应用PET_CT和fMRI成像研究针刺机制的进展

综述与讲座　应用PET/CT 和f MRI 成像研究针刺机制的进展骆杰伟1,2,陈　慧2,王雪梅2,徐　维2(1.福建中医学院,福建福州350003;2.福建省立医院,福建福州350001)[关键词]　针刺;PET/CT 成像;fMRI 成像[中图分类号]　R445.6 [文献标识码]　A [文章编号]　1008-8849(2007)07-0997-03[基金项目]　福建省卫生厅青年科研基金资助项目(2005-1-22) 经络学说是中医学理论体系的核心内容之一,经络是人体功能活动的联络、调节和反应系统。

李时珍在《奇经八脉考》中曾提出“内景隧道,惟返观者能照察之”,循经感传活动客观存在支持了经络现象的存在。

历年来,众多学者应用现代物理学技术,从光学、热学(红外)、电学(阻抗)、磁学、声学以及同位素示踪等方面探测经络和穴位的物理表征,不同程度地证实经络现象的存在,尤其是近年来用正电子发射型计算机断层显像(positron emission Computerized tomography ,PET/CT )成像观察到肢体穴位注射18F -FD G 循经迁徙[1]。

目前用PET/CT 方法研究经络本质、穴位与靶器官效应等,是国内外研究热点,这必将为生命科学发展作出贡献。

近来用PET/CT 和功能性磁共振成像(functional magnetic reso 2nance imaging ,fMRI )研究针刺机制的切入点主要体现在针刺对脑功能影响的成像,能够在生理状态下无创的研究人脑的形态结构和功能活动,定位大脑皮质和不同核团等功能活动区,利用合适的示踪剂定量地完成活体的脑部检测,为针刺机制、中草药研究提供了一个新的平台。

PET/CT 技术一般用15O -H 2O 和13N -NH 3示踪剂检测脑血流量的改变,用18氟-脱氧核糖(18FD G )检测脑区葡萄糖代谢。

　18FD G 为葡萄糖的同系物,静脉注射后进入脑组织,在己糖激酶作用下,经磷酸化生成6-磷酸-FD G ,之后不能进一步代谢而滞留在脑细胞内,起到示踪作用。

fMRI 成像中主要采用血氧水平依赖方法,通过局部氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度比的变化,根据磁信号强度的改变,进而推知局部脑组织的活动情况。

PET/CT 主要优点是可以在分子水平上反映各种物质代谢过程,而fMRI 在空间和时间分辨率占有优势。

1　穴位针刺与相应脑功能活动区针刺对脑功能成像影响的研究对象大多是自愿正常健康者,一般设计休息期和针刺任务期2个功能状态水平进行研究,观察针刺不同穴位可引起脑部不同功能区的变化。

最早是日本的森和[2-3]报道运用PET 研究脑葡萄糖代谢显像,针刺正常志愿者单侧手三里、合谷穴时,对侧中央前回、中央后回和丘脑的代谢明显增高;针刺双侧手三里、合谷穴时,双侧中央前回、中央后回和丘脑的代谢明显增高。

Cho 等[4]利用fMRI 观察了志愿者针刺膀胱经至阴穴等(BL67-BL60)治疗眼疾的穴位与8Hz 闪烁光直接刺激眼部对枕叶视皮质区的激活作用,发现二者极为相关,而针刺相应穴位旁2～5cm 处,则无此激活作用;针刺与听觉有关穴位同样可以产生听皮质区的激活[5]。

虽然研究的例数较少,但研究的内容是科学可信的。

随后也被其他研究者所重复证实[6-7],他们的进一步研究似乎也证实这样一些假说。

但G areus 等[8]发现针刺胆经上与治疗眼疾有关的光明穴(G B37)未见可激活枕叶皮质。

Li 等[9]观察比较17个说普通话的健康中国人通过电针刺激与语言有关的三阳络穴和哑门穴,发现在右下额回、双侧颞上回活动有显著增强,然而在与传统语言有相关的左半球的左下额回没有出现活动增强,他们也发现非穴位的针刺没有发生明显的脑活动,推测特殊的穴位可能产生特定的语言效应。

Y oo 等[10]针刺与治疗眩晕有关的内关穴,研究发现在小脑、左上额回、扣带回前部、丘脑背内侧核等活动增强,而在假针刺非穴位点未出现此反应,认为内关穴此效应与临床效果一致。

