天津中医药大学学报  2023, Vol. 42 Issue (1): 19-23

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宋思敏, 王益民, 刘阳阳, 郭义
SONG Simin, WANG Yimin, LIU Yangyang, GUO Yi
针刺得气对健康受试者脑功能反应影响的研究
Study on the effect of acupuncture deqi on functional response of healthy human brain
天津中医药大学学报, 2023, 42(1): 19-23
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2023, 42(1): 19-23
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2023.01.04

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收稿日期: 2022-11-02
针刺得气对健康受试者脑功能反应影响的研究
宋思敏1,2,3 , 王益民3 , 刘阳阳1 , 郭义1,2     
1. 天津中医药大学实验针灸学研究中心, 天津 301617;
2. 国家中医针灸临床研究中心, 天津 300193;
3. 天津中医药大学中医药研究院, 天津 301617
摘要: [目的] 探索针刺得气对受试者脑功能的影响,为客观表征针刺得气提供实验依据。[方法] 对30例健康受试者的手三里穴分别施行得气与不得气针刺操作,以视觉模拟评分(VAS)量表评价受试者主观得气感,并运用功能性近红外光谱(fNIRS)技术全程采集受试者脑功能信号,比较针刺得气与不得气时受试者的脑激活和脑连接情况;分析主观得气感与脑功能激活的相关性。[结果] 针刺得气激活了双侧额叶岛盖部、背外侧前额叶皮质区、左侧三角部及右侧额极区,使同侧顶叶和颞叶、左侧颞叶与右侧顶叶之间的脑功能连接增强;受试者得气感与脑功能反应具有相关性。[结论] 针刺得气可激活受试者双侧额叶,增强不同脑区间的功能连接性,受试者脑功能反应可能有助于客观表征针刺得气。
关键词: 针刺    得气    近红外脑功能成像    客观化    
Study on the effect of acupuncture deqi on functional response of healthy human brain
SONG Simin1,2,3 , WANG Yimin3 , LIU Yangyang1 , GUO Yi1,2     
1. Research Center of Experimental Acupuncture Science, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
2. National Acupuncture and Moxibustion Clinical Research Center, Tianjin 300193, China;
3. Institute of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China
Abstract: [Objective] To explore the effect of acupuncture deqi on brain function of acupuncture recipients, so as to provide experimental basis for objective characterization of acupuncture deqi. [Methods] The 30 healthy subjects were recruited and treated with deqi and Non-deqi operation respectively. The Vas scale was used to evaluate the subjective feeling of deqi, and the brain function signals of the subjects were collected by functional near infrared spectroscopy, compare the brain activation and brain connection of the recipient when deqi and Non-deqi; and correlation was analyzed with the subjective sensation of deqi. [Results] deqi significantly activated the insular part of bilateral frontal lobes, dorsolateral prefrontal cortex, left triangle and right frontal pole; the functional connections between ipsilateral parietal lobe and temporal lobe, left temporal lobe and right parietal lobe were significantly enhanced; and there is a correlation between deqi sensation and brain function response. [Conclusion] deqi significantly activate the bilateral frontal lobes of the acupuncture recipient and enhance the connectivity of brain function in different brain regions; the brain functional response of the recipient may be helpful to objectively characterize acupuncture deqi.
Key words: acupuncture    deqi    fNIRS    objectification    

得气是针刺起效的关键[1],而得气作为一种主观感觉,尚缺乏客观表征。大脑中枢是针刺得气的感应部位,研究表明针刺得气可激活或负激活不同脑区[2],但其结果仍存在争议,主观得气感与脑功能反应间的相关性也尚未明确。近年来,功能性近红外光谱(fNIRS)技术逐渐在针灸领域得到应用,其时间分辨率较功能磁共振成像更高,且具有安全、无创、便携的优势[3]。因此本研究基于fNIRS技术研究健康人针刺得气时脑功能变化,以明确针刺得气的中枢客观反应,为客观表征针刺得气提供依据。

1 一般资料

招募健康受试者30例,均为右利手,年龄18~40岁;身体健康,生活起居规律,无不良嗜好;健康体检项目正常,近期无身体不适症状;个人无精神异常及家族精神疾病史,近期无抑郁、焦虑等消极情绪,无认知或睡眠障碍,能积极配合试验;试验前7 d内未接受针刺治疗;试验前3周内未服用任何药物;自愿签署知情同意书。

