天津中医药  2019, Vol. 36 Issue (3): 309-312

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李华南, 张玮, 刘斯文, 骆雄飞, 房纬, 马菲, 王金贵
LI Huanan, ZHANG Wei, LIU Siwen, LUO Xiongfei, FANG Wei, MA Fei, WANG Jingui
功能磁共振技术在推拿科学研究中的应用进展
Application progress of fMRI in massage science research
天津中医药, 2019, 36(3): 309-312
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2019, 36(3): 309-312
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2019.03.25

文章历史

收稿日期: 2018-12-16
功能磁共振技术在推拿科学研究中的应用进展
李华南1,2 , 张玮1,2 , 刘斯文1,2 , 骆雄飞1,2 , 房纬1 , 马菲3 , 王金贵1,2     
1. 天津中医药大学第一附属医院推拿科, 天津 300193;
2. 国家中医药管理局推拿手法生物效应三级实验室, 天津 300193;
3. 天津市中医药研究院附属医院科教科, 天津 300120
摘要:功能磁共振成像(fMRI)技术出现于20世纪90年代,它集合了神经活动与高分辨率磁共振成像技术,为学者们研究人及动物的脑或脊髓提供了巨大的技术支持。同时,也已成为揭示针灸、推拿等中医疗法发挥全身调节作用、研究针灸推拿在疾病治疗方面的大脑中枢机制提供了重要研究手段。文章通过搜集检索近年来国内外发表与fMRI相关的推拿手法文献,分类整理运用fMRI技术开展的相关研究内容,进一步阐释推拿中枢作用机制的研究进展,就fMRI技术在推拿研究领域的应用作一综述。
关键词推拿手法    功能磁共振成像    机制研究    生物效应    综述    

推拿手法的广泛性应用不仅在中国,而且在全世界范围内都得到了普遍认可,但与手法广泛应用不相匹配的是机制研究的相对滞后,以及缺乏可视性实验依据。现代医学研究结果表明,手法的起效与中枢神经系统有密切关系,特别是与大脑特定皮质功能有关[1]。为了全面揭示推拿的作用机制,有必要充分利用现代技术手段如:神经电生理、影像学等开展系统研究,来揭示推拿手法的治病机制。

功能磁共振成像(fMRI)是近年来新兴的研究技术。它是在无创的条件下,利用磁振造影来测量神经元活动所引发血液血氧饱和度的改变,进一步对人脑进行功能分析,一次成像可同时获得解剖与功能影像,fMRI在“观察活动中的大脑”时,时间、空间分辨率均达到了极限。现在研究表明,fMRI具有安全、高分辨率、高精确度、无辐射、无需注射对比剂的特点。因此,fMRI一出现就受到了科学界极大的关注。它在反映疾病亚临床阶段的功能改变、实时同步的反应个体化脑功能定位,特别是在探索中枢神经系统用药、外治方法干预等机制研究方面具有优势[2]。同时,随着数据采集技术与图像重建算法的改进以及计算机运算能力的提高,在传统静息态信号研究基础上,逐渐出现了动态功能连接。凭借该技术受试者能够自主调节相关脑区的激活水平,与被调节脑区相关的认知过程或行为也会随之变化,这为认知神经科学提供了一种新的研究范式[3-4]

