《fmir国际进展》PPT课件.ppt

1、方继良 中国中医科学院广安门医院放射科 脑功能成像研究室 2013.09.27,针刺穴位脑效应fMRI国际研究进展,2013中国针灸年会,研究背景,自1990年fMRI发明不久，就应用到在人脑器官水平的针刺效应及机制研究中，重点在针刺所诱导的脑活动及脑网络变化。 1994-2009，共发表针刺效应脑功能成像文章700余篇 主要研究在中国、美国、韩国、德国 SCI论文140余篇，40篇左右有较高的学术价值。 近3年在针刺治疗疾病方面fMRI研究又有新的进展。 - Huang W.J. Liang H.R. et al（黄文静，梁繁荣 等） Plos One 2012 方继良 王小玲 荣培晶 朱兵

2、 中国中西医结合影像学杂志 2013第2期,2,针刺穴位fMRI脑效应研究已成为中西医结合影像学科研的成功范例,经过近二十年的国内外fMRI针刺研究探索，对针灸脑机理产生了新的认识，初步形成了新的多学科边缘研究领域。 SCI 论文 140余篇，最高影响因子12分 ： Human Brain Mapping NeuroImage Brain Research Journal of Neuroscience PNAS eCAM JACM NMR,3,- Hui et al HBM 00 Neuroimage 05 BR 09 - Cho et al PNAS 98，06 - Wu et al Ra

3、diology 99 - Kong et al Neuroscience 09 - Napadow et al HBM 05 07 09 - Bai et al 09,10,11,12,4,正常受试者研究： 穴位特异性 不同针刺技术 针刺即刻或延后效应 疾病研究： 人工疼痛模型，针刺脑效应 针刺治疗疾病前后的脑机制 腕管综合症，功能性消化不良，抑郁症,研究内容,5,重点分析有影响的国际期刊论文 实验设计 图像数据处理方法 实验结果及诠释 研究中可能存在的不足 在未来研究为同行提供参考和借鉴 研究方向的确定 研究方案的选择 实验结果解读 -方继良 王小玲 荣培晶 朱兵 中国中西医结合影像学杂志

4、2013第2期,本讲座目的,6,实验设计及图像处理方法,针刺穴位特异性研究,针刺疗效机制研究,针刺技术比较研究,小结与展望,7,实验设计,实验设计及图像处理方法,SPM99,2,5,8 AFNI FSL Freesurfer Brain voyage,数据处理,ICA PCA 种子相关分析法 ReHo,SPM AFNI FSL Freesurfer,8,Hui HBM 2000 Block AFNI,实验设计及图像处理方法,9,Wu Radiology 1998 Block AFNI,实验设计及图像处理方法,7/31/2020,Bai LJ, et al. Molecular Pain 201

5、0,模拟临床实验设计,11,针刺穴位特异性研究,经络、穴位特异性是中医针灸的理论基础，也是fMRI在针刺研究领域的热点。 从脑作为神经中枢-人体运动感觉情感认知的总司令部来看， 穴位中枢的绝对特异性-穴位与脑区对应关系难以想象，相对特异性存在可能性大。 大多数研究选择了并行对照实验，通过比较实验组和对照组诱导脑区或者脑网络活动的差异。 部分分析特定脑区或脑网络的功能与穴位的临床治疗作用的联系, 来推测针刺穴位的脑中枢特异性。,12,针刺穴位特异性研究方法,国外多选择假刺激方法为对照，也被称为安慰针 Streitberger针 穴位皮肤Von Frey 纤毛机械刺激针 Hui 2000,2005

6、,2009，Napadow 2005 Wu 1998，Kong 2007 国内多选择假穴位刺激方法为对照,真针刺和假针刺（假刺激或者假穴位）的比较 “真针刺静息（基线）”-“假针刺静息（基线）”,13,针刺穴位特异性研究方法,国外未接受过针灸的受试者，不能分辨真针灸与假针灸的区别，对照组多用以下假针灸方法 Streitberger针 塑料套管假针 粘附与表皮上 穴位皮肤的Von Frey 纤毛刺激针 在表皮上浅刺激 国内病人知道针灸较多，所以用假穴刺激对照较多,14,针刺穴位特异性结果,真针刺和更强更广的负激活区相关 Hui 00 占优势地位,3部分,2 Kong 02，Fang 04，Yoo

7、 04， Yan 05，Zhang JH 07，艾林 09 3，Hui 00,05,09， Napadow 05， Fang 09 ，Xu HB 09,7/31/2020,针刺不同穴位脑效应的相似性,7/31/2020,针刺对体感区的效应,Fang J, Jin Z, Wang Y, et al. Hum Brain Mapp,2009,30:1196-1206,7/31/2020,针刺调制“边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络”,Fang J, Jin Z, Wang Y, et al. Hum Brain Mapp,2009,30:1196-1206,7/31/2020,边缘叶系统,7/31/20