Y an 等[11]用fMRI 研究37健康自愿者,与假针刺比较,针刺合谷、太冲发现针刺组在中颞回、小脑区域普通激活,伴随着在中额回、下顶叶区域信号减弱,如果只针刺太冲可激发中央后回、扣带回后部、海马旁回、Brodmann 区(BA7,19,41),而在下额回、扣带回前部、BA (17,18)区域信号减弱。

针刺合谷穴可激活颞叶,而在中央前回、上颞回、BA (8,9,45)区域信号减弱。

虽然这些数据来自于健康者,他们认为不同模式可能与治疗效果相关。

尹岭等[12-14]报道针刺右侧足三里穴,用PET 成像发现可引起同侧视丘下部、尾状核头部、双侧小脑、颞叶、中央后回、脑干的葡萄糖代谢增加。

孙锦平等[14]报道了视丘下部、桥延交界腹侧、双侧岛叶、对侧中脑、尾核头部、颞叶及额叶、小脑深部、中央后回、旁中央小叶、扣带回中部葡萄糖代谢增加,同侧小脑前叶外侧部及海马中后部的葡萄糖代谢减低;而用fMRI 脑功能成像则发现视丘下部、双侧额叶脑血流增加。

李定忠等[15]采用fMRI 观察局部挑刺与经穴深刺足三里、伏兔穴,发现二者兴奋点均集中在颞叶海马旁回。

上述一般所用穴位较少,为1～3个,国内有使用多个穴位研究的。

董竞成等[16]研究针刺单侧阳经穴位(合谷、曲池、足三里、上巨虚等)后,可见双侧额颞叶交界和颞叶、顶叶、丘脑、眶回、对侧小脑、海马葡萄糖代谢增高变化,这种变化以对侧为主。

针刺单侧阴经穴位(内关、尺泽、三阴交、阴陵泉等)后,可见双侧额颞叶交界、对侧颞叶、小脑、丘脑葡萄糖代谢减低变化和同侧海马、尾状核葡萄糖代谢增高变化。

李霁等[17]则观察发现针刺同侧合谷、曲池、足三里、上巨虚、头部运动区和风池后,两侧额叶、中上颞叶、顶叶、感觉皮质、丘脑、眶回、海马、对侧前颞叶葡萄糖代谢和脑功能活动增高。

有人则进一步观察在运动状态下针刺穴位对脑功能成像的影响。

左芳等[18]报道,在右手不间断执行自主节律握拳运动时,针刺百会和左侧曲鬓穴等头穴,双侧大脑顶上小叶、楔前叶葡萄糖代谢(以左侧大脑为主)增高,左侧小脑、脑干和前额区及颞叶降低。

常雄等[19]则报道,电针右侧曲池、合谷、足三里、三阴交等经穴,双侧壳核、小脑、右侧额内侧回、额中回、梭状回、枕中回葡萄糖代谢增高,双侧额上回、右侧旁中央小叶、左侧额中回、额下回、中央前回、扣带回则降低。

在脑梗死和痴呆的病理状态下,也有人用18FD G-PET显像研究针刺对此的影响。

李霁等[20]观察发现针刺脑梗死患者瘫痪侧合谷、曲池、足三里、上巨虚、三阴交、头部运动区和风池,而在病灶侧的中、侧额叶、上颞叶、顶叶、丘脑、双侧下额叶、中颞叶、脑岛代谢增高为主。

贾少微等[21]观察发现针刺脑梗塞患者瘫痪侧合谷、曲池、足三里、三阴交后,左侧内囊葡萄糖代谢明显增高,病灶区明显缩小,较大动脉梗死患者病灶区葡萄糖代谢增高,皮质增宽,水肿区明显缩小,病灶区局部脑/全脑葡萄糖代谢比值变化明显。