文章将就近年来国内外推拿手法领域利用fMRI所做的研究进行回顾,综述利用fMRI进行推拿手法作用机制研究的内容,总结目前研究存在的问题及可借鉴之处。

1 手法-穴位的特异性效应

国内学者彭旭明等[5]观察一指禅推拿与指压两种不同手法在丘墟、太溪穴操作对脑功能的影响。研究结果显示,各组手法(一指禅推右侧丘墟穴组、一指禅推右侧太溪穴组、指压右侧丘墟穴组、指压右侧太溪穴)都对皮质运动区有激活,对听觉中枢或听觉有关系,并可激活高级神经活动和内脏活动功能。但是,不同手法作用于同一穴位其刺激激活的脑功能区有所区别,同一种手法对不同穴位刺激激活的脑功能区也不同。学者陈尚杰等[6]通过fMRI来观察针刺与推拿太溪穴时脑功能区的激活变化。研究过程中选取健康青年志愿者24例,随机分为两组,分别给以针刺或推拿右侧太溪穴,并进行fMRI的同步扫描。结果显示:针刺组与推拿组作用于志愿者右侧太溪穴时能激活额顶叶。同时,一指禅推法除了额顶叶之外,还有颞叶、脑岛等的激活。可见,针刺的作用点小,而一指禅推法作用的面更大。王晅等[7]通过fMRI技术,对12例健康志愿者指揉左侧合谷穴,同时进行脑激活检测,发现指揉合谷穴可激活头面及肢体的相关运功、感觉中枢。

2 推拿疗效机制相关研究

推拿具有广泛的临床应用和肯定的疗效,这其中的机制除了推拿改善施术局部生物力学结构、循环状态、淋巴回流、细胞内环境等相关外,还与中枢神经系统介导的整体调节密切相关。

2.1 对神经系统疾病作用机制的研究

狄桦[8]观察选择性脊柱推拿对缺血性脑卒中后手功能障碍患者的fMRI影响。研究结果表明,该疗法可以改善患者手运动功能、高水平认知功能、躯体感觉区、语言区等多个脑区的局部功能与相关网络连接水平,其机制可能是手法对脊柱及脊神经的刺激,促进了患者全脑功能网络的代偿和重塑,从而起到改善缺血性脑卒中后手功能障碍的作用。曾庆云等[9]应用fMRI探讨推拿对缺血性卒中后运动皮质功能重组影响。结果显示,推拿治疗前右侧(患侧)对指运动以右脑激活为主,激活脑区较少,激活体素低;推拿治疗后患者右侧(患侧)对指运动时右侧中央前回手部支配区域激活强度明显增加,左脑双侧初级运动区呈小簇状激活,运动前区和辅助运动区激活较前显著,双侧后顶叶皮质激活。提示推拿可能通过调节中枢的张力反馈通路,对中枢的运动协调整合功能产生影响,改善初期运动功能障碍状态和运动协调性、灵活性,促进脑皮质运动区功能重组。

2.2 对消化系统疾病作用机制的研究

推拿对消化系统的影响可以通过推拿力学信号的直接作用,也可借助肠-脑等的间接作用,进一步调节胃肠运动功能,影响胃肠分泌功能,对胃肠道进行调整。许一鹤[10]应用fMRI技术研究单纯性肥胖患者按摩治疗的作用机制。结果显示,治疗后患者下丘脑外侧区与右侧中央后回静息态功能连接度升高;左侧额上回、额中回静息态功能连接度降低。提示按摩在治疗肥胖过程可能通过调节躯体感觉中枢,并以边缘系统、奖赏回馈系统整合高级认知活动相关脑区发挥治疗作用。王金贵[11]探讨摩腹法对便秘型肠易激综合征白兔模型不同脑区激活的fMRI特征。实验结果发现,摩腹第1次操作时,激活部位在丘脑、扣带前回、脑岛皮质、脑干;而连续操作20次后再次检测,发现其激活部位仍然在上述部位。同时,摩腹组激活脑区与模型组比较激活像素和激活强度显著降低。这些结果均提示摩腹法可以有效调控便秘型肠易激综合征家兔模型内脏敏感化中枢。