其中1例受试者在数据分析时因信号部分缺失予以剔除,其余29例中男12例,女17例,平均年龄(25.03±0.66)岁,体质量(61.36±1.73) kg,体重指数(21.57±0.32) kg/m2。研究经天津市静海区医院伦理委员会批准(伦理编号:LL20210501),并在中国临床试验注册中心平台注册(注册号:ChiCTR2100047517)。

2 研究方法 2.1 试验设计

根据随机数字表法将受试者随机分为得气组和不得气组,分别施以得气和不得气手法,时间间隔≥3 d。试验采用区块设计范式,先安静休息60 s,然后进针,留针60 s后开始针刺操作,行得气或不得气的捻转手法20 s,留针60 s,重复该针刺操作3次后出针。全程采集fNIRS信号。试验流程见图 1

图 1 试验流程及标记图
2.2 针刺方法

操作:受试者取坐位,全程闭目,专心体会得气感。常规消毒后,医者针刺受试者左侧手三里穴(LI 10),垂直皮肤进针,深度为10~20 mm,针刺时行双向捻转手法,其中得气组捻转角度为180~360 °,频率为120次/min,使施针者手下有沉紧感,不得气组捻转角度为60~90 °,频率为60次/min,操作时施针者手下感觉松软空洞(无沉紧感),其余操作均同得气组。所有针刺操作均由同一位具备执业医师资格证且临床经验丰富的医师独立完成。

2.3 检测指标 2.3.1 主观得气感评价

试验结束后,应用视觉模拟评分(VAS)量表评价受试者及施针者3次行针时的得气感,评分范围为0~10分。0分表示无得气感觉,1~3分为弱得气感,4~6分为中等得气感,7~9分为强得气感,10分为不可忍受(对施针者而言为滞针)。以评分 > 3分作为针刺得气的判断标准[4]

2.3.2 脑功能反应

应用便携式多通道近红外脑功能成像系统(Nirscan,丹阳慧创医疗设备有限公司,中国)进行采集。fNIRS红外探头帽由16个源探测器和24个接收探测器构成,共形成46个通道(见图 2),探测器的位置均参照国际标准10-20系统脑电图的电极放置方法进行设定,覆盖范围包括双侧额叶、顶叶和颞叶,全通道采样率为11 Hz,光源探头波长为730、850 nm。

图 2 红外探头排布
2.3.3 安全性指标

如实、详细地记录试验过程中的不良反应。提前对试验相关负责人员进行培训,出现不良反应时立即停止试验,并针对不良反应及时采取相应措施。

2.4 统计学分析

运用NIRS-KIT进行降噪和滤波(带通滤波器选择0.01~0.15 Hz),然后对预处理的数据进行分段,并对得气与不得气的脑功能变化进行比较,应用EasyTopo插件绘制3D状态的脑功能变化差异图,并运用BrainNet Viewer软件进行脑功能分析,绘制脑连接图。

采用SPSS 25.0进行统计分析。对试验数据进行正态性检验和方差齐性检验,符合正态分布采用配对t检验进行两组间差异性分析,P < 0.05为差异有统计学意义。采用双变量相关法进行相关性分析,以P < 0.05表示具有线性关系,并通过r值判断相关性强弱。

3 研究结果 3.1 两种针刺干预对受试者脑激活的影响

针刺得气时受试者脑功能激活,而不得气受试者未见明显规律性变化。见图 3

注:图中绿色标记区域对应进针阶段,紫色标记区域对应行针阶段,蓝色标记区域对应出针阶段,红色箭头所示为得气组行针阶段氧合血红蛋白浓度增加。 图 3 针刺得气与不得气对受试者脑功能影响的典型图

表 1图 4所示,得气较不得气正向激活了双侧额叶,主要包括双侧岛盖部和背外侧前额叶皮质(DLPFC)区、左侧三角部及右侧额极区。

表 1 受试者得气与不得气脑激活情况比较
注: 红色表示脑区激活, 蓝色表示脑区负激活, 第3列为两者比较具有差异的区域(通道), 最右侧二维平面图显示激活(红色)或负激活(蓝色)的具体通道。 图 4 受试者得气与不得气脑激活情况比较
3.2 两种针刺干预对受试者脑连接影响的比较

