针刺镇痛fMRI

针刺镇痛机制磁共振脑功能成像研究现状

刘军平1，徐春生2，张威2，李传富2

(1.安徽中医药大学,安徽合肥 230031；2.安徽中医药大学第一附属医院影像中心，安徽合肥 230031) 【摘要】针灸作为一种有效的辅助治疗手段应用于临床来治疗各种疼痛性疾病，针刺镇痛机制的研究是临床上研究的热点之一。功能性磁共振成像技术（fMRI）是目前无创伤性的研究方法,可以直观地研究针刺镇痛引起的相关脑区活动变化。本文简要回顾疼痛及镇痛的解剖生理机制，对针刺镇痛所引起相关脑功能区的整合及调控机制进行解读，并就得气等多方面因素对镇痛效果的影响做简单概述。

【关键词】针刺镇痛脑功能性磁共振成像

Overview of researches on acupuncture analgesia

With functional magnetic resonance imaging

Liu Junping1 Xu Chunsheng2 Zhang Wei2 Li Chuanfu2

(1 Anhui University of Chinese Medicine；2 Medical Imaging Center,The First

Affiliated Hospital of Anhui University of Chinese Medicine,Hefei,Anhui 230031)【ABSTRAT】Acupuncture, as an effective complementary therapy, has been widely used in clinical treatment of various pain diseases, the study on the mechanism of acupuncture analgesia is one of the hot topics in clinical researches. As a non-invasive research method, functional magnetic resonance imaging(fMRI) can visually examine the changes in brain activity induced by acupuncture. This paper briefly reviewed the anatomical and physiological mechanisms of pain and analgesia, and summarized the integration and regulation mechanisms of the brain functional areas related to acupuncture analgesia, meanwhile, it was also summarized the influence of“deqi”and other factors on the analgesic effect.

【Keywords】Acupuncture; Analgesia; Brain; Functional magnetic resonance imaging(fMRI) 机体出现疼痛,表明组织已经或即将遭受损伤,神经系统会通过调节进行防御反应,从而保护机体；但是长期的疼痛,会影响到人们正常的生活、学习和工作，降低生活的质量。针灸，作为祖国传统医学的重要组成部分，可以治疗各种疼痛性疾病，诸如手术后疼痛、偏头痛、痛经以及腰背疼痛等，其疗效已被临床所证实[1]。但是针刺镇痛的作用机制、针刺与中枢神经系统之间的联系及其物质基础仍然未被证实，这是临床亟待解决和认识的问题。国内外学者也对其做过大量的研究，但大多通过免疫组化等传统生理生化方法，随着功能影像学诸如正电子发射计算机断层扫描（PET）和功能磁共振（fMRI）的发展，关于人体针刺镇痛的研究又有了许多新的发现。fMRI是目前最常采用的技术之一，它是基于磁共振原理，依据人脑功能区被激活时血氧程度的变化，随之产生T2弛豫时间的改变进行成像的，有着无创、高分辨率、可重复等优点,在针刺镇痛研究中具有无可比拟的优势，利用fMRI研究针刺镇痛的文献近年来呈增多趋势。本文就对国内外关于针刺镇痛相关脑功能区调节的fMRI研究及影响镇痛效果的多种因素做一综述。

1、疼痛及针刺镇痛的解剖生理机制

痛觉是一种多维复合的主观感知，与疼痛相关的信息(包括感觉、认知和情感)是通过不同的脑功能区来进行处理的，在脊髓水平经加工处理后的疼痛信号，通过内侧和外侧的疼痛通路进行传导。沿脊髓-外侧丘脑束上行，经丘脑外侧核群投射到躯体感觉皮层，包括初级及次级躯体感觉区(SI、SII)、岛叶后部，即是外侧传导通路，与感觉的辨别成分关系密切；沿上行通路传导的痛觉信息经丘脑中线核群及板内核群投射到前扣带回、前额叶和岛叶前

[基金项目]国家973计划项目（2010CB530505）；国家自然科学基金项目（81202768）；安徽省教委重大科研项目（KJ2011ZD05），安徽省自然科学基金项目（1208085MH147）。

[作者简介]刘军平（1984.10），男，安徽池州人，在职硕士研究生，研究方向：功能性磁共振成像。

[通讯作者]李传富，教授，主任医师，硕士生导师，E-mail: licf_1966@。

部，组成了内侧传导通路，主要传导痛觉的认知、注意和情绪；内外侧传导通路交叉联系，SI、SII可将信息传递到前扣带回，前扣带回的部分传出纤维投射到皮质下核团如杏仁核、伏隔核、海马及中脑导水管周围灰质，通过下行系统对脊髓的痛觉传递功能进行调节[2]。