王艳国等[12]应用fMRI观察小儿推拿对脾虚腹泻患儿的影响,结果显示在小儿推拿过程中,单独推脾土或推大肠穴以及两穴组合均可以激活脾虚腹泻幼儿的左侧中央后回、右侧扣带回、左侧额中回、右侧颜叶以及岛叶等脑区。推拿脾土穴位区域或两穴组合,其触觉刺激在左岛叶、右侧中央后、左侧扣带回、左侧小脑蚓的信号均较推拿大肠穴升高。研究提示,推拿脾土和大肠穴等特定穴治疗儿童腹泻触觉刺激信号的中枢传入是受大脑皮质及皮质下包括:躯体感觉、内脏感运以及情绪记忆等中枢神经网络调控整合。徐忞[13]应用fMRI观察捏脊对肥胖的影响。研究显示,捏脊组可引起感觉运动区、语言中枢、颞回、边缘系统、小脑等脑区的低频振幅(ALFF)增高,脑部fMRI成像血流改变明显。结果证实捏脊疗法可能通过改善脑部特定区域如下丘脑腹内外侧核、背侧核、视交叉神经核、弓状核,产生饱腹感而减少饥饿,同时调节摄食行为的发生,増加能量的代谢。进而对脾胃的调节功能起到良好效果,达到满意的减肥效果。

2.3 对疼痛作用机制的研究

针刺镇痛的研究可谓是针刺机制研究较为成熟的范例,其初步实验结果肯定了内源性阿片肽类物质在针刺镇痛机制中的作用,并表明导水管周围灰质在针刺镇痛中扮演了重要角色[14]。而推拿的镇痛效应虽没有针刺研究深入,但是其疗效也早已被临床证实,龚金德等[15]认为推拿镇痛可能与脑内奖赏中枢有关,其激活了脑内的愉悦环路与镇痛环路,降低了致痛性神经递质和提高了抑痛性神经递质,阻滞了疼痛信号的传导,从而产生舒适感。李征宁等[16]同样证实,疼痛发生时,与其相关的焦虑和恐惧同时增强,fMRI显示患者顶叶(环曲回和角回)和扣带回在血氧水平依赖(BOLD)信号变化明显。

曹淑华等[17]观察膀胱经穴位推拿对腰椎间盘突出症患者fMRI的信号变化。结果推拿膀胱经穴与非穴位,fMRI有显著差异;推拿膀胱经穴使得患者脑功能区中脑导水管周围灰质、豆状核、前扣带回信号明显升高,而推拿非穴位患者,其功能区豆状核苍白球信号明显降低,说明膀胱经穴位推拿有明显中枢镇痛作用,穴位推拿与非穴位推拿临床疗效有明显差异,更进一步提示临床推拿治疗时经穴定位准确非常重要。张华等[18]研究颈椎病慢性疼痛患者经中医手法治疗后,其fMRI的变化。结果显示,中医推拿手法治疗可能通过调整患者的默认网络,增强默认网络与感觉和执行相关皮层的连接,抑制其与认知、视觉及记忆皮层的联系而改善临床症状。赖淑华等[19]观察脊柱旋转手法治疗对腰椎间盘突出症患者fMRI的影响。结果显示,手法干预后患者双侧枕上回、左侧枕中回、双侧楔叶、左侧踞状回的ALFF值较治疗前增高。提示,旋转手法改善腰椎间盘突出症患者疼痛症状,可能通过激活部分脑区实现。

国外学者Tiffany Field[20]采用中度压力进行按摩时,患者很快进入安静状态。他借助FMRI研究发现,包括:杏仁核、下丘脑和前扣带皮质在内的几个脑区都在按摩过程中有相应变化,而这些脑区都与压力和情绪调节有关。Charles W. Gay[21]利用功能性磁共振成像,以探讨手法调节疼痛的大脑区域之间功能性连接的即时变化。研究将腰痛患者随机分为3组:脊椎推拿组、脊柱松动组、治疗性抚触组。结果:躯体感觉皮层,次级躯体感觉皮层,丘脑,前扣带回和后扣带皮质,前、后脑岛,和中脑导水管周围灰质是主要的反应区。结果:在所有3种干预措施中,在共同的几个脑区发现脑功能连接改变。3组患者疼痛均有明显改善。这些结果提示手法治疗对参与处理和调节疼痛的大脑区域之间有直接的影响。Sparks CL[22]应用fMRI观察手法治疗有急性或亚急性机械性(非创伤性)颈痛症状志愿者的血氧值变化。结果发现手法在志愿者的岛叶和躯体感觉皮质激活面积(干预后)增加,并一定程度上缓解了患者的颈痛。

