针感为针具刺入皮肤后机体接收到的感觉与感应,是针刺后续操作的重要前提[1];针感包括医者感觉与被试者感觉两类,得气感属于高级针感,为针刺取得疗效的重要影响因素之一[2]。传统的得气感包括主观的酸、麻、重、胀等单一感觉及麻胀、酸胀等复合感觉,现代有研究者主张在此基础上补充“窜、动、抽”三种针感[3]。目前,关于“得气”的研究主要集中在得气的物质基础[4-5]、得气促效机制[6]、得气的定性及定量认识[7]、得气与临床疗效的关系[8-9]四个方面,虽然研究范围广泛,但多数研究结论不一致,存在众多争议,尤其是关于得气的特异性中枢效应仍处于初步探索阶段。应用功能性磁共振成像(fMRI)评价针刺效应的研究[10]表明,针刺可引起脑功能网络血流动力学变化,尽管脑对不同穴位针刺刺激的反应稍有差异,但在不同穴位针刺刺激产生得气感时却均能获得总体上类似的中枢效应。为探索针感相关脑效应的特点,本研究以针刺健康受试者廉泉穴为切入点,借助fMRI技术,对针刺过程中受试者的针感与针刺产生的脑效应进行相关性分析,以挖掘不同针感类型与脑效应之间的内在联系。本研究已通过天津中医药大学第一附属医院伦理委员会批准(伦理审查编号:TYLL2021[K]字005)。
1 资料
1.1 研究对象
于2020年2月至2021年2月按性别1∶1的比例从天津中医药大学在校学生中招募健康受试者20例,年龄23~33岁,平均(28.15±2.65)岁。
1.2 纳入标准
1)年龄18~35岁,汉族,母语为汉语,右利手;2)身体健康,生命体征正常,精神状态良好;3)本科及以上学历,能够理解并配合完成研究;4)自愿参加研究并签署知情同意书。
1.3 排除标准
1)月经期、妊娠及哺乳期妇女;2)近两个月服用过镇静、兴奋性药物或静脉注射过麻醉药物;3)焦虑自评量表(SAS)[11]≥50分和抑郁自评量表(SDS)[12]≥50分;4)存在严重烟酒、药物依赖;5)畏针及晕针;6)存在fMRI禁忌症如体内植入金属、人工耳蜗或幽闭恐惧症等。
1.4 脱落标准
1)在临床试验过程中依从性差,或不愿继续参加研究而主动退出;2)试验中出现严重不良事件,不宜继续进行观察;3)未按规定操作或观察资料不全而影响评估。
1.5 剔除标准
1)fMRI数据图像头动范围过大(>3mm);2)数据图像预处理过程标准化不佳。
2 方法
2.1 样本量估算
目前对针刺相关神经影像学临床试验的样本量无明确计算方式,本研究根据当前国际获得肯定的评述[13]中的标准,认为相关试验每组样本量不少于12例。考虑到数据脱落及后期数据分析的剔除情况,结合本研究交叉试验设计方法,纳入20例受试者,共40例次。
2.2 随机分组与盲法
本研究采用随机交叉试验设计。采用随机数字表法将受试者分为两个部分,每部分10例。所有受试者均接受真针刺与假针刺两种干预,一部分受试者先接受真针刺,间隔7天洗脱期后再接受假针刺;另一部分先接受假针刺,间隔7天洗脱期后再接受真针刺。接受真针刺时收集的数据归为试验组,接受假针刺时收集的数据归为对照组,两组样本量均计为20例。
本研究采用单盲试验设计,即受试者在试验结束前不知道自己的分组;由于针刺操作的特殊性,无法对针灸师实施盲法。此外,数据收集者、统计分析者对试验分组不知情。
2.3 干预方案
真针刺干预:取廉泉穴(在颈前区,前正中线上,喉结上方,舌骨上缘凹陷处),选用华佗牌银质针(苏州医疗用品厂有限公司,批号:202011,规格:0.35 mm×50 mm)垂直进针,向舌根方向进针25~40 mm,捻转幅度小于90°,捻转频率为120~160 r/min,行手法1 min,留针8 min,重复1次,操作时长共18 min,出针。由于普通不锈钢针为镍铬等合金材料制成,具有磁性,将对fMRI检查信号产生干扰;而银质针所具磁性基本可忽略,不会对测量产生干扰[14],故本研究选用银质针治疗。
假针刺干预:取类廉泉穴(在右侧颈前区,喉结上方,舌骨体下缘右侧凹陷中,前正中线旁开1寸处),用银质针浅刺使针悬挂在皮肤上,针灸师手拿针柄但不行手法持续1 min,留针8 min,重复1次,操作时长共18 min,出针。