近年来，fMRI研究发现痛觉在中枢以一种高度分散的方式广泛分布于脑皮层及皮层下区域, 包括初级及次级躯体感觉区（SI、SII）、岛叶 (IC)、前扣带回(ACC)、额叶皮质及顶叶等，这些区域在机体受到伤害性刺激时产生疼痛反应，激活频率较高，被称作为“疼痛矩阵”

[3]，这些脑区相互作用协同组成了疼痛的脑功能网络。

针刺镇痛也可能通过对这些不同脑功能区的激活或抑制，来调节脑内核团间的相互作用而触发脑内的内阿片肽系统，释放阿片样物质及肽类物质来发挥功效的[4]。利用fMRI在正常人体进行的实验结果表明，对合谷穴[5]、足三里[6-7]等穴位进行刺激，均可在脑内痛觉调制通路上的某些区域出现不同范围的兴奋或抑制，并产生血液动力学和代谢的变化。谭建豪等[7]对健康志愿者进行手针和电针针刺足三里后发现脑干、边缘／旁边缘以及脑岛等参与与镇痛有关的神经递质释放的脑区存在不同的大脑响应，推测针刺的效果可能并不是由单一的脑功能区，而是由一个有功能联络的多个脑功能区所构成的庞大流动性网络的相互作用而完成的，针刺镇痛是通过兴奋或抑制与痛觉调制相关的多个脑功能区而产生作用的，它牵涉到脊髓、脑干、丘脑、边缘系统及其核团、大脑皮层，并通过一个复杂的整合及调控，来完成镇痛的过程[8]。

2、针刺镇痛相关脑功能区调节的fMRI研究

2.1、针刺对中脑导水管周围灰质(PAG)的调节

李霁等[9]对坐骨神经痛患者进行针刺fMRI实验研究发现，受试者PAG的功能活动明显增强,认为针刺激活了PAG，抑制了疼痛信号的传导，与其镇痛作用有关，起到了缓解疼痛的作用。研究表明[10]，PAG是内源性痛觉调制系统的重要结构，是高位中枢发挥下行抑制作用的重要部分，它负责伤害性刺激的接收和调节,脊髓背角的终止神经元被激活，从而阻止了脊髓水平疼痛信号的传入，对于控制痛觉冲动的传导至关重要。Zyloney CE等[11]的实验说明针刺镇痛效应的发挥还可能通过增强PAG与后扣带回皮层之间的联系，调节默认网络的功能连接，同时针刺也可能通过对PAG与脑岛联系的干预达到镇痛作用。

2.2、针刺对丘脑的作用

张磊[12]等在电刺激镇痛的研究中发现,丘脑同多个与疼痛相关的关键脑功能区发生了功能连接的改变，说明丘脑在针刺中枢镇痛机制中起到了重要作用。丘脑是有害的讯息传入大脑皮层后，引起痛觉和痛反馈的首要中转站，近年的研究说明：在进行有害讯息的整合过程当中，丘脑中央下核和腹外侧眶皮层参与了痛觉的感受和调制作用。艾林等[13]通过建立疼痛模型，发现针刺前后疼痛信号变化不同，疼痛刺激中多个脑区被激活，针刺后，丘脑和ACC 信号降低，说明丘脑可能参与了注意力和警觉的过程，针刺也参与到整合疼痛处理的多个脑功能区而达到镇痛。

2.3、针刺对皮层体感区(SI、SII)的调制

研究表明[2]，经丘脑的各个核团，痛觉信息可以投射到不同的皮质区域。大脑皮层是高级神经活动的最高中枢，它参与了痛觉的产生过程，对针刺镇痛的影响也是一个复杂的调整过程。方继良[14]等通过将17名健康志愿者随机分组，分别手针右侧太冲穴，同时进行全脑功能核磁共振成像，躯体感觉皮层(SI、SII)、丘脑和岛叶皮层在针刺得气组及针刺疼痛组均收到了激活。SI、SII的兴奋被认为是该功能区对针感的反应，也同时说明其与疼痛的感知有关。初级感觉皮层(SI)在针刺中被激活，表明SI与痛觉的感受有关，它接收来自丘脑的痛觉和其它有害的刺激，主要处理痛觉刺激中诸如疼痛持续时间和强度，发生的位置等一般的特征。次级感觉皮层(SII)的激活在针刺镇痛研究中也经常见到，该区域与痛觉、内脏感觉关系密切，具有非特异性的感觉整合功能，在针刺镇痛效应的发挥中可能起着下行调节