2.4 其他研究

日本学者对健康志愿者进行足部反射区刺激,观察fMRI的变化情况。结果表明,刺激任一只脚的眼睛反射区都会在左侧中枢后回引起活动,中枢后回实际是面部视触觉投射的区域,在对另一只脚的眼睛反射区域进行刺激,也得到了相同结果。同时,研究还表明反射区和初级躯体感觉皮质投射神经之间的关系与身体局部实际表现症状并不一样。结果表明,在对于反射区刺激的感知神经加工与特定反射区域的触觉之间存在着牢固的关系。

国外学者MIURA[23]采用fMRI技术研究了不同按摩方式对健康成人的即时神经生理效应。健康志愿者被随机分配到4个组:瑞典按摩组、足底反射学组、传统按摩组、静息对照组。结果,当健康志愿者在功能核磁中执行认知联想任务时,对右脚进行干预。可以发现瑞典按摩疗法激活了大脑扣带回前部和后部皮质。有趣的是,在静息状态下,反射学按摩选择性地影响后扣带回,而在认知任务执行过程中,用传统按摩方式操作则增强了该区域的BOLD反应。这些发现应该对更好地理解替代疗法如何影响神经活动有启示作用。

3 讨论

fMRI是无创、即时、精确的反映人体大脑反应,它的图像空间及时间分辨率高,重复性好,无离子辐射,无侵袭性,费用相对较低,可以直接显示激活功能区的部位、大小、范围。目前,其在针灸、推拿方面的研究已取得一些阶段性的进展,特别是利用fMRI技术进行的针刺作用机制研究主要包括穴位特异性、针刺疗效机制、针刺个体差异性及针刺持续效应等几个方面研究,初步阐明了针刺疗效机制[24-26]

推拿手法的研究结果受诸多因素的影响,如手法标准化、操作方法、刺激程度等影响,研究结果的严谨性尚需进一步提高。同时,其国内外研究成果主要集中于推拿手法干预中枢神经系统疾患、调节消化系统疾病、缓解疼痛的机制研究,特别是国外学者针对推拿手法缓解疼痛研究比较多见。另外,受限于人体状态、心理因素、视觉、听觉等条件的影响。以及fMRI本身存在的一些问题,如图像质量,低时间分辨率等,都一定程度影响了相关研究成果的可信度,限制了成果推广。

不过,相信随着fMRI技术、研究方法与推拿标准化的不断发展完善,将为推拿机制研究创造更广阔的途径。后续研究中,可以借助现今科学的研究方法,严谨的试验设计和全面的图像处理方法,严格控制干扰因素,以疾病为中心,结合推拿技术,实现对研究全过程的科学化管理。

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Application progress of fMRI in massage science research
LI Huanan1,2 , ZHANG Wei1,2 , LIU Siwen1,2 , LUO Xiongfei1,2 , FANG Wei1 , MA Fei3 , WANG Jingui1,2     
1. Department of Tuina, First Teaching Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China;
2. National Laboratory of Tuina Biological Effects, State Administration of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China;
3. Department of Science and Education, Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine Research Institute, Tianjin 300120, China
Abstract: Functional magnetic resonance imaging (fMRI) technology appeared in the 1990s. It combines neural activity and high-resolution magnetic resonance imaging technology to provide scholars with research on the brain or spinal cord of humans and animals. At the same time, it has also become an important research tool to reveal acupuncture, massage and other medical methods in systemic regulation, and to study the central mechanism of acupuncture and moxibustion in the treatment of diseases. This paper collects and retrieves the domestic and foreign publications related to fMRI in recent years, classifies and organizes relevant research content using fMRI technology, further explains the research progress of the mechanism of massage central mechanism, and applies the application of functional magnetic resonance technology in the field of massage research.
Key words: massage manipulation    functional magnetic resonance imaging    mechanism research    biological effect    review