本试验由两名医师(职称均为主治以上)完成针刺操作,为保证操作过程质量统一,提前对两名医师进行了针刺操作培训,并以预试验对培训效果进行检测,检测合格后方进行试验。
2.4 观察指标及方法
2.4.1 针感评分
所有受试者在针刺时采用马萨诸塞州总医院针感量表(MASS)[15]对针感进行评分,针感包括疼痛(单纯痛感,不能区分具体疼痛性质偏向)、酸痛、深压痛、沉重感、胀痛、刺痛、麻木感、如鲠在喉感。针感强度以0~10分评价:0分为无感觉,1~3分为轻度,4~6分为中度,7~9分为重度,10分为不可忍受的强度。
2.4.2 fMRI检查
受试者在静息态下fMRI检查过程中进行真针刺和假针刺干预,记录针刺前和针刺后低频振幅分析(ALFF)数据。为减少干扰,在评估针感和进针、行针、出针时暂停扫描。
扫描范式:采用静息态试验设计,受试者平卧,扫描前平静休息15~20 min,采用16通道矩阵头线圈固定,用弹性泡沫耳塞填塞双外耳道以降低扫描过程中噪音对受试者的干扰。用海绵垫填塞头部与线圈之间的空隙以固定受试者头部。嘱受试者在扫描过程中保持闭眼静息、身体静止不动、均匀呼吸、保持清醒、减少思考。
主要扫描背景:扫描仪器为西门子医疗系统有限公司生产的Siemens 3T Skyra MR。1)结构像:采用TI-3D MPRAGE序列,矢状扫描,从左向右采集,获得全脑高分辨率T1WI结构像。扫描参数:重复时间(TR)/回波时间(TE)=2000 ms/1.97 ms,翻转角(FA):8°,激励次数(NEX):0.5,视野:256 mm×256 mm,矩阵:256×256,层厚:1.0 mm,间隔:0 mm,层数:192层,单次扫描时间为4 min 40 s,获得图像190幅。2)rs-fMRI扫描:采用梯度回波(GRE)单次激发回波平面成像(EPI)技术。扫描参数:TR/TE=2000 ms/30 ms,FA:90°,NEX:1,视野:220 mm×220 mm,矩阵:64×64,层厚:3 mm,间隔:3 mm,层数:37层,采集240个时相,单次扫描时间为8 min 8 s,获得图像2037幅。
数据预处理:在Matlab 2018a(R2018a;MathWorks,Inc.,Natick,MA)环境下使用SPM12(https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)和RESTplus v1.24 (http://restfmri.net/forum/restplus)软件对fMRI数据进行预处理。具体预处理步骤包括去除时间点、时间层校正、头动校正、空间标准化、去线性趋势、回归协变量。
基于ALFF计算得到peak点脑区信号:使用DPABI V5.1(http://rfmri.org/dpabi)软件进行分析,设置voxels水平P<0.05,cluster水平P<0.05,脑区voxels>10。ALFF计算是通过快速傅立叶变换(FFT)公式,将血氧依赖水平(BOLD)信号从时域转换到频域,得到BOLD信号在频域上的功率谱,对该功率谱进行开方计算,并计算有效频段内功率开方的均值即为ALFF,再除以全脑平均ALFF进行标准化,最后用4 mm的高斯平滑核对标准化后的ALFF进行平滑,并将平滑后的结果用于后续的统计分析。
脑区信号值的提取:使用RESTplus V1.24(http://restfmri.net/forum/index.php?q=rest)软件,以脑区peak点为中心(使用peak点的X、Y、Z坐标定位),以6 mm为提取半径,对每个受试者的ALFF指标进行提取。
2.5 统计学方法
使用SPSS V25.0软件进行统计分析。符合正态分布或近似正态分布的连续变量采用均值±标准差(
3 结果
20例受试者的扫描数据中,3例数据图像头动范围过大、1例数据图像预处理标准化不佳而予以剔除,最终纳入统计分析的受试者共16例、32例次。
3.1 两组受试者针感评分比较
表1示,试验组受试者酸痛、深压痛、沉重感、胀痛、刺痛、如鲠在喉评分及总分均高于对照组(P<0.05或P<0.01);疼痛、麻木感评分两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。
