針刺足三里穴腦功能成像的實驗研究

針刺足三里穴腦功能成像的實驗研究

針灸和艾灸的治療效果得到了世界的認(rèn)可，但針灸和艾灸、遠(yuǎn)中針灸和艾灸的治療機(jī)制尚不完全清楚。本文利用正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)(positronemissiontomography,PET)和磁共振腦功能成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)技術(shù)研究針刺足三里穴腦功能的變化,為針刺足三里穴治療胃腸疾病和改善腦功能提供可視性實驗依據(jù)。1對象和方法1.1研究主題健康志愿者為本文作者之一尹嶺,男性,46歲。1.2新型心電劑1.2.1針刺用具環(huán)球牌30號2寸無菌針灸針(蘇州環(huán)球針灸醫(yī)療器械有限公司)。1.2.2PET解放軍總醫(yī)院PET中心的ECATEXACTHR+主機(jī)(西門子/CTI公司),以及全套的化學(xué)合成模塊與質(zhì)量控制設(shè)備。1.2.3示蹤劑18氟標(biāo)記的脫氧葡萄糖(18F-FDG),利用RDS-111型加速器合成。1.2.4MRI美國GE公司生產(chǎn)的GE1.5Tsigma超導(dǎo)磁共振儀。1.2.5圖像處理軟件SPM(StatisticalParametricMapping)。1.3實驗方法1.3.1腦功能成像時間志愿者檢查前安靜休息30min,視聽封閉條件下靜脈注射顯像劑18FDG4mci,40min后采集數(shù)據(jù)。所用參數(shù):軸向視野(FOV)15.52cm;床位1;采集方式3D;透射時間312s;發(fā)射時間360s;層厚10mm;重建方式OSEM。1周后行第2次PET腦功能成像,在靜脈注射顯像劑前5min開始用30號2寸銀針針刺右側(cè)足三里穴,提插捻轉(zhuǎn)持續(xù)刺激30min,留針10min。視聽封閉條件、靜脈注射18FDG的劑量、數(shù)據(jù)采集和圖像重建方法與第1次完全相同。1.3.2針刺兩側(cè)足三里穴腦功能圖像的標(biāo)準(zhǔn)化與mri標(biāo)準(zhǔn)腦的融合應(yīng)用SPM圖像處理軟件中標(biāo)準(zhǔn)化程序,先將兩次腦功能成像的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與MRI的標(biāo)準(zhǔn)腦相融合,再用第2次成像的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果減去第1次成像的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果,得出針刺右側(cè)足三里穴引起腦內(nèi)葡萄糖代謝變化的腦功能圖像。1.3.3刺前靜態(tài)對照志愿者檢查前安靜休息30min,平臥在檢查床上,在視聽封閉條件下進(jìn)行MRI結(jié)構(gòu)成像,然后在一個掃描序列里按如下程序進(jìn)行:針刺前靜態(tài)對照30s→捻轉(zhuǎn)進(jìn)針30s→持續(xù)捻針180s→拔針后60s。掃描參數(shù):采用梯度回波-平面回波序列,重復(fù)時間2000ms,回波時間40ms,Flipangle=90°,掃描視野24cm×24cm,層厚:7.0mm,間隔:2.5mm,矩陣:64×64,掃描序列時間:5.0min,大腦按軸位層面平均分為12層,單層掃描時間2s,每層重復(fù)掃描150幀,共掃1800幀。1.3.4腦功能成像數(shù)據(jù)處理根據(jù)PET實驗結(jié)果,對針刺右側(cè)足三里穴腦功能變化的敏感區(qū)域,利用fMRI血氧合度依賴對比(bloodoxygenationleveldependentcontrast,BOLDcontrast)腦功能成像技術(shù)獲得腦功能成像的數(shù)據(jù),利用感興趣區(qū)域(regionofinteresting,ROI)圖像分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,獲得腦內(nèi)感興趣區(qū)血流信號強(qiáng)度的時間變化曲線。2同側(cè)視丘下室旁核及雙側(cè)哌葉葡萄糖代謝率變化針刺足三里穴時,志愿者感到針刺局部酸、麻、脹、痛,其中酸、麻感沿脛前向下放射到足背。針刺右側(cè)足三里穴前后的PET數(shù)據(jù)經(jīng)SPM軟件處理后,可見同側(cè)視丘下部、室旁核及雙側(cè)顳葉葡萄糖代謝率增加。fMRI腦功能成像示同側(cè)視丘下部、室旁核及雙側(cè)顳葉腦區(qū)腦血流增加。進(jìn)針后10s前后開始升高,持續(xù)捻針3min時興奮性曲線波動在一個較高水平。拔針后曲線開始下降,1min后仍未回到基線水平。PET功能成像葡萄糖代謝不增高的腦區(qū),fMRI腦血流變化曲線針刺前后無明顯變化。3針刺足三里穴對睡眠的調(diào)節(jié)作用足三里為四大總穴之首,具有明顯的整體調(diào)節(jié)作用,主治消化、呼吸、循環(huán)、泌尿、神經(jīng)多個系統(tǒng)數(shù)十種疾病。足三里穴對胃腸疾病有明顯療效。以往有關(guān)足三里穴治療胃腸疾病的作用機(jī)制,主要是經(jīng)絡(luò)學(xué)說,但經(jīng)絡(luò)的實質(zhì)至今尚未找到確切的可視性實驗依據(jù)。我們利用PET和fMRI功能成像研究發(fā)現(xiàn),針刺右側(cè)足三里穴引起視丘下部、室旁核和顳葉葡萄糖代謝和腦血流增加。視丘下部和室旁核是植物神經(jīng)中樞,病理情況下,這兩個部位受損可以出現(xiàn)胃腸潰瘍和出血。針刺足三里穴可以引起視丘下部和室旁核功能變化,為針刺足三里穴治療胃腸疾患中樞調(diào)節(jié)機(jī)制提供了可視性實驗依據(jù)。顳葉是精神智能相關(guān)腦區(qū),與睡眠密切相關(guān)。這可以用來解釋針刺足三里穴具有改善精神狀態(tài)和睡眠的臨床治療作用。葡萄糖代謝幾乎是腦細(xì)胞能量的唯一來源,腦內(nèi)葡萄糖代謝率反應(yīng)腦的功能狀況。18FDP是半衰期為119min左右,能通過血腦屏障,通過細(xì)胞膜進(jìn)入腦細(xì)胞內(nèi),以糖酵解的方式被己糖激酶磷酸化為18FDG-6-P。與天然葡萄糖不同的是,由于腦細(xì)胞內(nèi)葡萄糖6磷酸化酶的活性較低,18FDG-6-P很少參與此后的葡萄糖代謝而在腦組織內(nèi)滯留一段時間。Mori等對脫氧葡萄糖腦內(nèi)代謝研究認(rèn)為,它在30—45min左右達(dá)穩(wěn)態(tài),此時測定局部葡萄糖代謝率最準(zhǔn)確。故我們選擇靜脈注射18FDG40min后采集數(shù)據(jù)。血液中的脫氧血紅蛋白有和組織一樣的磁敏感性,可以看成是天然的對比劑。當(dāng)大腦受到某種刺激,使氧攝取和血流之間產(chǎn)生不平衡,從而使該區(qū)域的磁化率發(fā)生改變時,利用對磁化率敏感的快速高分辨梯度回波磁共振成像技術(shù),得到MRI信號(離散的數(shù)據(jù)點)的變化,此即血