足三里穴得气所致的特定区域。

2 结果

参加本研究的受试者中无泛皮层伪兴奋，均可见边界清晰的脑功能区兴奋。

受试者在体会到“得气”的感受后，其具有预期兴奋功能的脑功能区得到了激活，在各功能区中，颞叶的激活最明显、兴奋范围最广，而岛叶兴奋区的激活度最低，颞叶的岛叶的兴奋程度最高。15名受试者中颞叶右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者15名（100%）；岛叶右侧兴奋者5名（34%），左侧兴奋者9名（60%）；扣带回右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者10名（66%）；海马回右侧兴奋者4名（26%），左侧兴奋者10名（66%）；下丘脑右侧兴奋者6名（40%），左侧兴奋者12名（80%）。单纯单纯兴奋最为常见，双侧兴奋则比较少见，若脑区存在双侧兴奋，则一般右侧呈点片状，左侧呈小簇状。就脑区出现兴奋性激活的区域，一般为点片状，簇状和大片状兴奋几乎不见。受试者双侧中央后回可见点片状兴奋灶，详见表1。

3 讨论

3.1 对足三里穴的认识

足三里穴为四大总穴之首，位于足阳明胃经，中医临床经验将其功能主治总结为：（1）消化不良、胃痛、腹胀、肠鸣、腹痛、便秘、噎嗝、呕吐、泄泻、痢疾[5]；（2）心悸气短、咳嗽、呼吸不畅、头晕、虚劳羸瘦；（3）失眠、癫痫、狂躁；（4）下肢痿痹、膝痛、水肿、脚气。西医理论表示，足三里穴不但可以治疗消化、循环、呼吸、神经、泌尿等全身各系统疾病，具有双向调节作用，即虚者补之实者泻之。由于其治疗的广泛性和可操作性，常作为基础与临床研究的首选穴位[6]。

在消化系统疾病的治疗中，足三里穴可归属于五行中的土相，即土中土穴，其为足阳明胃经的合穴，脾胃相表里，中医认为土可以生万物，因此足三里穴对于脾胃疾病可以起到统治的效果。通过刺激足三里穴，可以实现气机的有序升降，使脾气运行畅通、湿气得以祛除[7]。辅以脾俞穴可以使脾气得到以进步调养；辅以大肠募穴和天枢穴可以使肠胃得到有效调理，顺气而除湿；辅以中脘公孙可调胃和中。以上“调气”、“化湿”、“除湿”皆由以通治痛而出，临床运用应辨证施治。脾胃乃后天之本，调补足三里实为补养后天，对脾胃功能失调相关疾病具有良好的治疗效果。

3.2 脑部功能性核磁共振成像原理及影响因素

脑部功能性核磁共振成像利用血氧依赖技术（BOLD），以内源性血红蛋白作为对比剂，通过监测血氧饱和度发生的变化来实现功能性成像。由于神经系统需氧量大，当局部功能活跃时，血氧饱和度变化较其他系统略为明显，因此其常用于神经系统区域功能性的检测。当外周神经发生规律性刺激和静息状态交替出现时，电信号上传到对应的大脑皮层中或中枢神经的功能核团中。这时，由于神经系统更加兴奋，局部组织会出现血流动力学改变，会使局部脑组织更加耗氧、血流量更大。在这个过程中，血流量的变化幅度高于耗氧量的上升，毛细血管中氧合血红蛋白浓度也会更高，而局部去氧血红蛋白则会明显降低。由于去氧血红蛋白可以缩短T2，因此该物质的减少会导致氢质子中T2的有效横向驰预时间延长，相应的T2加权像皮层兴奋区信号增强。

通过诸多功能性MRI成像的研究可以发现，针刺腧穴能够激活对应的脑区功能，使大脑的fMRI信号出现改变，从而表现出在信息处理的过程中功能核团与大脑皮质发生的不同反应。由于选穴的差异和针刺方法的差异可引起特异脑部功能区变化，因此功能性核磁共振是研究外周刺激与中枢神经相关性的理想工具[8]。

本试验中尽可能的排除了性别、年龄、脑部疾病等非试验因素对结果的影响，入选对象都是健康成年男性，无脑发育不良及功能障碍，试验过程中隔绝外界视听干扰，使患者处于静息放松状态。

3.3 进行脑部功能区核磁共振呈现脑功能区兴奋的有效刺激状态“得气”

本试验中，受试者采用抽提针法后者不采用抽提针法而仅将针留置于相应穴位，针刺体感上也有不同，观察组患者务必达到“得气”状态，。

3.4 针刺足三里穴时大脑边缘系统兴奋的功能性核磁共振成像的探讨

本研究中观察组颞叶、岛叶、下丘脑、海马回以及扣带回均出现了程度不一的兴奋灶，并呈点片状，其兴奋区域大小和功能核团大小相等，这与大多数文献研究结果相近，但也有部分实验结果有不同结论，付平等[8]的研究中电针足三里穴使脑前额叶激活，左侧颞上回、颞中回、颞下回激活，右侧颞中回激活，脑干有少量激活，其他脑区无明显激活。

针刺足三里穴可使脑相应功能区发生激活，脑部功能性核磁共振成像技术可直观反映脑功能变化和传入-中枢机制，二者为日后针刺腧穴治疗改善机体功能提供了理论依据。

参考文献

[1]苏强，张剑宁，李明.功能性磁共振成像应用于穴位脑区功能效应的研究进展[J].中国针灸，2014，34（5）：517-520.

[2]江虹，王培军，赵小虎.功能磁共振成像观察补法、泻法针刺足三里穴对大脑作用的中枢机制[J].中国医学影像技术，2010，26（4）：635-638.

[3]杨雪捷，吴新贵.脑功能磁共振在穴位研究中应用近况[J].广西中医学院学报，2010，13（1）：79-82.

[4]徐春生，李传富，鲍风.针刺健康人功能性磁共振成像研究进展[J].中国CT和MRI杂志，2010，8（2）：64-67.

[5]石文英，章薇.脑功能磁共振成像技术在针刺研究中的应用概况[J].湖南中医药大学学报，2010，30（7）：79-81.

[6]吴萌萌，刘存志.足三里穴与脑功能相关性研究概况[J].中医杂志，2011，52（8）：710-712.

[7]宋小鸽，李传富，胡玲，等.针刺对海洛因线索诱发成瘾者磁共振脑功能成像的影响[J].针刺研究，2011，36（2）：121-127.

[8]付平，贾建平，徐敏，等.电针足三里穴后脑功能磁共振成像显示不同脑区的激活变化[J].中国临床康复，2005，9（16）：92-93.

（收稿日期：2015-08-01）