指标 | 例数 | 酸痛 | 疼痛 | 深压痛 | 沉重感 | 胀痛 |
---|---|---|---|---|---|---|
试验组 | 16 | 4.44(2.25,6.75) | 2.56(1.25,3.75) | 2.50(0,4.75) | 3.06(0,5.75) | 5.13(3,7.75) |
对照组 | 16 | 1.63(0,1.75) | 1.56(0,2.75) | 0.44(0,0) | 1.00(0,1.75) | 1.31(0,1.75) |
Z值 | -3.127 | -1.500 | -2.810 | -2.362 | -3.419 | |
P值 | 0.002 | 0.134 | 0.005 | 0.018 | 0.001 | |
指标 | 例数 | 刺痛 | 麻木感 | 如鲠在喉 | 总分 | |
试验组 | 16 | 3.19(1,6.00) | 1.69(0,3.50) | 4.06(0.75,6.50) | 26.60(18.25,33.75) | |
对照组 | 16 | 1.38(0,2.00) | 0.44(0,0.75) | 0.44(0,0) | 8.19(1.00,9.75) | |
Z值 | -2.105 | -1.752 | -2.943 | -3.258 | ||
P值 | 0.035 | 0.080 | 0.003 | 0.001 |
3.2 两组受试者针刺后脑区功能活动变化结果
两组受试者针刺前ALFF指标比较差异无统计学意义(P>0.05),大脑功能活动状态一致,具有可比性。表2示,针刺后试验组功能活动状态明显升高的脑区包括左侧枕上回、右侧颞中回(P<0.05);对照组功能活动状态明显升高的脑区包括右侧梭状回、右侧岛盖部额下回,功能活动状态明显降低的脑区为右侧脑岛(P<0.05)。两组组间比较,试验组较对照组脑区功能活动状态明显升高的脑区包括左侧颞下回、左侧小脑6区、左侧楔前叶(P<0.05),提示此3个脑区为真针刺和假针刺的功能活动状态差异脑区。
组别 | 簇 | 体素大小 | t值 | MNI坐标/mm | 脑区 | 脑区功能活动状态 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
X轴 | Y轴 | Z轴 | ||||||
试验组 | 簇1 | 10903 | 9.1471 | -21 | -90 | 30 | 左侧枕上回 | ↑ |
簇2 | 473 | 6.4825 | 66 | -30 | -15 | 右侧颞中回 | ↑ | |
对照组 | 簇1 | 10518 | 6.2030 | 27 | -69 | -12 | 右侧梭状回 | ↑ |
簇2 | 303 | 4.2923 | 60 | 12 | 3 | 右侧岛盖部额下回 | ↑ | |
簇3 | 176 | -4.3919 | 30 | 18 | -6 | 右侧脑岛* | ↓ | |
试验组vs对照组 | 簇1 | 334 | 5.0011 | -45 | -51 | -6 | 左侧颞下回* | ↑ |
簇2 | 219 | 4.2047 | -27 | -66 | -27 | 左侧小脑6区 | ↑ | |
簇3 | 220 | 4.6375 | -9 | -36 | 30 | 左侧楔前叶* | ↑ |
3.3 试验组受试者针感评分与差异脑区ALFF指标的相关性分析
表3示,酸痛、疼痛、深压痛、刺痛、麻木感、如鲠在喉评分以及总分与脑区左侧颞下回ALFF指标有相关性(P<0.05);针感各项评分及总分与左侧小脑6区、左侧楔前叶ALFF指标无相关性(P>0.05)。
项目 | 左侧颞下回ALFF指标 | 左侧小脑6区ALFF指标 | 左侧楔前叶ALFF指标 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
r | P值 | r | P值 | r | P值 | |||
酸痛 | -0.525 | 0.037 | 0.056 | 0.838 | -0.232 | 0.386 | ||