得气组与不得气组比较,左侧顶叶与颞叶、右侧顶叶与颞叶、右侧额叶与颞叶以及右侧顶叶与左侧颞叶之间的脑功能连接性增强,差异具有统计学意义(P < 0.05)。见表 2图 5

表 2 受试者得气与不得气脑连接情况比较
注:图A为受试者大脑皮质3D图像,L表示左侧,R表示右侧,黑色原点表示双侧额叶、顶叶和颞叶区,红色线段表示连接的两区域间相关(P<0.05);图B表示两组脑功能连接比较,差异有统计学意义的通道(P<0.05),其中纵轴表示不同脑区,Net01代表额叶区,Net02代表顶叶区,Net03代表颞叶区,横坐标为区域对应的具体通道序号;红色代表正相关,蓝色代表负相关。 图 5 受试者得气组与不得气组脑功能连接情况比较
3.3 主观得气感评分与脑功能反应间的相关性

分别对3次行针时受试者的主观得气感评分和脑功能客观反应进行相关性分析。第1次行针时,受试者得气感评分与DLPFC区具有相关性(P=0.049,r=0.260)。第2次行针时,受试者得气感评分与颞中回、颞上回、岛盖部、DLPFC区以及体感联想皮质具有相关性(颞中回、颞上回:P=0.026,r=0.292;岛盖部:P=0.009,r=0.339;DLPFC区:P=0.025,r=0.293;体感联想皮质:P=0.033,r=-0.280)。第3次行针时,主观感觉评分与脑功能反应间未见明显相关性。其中,受试者得气感评分与岛盖部脑功能间的相关性最高。

4 讨论 4.1 得气时脑激活情况分析

针刺得气和不得气均可引起脑功能变化,但得气组与不得气组比较,受试者额叶被正向激活。一般认为脑区正激活代表局部血流增加,神经元活动增强,而负激活可能与附近脑区激活或抑制性神经元激活有关。额叶主要与精神、思维和认知功能有关,得气对额叶的激活表明精神、思维和认知相关区域在针刺得气过程中发挥重要作用,这可能与针刺时受试者“守神”,即注意力集中于体会针感有关。

在以往研究中,有学者认为得气可引起边缘系统等多个部位的负激活[5],且得气感与痛感的脑功能反应不同,得气情况下脑功能呈广泛负激活,而经历疼痛的患者体感皮质脑功能信号反而增强[6]。然而,也有研究认为得气引起的脑功能反应以正激活为主,而出现负激活的原因可能与重复针刺导致的记忆和期待有关[7]。与此类似,本研究也发现得气对脑功能的影响以正激活为主。此外Li等[8]发现,随着针刺刺激的重复及持续时间的增加,脑功能激活反应呈逐渐下降趋势,最终逆转成负激活,这可能与“习惯效应”有关。本研究结果也发现第3次行针得气的激活程度较前两次减弱,支持了“习惯效应”的存在,推测这可能与多次刺激引起的耐受性增强及脑力疲劳有关。

4.2 得气时脑连接情况分析

脑连接研究结果表明,针刺得气可增强不同脑区间的连接性。其中针刺得气与不得气相比,大脑皮质额、顶、颞叶脑功能连接性增强。对不同疾病开展的脑功能反应研究表明,脑连接增强可能是针刺在多种疾病,尤其是疼痛或中风等相关疾病中发挥作用的内在机制之一[9]

4.3 受试者主观得气感与脑功能相关性分析

研究结果表明,受试者主观得气感与脑功能变化在前2次行针时具有一定相关性,第3次行针未见相关性,这可能与“习惯效应”或脑力疲劳有关。其中,岛盖部脑功能与主观得气感的相关性高于其他部位,可重点关注。岛盖部属于布洛卡区,被认为可能与医患间信任、互动关系有关[10],这表明针刺得气是受试者和施针者双方互动的过程,两者均与得气感的产生密切相关,是不可分割的整体。

5 小结

受试者针刺得气可使双侧额叶正向激活,不同脑区间功能连接性增强,主观得气感与脑功能具有相关性,但其特异性变化有待进一步探索,以明确得气大脑中枢的客观表征。此外,针刺得气是受试者和施针者双方共同参与的过程,两者脑功能的同步变化也是针刺得气客观化研究的重要方向之一。

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