8、20,合谷、足三里、太冲穴针刺效应比较,Hui KKS, et al. HBM 2000，Brain Res.2009,1287: 84-103.,针刺调制边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络,7/31/2020,针刺三穴位与表皮对照刺激比较,21,针刺穴位特异性研究,Cho ZH1998在美国科学院学报 PNAS，但 2006撤回,针刺穴位特异性研究,7/31/2020,23,针刺穴位特异性研究,Cho ZH1998在美国科学院学报 PNAS，但 2006撤回 足外缘肾经与视觉相关穴位，结果： 视觉区既有激活，又有负激活 实验结果 没错，但显示不全面 结论 错 视觉穴位的视中枢一一对应-绝对特异性

9、因为许多其他穴位也显示刺激时视觉中枢反应,24,针刺穴位特异性脑部表现 相对性、循经性,不同穴位的对照研究 9条经络的18个穴位刺激fMRI研究，发现在各项研究中诱导的脑活动穴位之间存在差别 对于分布在相同经络的多个穴位，其诱导的脑激活和负激活模式存在相似性 如胃肠经上分布的穴位，呈现了缘上回的激活，扣带回后部、海马和旁海马区的负激活。 Huang WJ et al 2012 Plos One,25,针刺疗效机制研究,针刺镇痛fMRI研究 针刺有镇痛效果的经典穴位,观察针刺后实时脑效应 制作疼痛模型，观察针刺对疼痛中枢的识别、情感动机及认知三个维度脑区的影响 针刺治疗疼痛患者，观察治疗前后的脑

10、功能区及脑网络的变化，与临床疗效的相关性。,26,针刺疗效机制研究,针刺镇痛常用穴位，如足三里、合谷、太冲等常用穴能够诱导多处脑皮层、皮层下区域、边缘系统和脑干的重叠反应 当产生得气感时，针刺能使脑产生边缘叶及皮层下灰质结构负激活 表皮电刺激足三里及三阴交穴对正常人在冷痛的脑效应表明，其通过激活双侧体感II区、前额叶内侧回及扣带回,负激活对侧体感区、顶楔叶，扣带回中部 Hui et al HBM2000, Brain Resaech 2009 Wang et al eCAM 2013 Zhang et al Neuro report 2003,针刺治疗腕管综合症脑fMRI研究 Napadow，

11、 Hui et al HBM 2007,28,针刺治疗腕管综合征脑机制研究,在腕管综合征（CTS）患者治疗前、5周针刺后比较发现 疗前疼痛伴随着对侧相应体感脑区的超敏感，脑成像显示第二、三手指体感I区（SI）代表区界限模糊，运动时信号分布广泛 明显有疗效后，位于对侧初级躯体感觉皮层区（SI）、主运动区（M1）的脑激活区呈明显下降 而在SI区的指间距离由相近变为分离，提示了针刺可诱导神经功能的重组恢复。,Napadow V, Liu J, Li M, et al. Hum Brain Mapp.2007, 28: 159-171,29,针刺疗效机制研究,Napadow V, Liu J, Li

12、M, et al. Somatosensory cortical plasticity in carpal tunnel syndrome treated by acupunctureJ. Hum Brain Mapp.2007, 28: 159-171,电针耳迷走神经治疗抑郁症 脑机理的fMRI研究 方继良 荣培晶 朱兵 等 2013,电针耳迷走神经作用于大脑情感中枢简图,NTS：孤束核 LC：蓝斑核 VTA：腹侧被盖区 Hyp：下丘脑 Amy：杏仁核 HP： 海马 NAC：伏核 OFC：眶回 MPFC：内侧前额叶 ACC：前扣带回 MCC：中扣带回 PCC：后扣带回,tVNS on the

13、 Neural Circuitry of Mood,tVNS产生脑干孤束核明显负激活,图 负激活：NTS 孤束核，PCC后扣带回,耳甲部tVNS边缘叶明显负激活,1右杏仁核/旁海马 2 海马 3 岛叶 1 体感二区 2 右海马 3 后扣带回 4楔叶 4 下丘脑 5右小脑,针灸治疗功能性消化不良 脑效应的脑功能磁共振研究 研究1 曾芳，梁繁荣 等 美国胃肠病杂志 2012 Zeng Fang et al The American Journal of GASTROENTEROLOGY 2012 研究2 方继良 景向红 刘志顺 朱兵 等 2012,针刺治疗FD 通过调节内环境稳定上升网络，包括岛叶