许建阳等[22]报道针刺老年性痴呆患者的合谷、太冲后,前额叶、颞叶葡萄糖代谢明显增加。

这些都说明针刺的疗效与改善不同脑区葡萄糖代谢有关。

2　针刺的镇痛研究在这个领域,已经在健康的人和动物身上都进行过实验性疼痛研究。

Chiu等[23]在老鼠身上3个穴位进行针麻,发现在广泛接受各方信息的下丘脑活动增强。

Liu等[24]也注意到与针刺非穴位相反,针刺合谷穴,在中脑导水管周围灰质(PA G)区域活动明显增强。

台湾的Wu等[25]用fMRI研究发现针麻机制与痛觉神经有关,研究了健康自愿者分别用电针阳陵泉穴,假电针阳陵泉,表面微电针阳陵泉,电针非经络线上的点。

真正电针阳陵泉穴的引起下丘脑、第Ⅰ级躯体运动皮质和扣带回头前部皮质明显活动增强。

上颞回和中枕叶皮质似乎对电针阳陵泉穴,表面微电针阳陵泉,电针非经络线上的点有反应。

他们的研究结论是电针针麻是通过调节下丘脑和边缘系统。

同样Hui等[26]研究了针灸对边缘系统与皮质下结构的影响,发现针刺合谷穴,对有针感者可表现为杏仁核、海马、海马旁、下丘脑、腹外侧区、前扣带回皮质、尾状核、豆状核、颞极、脑岛等区域核磁信号明显减低。

与此相反,在躯体感觉区表现为核磁信号增加,在只有疼痛而无针感者中上述区域表现为核磁信号增加而不是减少。

侯金文等[27]用fMRI方法研究发现,针刺右利手志愿者的右侧合谷穴后,发现PA G和左侧豆状核区的信号升高,双侧扣带回前区和双侧枕叶的信号降低。

Wu等[28]发现针刺足三里、合谷后下丘脑和腹侧纹状体的激活和前扣带回、海马回的抑制;K ong等[29]和Hsieh等[30]也得出同样的结论。

Fang等[31]观察不同的针法是否引起不同脑部区域的活动增强或抑制,他们用不同方法针刺太冲和丘墟穴位,引起同样的脑部区域活动,只是强度不一,而假针刺未见此区域脑部活动。

张蔚婷等[32]和金真等[33]报道了低频电针刺激,在对侧运动相关脑区、双侧第二躯体感觉区、对侧丘脑、扣带回中前部、同侧部分联络皮层如颞上回后部、岛叶的激活与镇痛效果呈正相关,而双侧海马的信号与镇痛效果呈负相关。

高频刺激与低频相似,但运动区域的激活相对减少,部分边缘系统有较强的抑制信号,如双侧杏仁核、扣带回膝部、伏核、双侧前额叶内侧等。

Biella等[34]也研究显示针刺引起同样脑部区域的活动,这些活动区域与痛觉区域密切相关,这些痛觉区域已被证实可以调节和管理期盼情绪、安慰、痛觉。

3　总 结现在脑功能成像越来越多地被用来研究针刺机制,不断努力地探索这个几千年来的经络之谜。

从上面的综述来后,目前的研究切入点主要在针刺对不同脑功能区的调节,有如针刺阳陵泉、足三里穴可以激活多个大脑皮质区域,包括双侧躯体感觉运动区、运动前区、副运动区,可表现出局部血流量及血氧饱和度的增加,进而改善脑血流及脑神经细胞功能,为针灸治疗中风提供科学依据。

有如PA G、下丘脑、尾核、边缘系统等是痛觉调制中枢,而在针刺镇痛的脑功能成像中可发现这些区域激活;有如视丘下部在受损的情况下可引起应激性溃疡和出血,而针刺右侧足三里可引起视丘下部葡萄糖代谢增加,提示针刺引起这部分的神经元兴奋,为足三里治疗功能性胃肠疾患提供理论依据;又如针刺可调节岛叶和体感Ⅱ区,而这些区域与情绪调控有关,这也说明了针刺镇静作用与此有关。

经络系统是一个复杂的信号传导网络,而大脑不同功能区域的相互作用尚不清楚,穴位与大脑功能区联系的特定调控渠道有待深入的研究,比较各个穴位的特异性。

总的来看,应用PET/CT、fMRI技术研究针刺机制尚在起步阶段,但从少数健康自愿者及病例数所得出科学数据却是令人振奋、可信的,譬如示踪剂循经迁徙现象,或针刺一侧的穴位,在双侧脑区信号反应,对侧反应可以从神经论解释,但很难解释同侧反应,这可以从经络论经络所经过区域来解释。