疼痛 | -0.633 | 0.008 | -0.010 | 0.971 | -0.259 | 0.334 | ||
深压痛 | -0.806 | <0.001 | -0.064 | 0.813 | -0.352 | 0.181 | ||
沉重感 | -0.079 | 0.772 | -0.195 | 0.469 | -0.220 | 0.414 | ||
胀痛 | -0.157 | 0.560 | -0.233 | 0.386 | -0.011 | 0.968 | ||
刺痛 | -0.667 | 0.005 | -0.210 | 0.435 | -0.469 | 0.067 | ||
麻木感 | -0.529 | 0.035 | -0.412 | 0.113 | -0.131 | 0.629 | ||
如鲠在喉 | -0.543 | 0.030 | 0.064 | 0.815 | -0.105 | 0.698 | ||
总分 | -0.712 | 0.002 | -0.186 | 0.489 | -0.321 | 0.225 |
4 讨论
针感的种类与强度通常受针刺部位的影响,各组织结构均可产生酸感、沉重感、胀感、麻感、刺感、痛感等针感,但针感强度不一[16]。廉泉穴为临床常用穴,其单穴主治包括喘证、咳嗽、舌肿难言、舌纵、舌根急缩、呕吐、痉证、中风、胸痹以及口疮等,以头面五官类疾病(特别是舌咽病症)为主[17]。其由浅到深的进针层次分别为皮肤、皮下组织、左右二腹肌前腹之间、下颌舌骨肌、颏舌骨肌以及颏舌肌,局部神经包括颈横神经、三叉神经、舌下神经及舌咽神经,邻近血管主要包括颈前静脉[18]。本研究中廉泉穴针刺操作为深刺(约25~40 mm),针刺过程中局部表层皮肤及深层肌肉、血管、周围神经均可受到针刺作用的影响而出现较为丰富的复合针感。本研究结果发现,试验组即真针刺过程中可主观感觉到明显的酸痛、深压痛、沉重感、胀痛、刺痛及如鲠在喉感,而对照组这些感觉不明显。
枕叶为视觉中枢,同时亦可将视觉信息与言语及其他执行功能的大脑加工系统联系起来[19],而在卒中后吞咽障碍患者中也可观察到代偿性质的枕叶ALFF指标增加[20];颞中回主要负责听觉、言语等高级神经功能的调节。本研究结果显示,试验组ALFF指标变化脑区包括左侧枕上回及右侧颞中回,提示廉泉穴针刺可引起视觉、吞咽、语言等功能的变化,与其临床主治相适应。此外,两组ALFF指标差异较大且脑功能活动增强的脑区主要分布于左侧楔前叶、颞下回、小脑,部分区域与默认模式网络(DMN)相匹配。DMN主要由后扣带回、内侧前额叶、楔前叶、顶下小叶、颞下回以及其他脑区组成[21],并已被证明受到广泛脑部疾病的影响[22]。本研究结果提示,真针刺与假针刺这一差异可反映针刺的条件性特征,即不同刺激方法、不同针刺状态具有不同的脑网络调节模式,这可能与针刺得气感相关。
关于针感的认识,前期有研究提出DMN与边缘系统可能与针刺得气感相关[23],且这一效应仅为针刺过程中的疼痛感诱导[24],故针刺所产生的针感仅为纯物理刺激,而无特异性效应。本研究相关性分析发现,廉泉穴针刺过程中的多种针感,包括酸痛感、疼痛感、深压痛感、刺痛感、麻木感以及如鲠在喉感均与脑区左侧颞下回相关。研究[25]表明,左侧颞下回与命名性失语相关,而失语为廉泉穴主治功能之一,提示有效的复合针感与腧穴针刺效应有密切关系。虽然对照组在针刺过程中也出现脑区功能活动变化,但均与针感无相关性,提示针感的脑效应具有特异性。同时,廉泉穴特异性针感涉及脑区系统分布较广,包括听力相关脑区、平衡相关脑区等,非仅与疼痛感相关的DMN[26-27]。由此可推断,相较于疼痛感,廉泉穴针刺过程中的深压痛感、如鲠在喉感等复合针感更有可能为引起特异性脑中枢效应的针感,而这种特异性可能带来了针刺疗效。
本研究亦存在不足:1)本研究无法直接对受试者检查过程中的心理波动进行控制并精准评估,而这些有可能影响试验结果;2)本研究仅对单一腧穴的脑效应进行探索,但实际临床应用中多采用多穴配伍同时刺激,产生的叠加效应与单穴效应有所区别,故今后还有待于进行组穴效应探索,以进一步明确针感与脑效应的相关性。
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