14、，前扣带回，下丘脑等,Zeng Fang et al The American Journal of GASTROENTEROLOGY 2012,研究1,FD针灸效应的局部连接变化脑区,研究2,针灸改善脑网络：左前扣带回膝部为种子点8例病人、正常人对照,岛叶 背外侧前 额叶脑区 （dLPF） 前额叶内侧皮层 边缘回 颞上中回,研究2,38,与期望相关的针刺安慰剂效应 Kong等对针灸的安慰剂效应及期望模式进行了多项连续深入的研究，提示积极的期望能增加针刺的止痛效果 真针刺组，高度期望和低度期望间存在较少的差别，其差别位于初级运动区和额中回； 假针刺组，其差别更为明显，表现在对侧岛盖、同侧岛叶、

15、额下回、额中回和额上回,针刺疗效机制研究,Kong J, et al. J Neurosci,2006,39,针刺疗效机制研究,Kong J, et al. J Neurosci,2006,Brain regions representing differential response as revealed by the contrasting post-treatment and pretreatment differences (post-pre) on the control side subtracted from the same difference on the placebo

16、 side placebo (post-pre) - control(post-pre) . The images show activation in right anterior insula and rACC,针灸止痛不同于安慰剂效应，但明显受到安慰效应的影响,40,针刺技术比较研究,手针与电针，电针与对指运动的比较研究 电针诱导了躯体感觉区、运动区、脑干、扣带回和岛叶的更多激活，隔区或楔前叶更多的负激活 手针诱导了更多的负激活区，包括边缘系统、楔叶、颞横回或额中回 手指对指任务较电针刺激产生了更为可靠的fMRI信号变化,手针针刺穴位特异性研究,42,手针穴位相对特异性研究,Fang J

17、, Jin Z, Wang Y, et al. Hum Brain Mapp,2009,30:1196-1206,手针刺激了3个不同的穴位（LV2、LV3和ST44）及邻近假穴，存在较少的差异，更观察到不同穴位诱导脑激活和负激活模式的相似性，这种穴位之间存在相对特异性。,43,电针穴位相对特异性研究,Fang J, Wang X, Liu H, et al. Evid Based Complement Alternat Med. 2012; 515893.,44,电针穴位相对特异性研究,电针中脘、关元穴相似的短程连接增强,7/31/2020,手电针及频率比较研究,Both manual and

18、 electro- acupuncture at ST36 induces fmri signal decrease in the amygdala and anterior hippocampus. This decrease was not seen for superficial tactile control stimulation.,Napadow V, Makris N, Liu J, et al. Hum Brain Mapp,2005,24: 193-205.,47,针刺深度比较研究,针刺深度的比较研究 深针刺呈现更多激活，在边缘系统呈现更多负激活 浅针刺在躯体感觉区、运动区和

19、语言区（Broca区和Wernicke区）呈现更多激活 部分研究未见深针刺和浅针刺间显著性差异,48,电针频率比较研究,电针不同刺激频率的比较研究 Napadow等的研究发现2 Hz较100 Hz的频率更易激活脑干 Li等的研究未见2 Hz和20 Hz间的显著性差异,49,手针不同强度比较,手针不同强度的比较研究 手针捻针较留针时激活了躯体感觉区、边缘系统、视觉区、语言区或高级认知区 较长的刺激时间更易诱导下额部、颞叶、顶回、枕叶、小脑或颞极的激活，前额叶皮层、眶回或脑桥的负激活,50,针刺得气及疼痛比较,受试者针感的比较研究 Hui等在多个穴位的手针研究中均发现，得气时诱导了大脑皮层下核团、

20、小脑和脑干的广泛的负激活 边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络负激活 而在得气伴疼痛时，激活为主 Napadow等在电针针感和认知处理脑区及感觉运动区的激活区，与默认网络的负激活区相关 龚洪瀚等发现最大程度地诱导产生了得气更多地激活了中央后回和边缘系统,7/31/2020,得气的全脑3D（52个正常受试者）,7/31/2020,针刺得气与得气混合疼痛的比较,7/31/2020,单例正常人得气与疼痛的显著区别,Hui KKS, 方继良et al. 中国中西医结合影像学杂志 2012,54,针刺fMRI研究结果差异，主要原因： 研究目的、设计方案、样本量、针刺方法、个体穴位解剖及功能状态的差异 fMRI设备、实验过程的质量控制和数据处理方法不同 解释实验结果的角度、广度及深度的不同,结果差异分析,55,小结：主要观点及假说,Hui，Napadow 边缘叶系统负激活 2000，2005 Poly，Na