以功能性磁振影像觀察
電針刺激光明穴的多樣性腦部表現

葉子成、杜政昊、周志哲、邱仁輝、陳方佩、鄭慧正、謝仁俊

整合性腦功能研究小組、台北榮民總醫院
傳統醫學研究所、國立陽明大學


摘要

  在中國傳統醫學中針灸治療佔極重要的地位,除針灸麻醉之機轉外,針灸治療在人体中的 詳細生理機制目前所知甚少。由正子斷層掃瞄和功能性核磁共振影像觀察施以針灸時受試者腦 部反應,以了解針灸剌激時的大腦反應變化,使我們更進一步的認識針灸治療、大腦刺激和作 用器官三者之間的關係,以提供對於中國傳統醫學中針灸治療的科學評估。在本實驗中,我們 使用受試者可容忍並不引起疼痛的電刺激刺激右小腿光明穴(GB37),藉無刺激狀態為對照組 ,從功能性核磁共振影像中得到腦部神經元活動變化的影像,以評估刺激特定的穴道是否能活 化特定的大腦區域。


實驗背景

  針灸刺激導致腦部活動的現象已可藉正子斷層掃瞄和功能性核磁共振影像方法觀察,但針 灸刺激本身在腦部活動的表現具有空間及時間因素的複雜性,最近功能性核磁共振影像實驗顯 示針灸刺激可導致立即腦部皮質反應,這種特異穴道的針灸刺激與相對應腦部反應,可能是研 究中國傳統針灸治療機轉及理論的一項新方向。本實驗是藉功能性核磁共振影像觀察電刺激穴 道(右腿膽經光明,GB37)造成的腦部即時反應,以檢測電針刺激其功能性核磁共振影像表現 的特異性及普遍性。


實驗材料及方法

  四位健康自願受試者(年齡:22~26,男/女:3/1)依據衛生署人體試驗規範進行3T人體 功能性核磁共振影像實驗,依傳統針灸取穴方法,對右腿膽經光明穴實施經皮電刺激,電刺激 是藉韓氏電針刺激器(Han Acutens)由表面皮膚電極片給予2及100 hertz(各2秒區段)的交 替性經皮電刺激,刺激狀況維持在疼痛閾值以下,並在進行實驗前於磁振檢查室外及內測試電 刺激強度,以確保電刺激的安全性及適當強度。
  功能性核磁共振影像實驗是以Bruker 3T Medspec S300 系統(配備25 cm 對稱性頭部線 圈)完成,快速磁振影像(echo planar images,解析度:128x128,切面厚度: 4 mm,切面 數目:20)含蓋整個腦部,時間解析度維持在3秒,實驗設計為四次循環的休息及刺激,每次 循環含20次整腦快速磁振造影(休息及刺激各10次,30秒),在進入循環前有5次快速磁振造影 以確定影像訊號達到穩定狀態,測試內容並未告知受試者以免預期效應,進行實驗中均給予耳 塞的噪音防護及電磁波監測。
  功能性核磁共振影像的數據處理是依正向及負向相關(correlation analysis)做個別分 析,分別以statistical parametric map (SPM)及Bruker的FUN程式完成。

結果

  藉韓氏電針刺激器達成電刺激時,在磁振檢查室外及內測試有明顯不同,於檢查室內的 刺激電流強度較室外低1~1.5刻度。受試者表示刺激均未達到疼痛感覺,同時所有磁振檢查 均在舒適狀況下進行,受試者無主觀不適現象。
  將四位受試者數據做綜合分析(group analyses),由右腿膽經光明的經皮電刺激,在 功能性核磁共振影像正向及負向相關分析下,篩選標準為Z score大於3且相關區域大於5像 素的區域,主要可於兩側腦皮質顯示聽覺、視覺及運動的活化(activation)及去活化 (deactivation)。
  活化區域包括基本及協同聽覺區(primary and associated auditory area;Brodmann area 41、42、22)、語言運動區(Broca's area ;Brodmann area 44)、前額區 (prefrontal;Brodmann area 46)、軀體感覺區(somesthetic area;Brodmann area 7) 、運動區(motor area;Brodmann area 4、6)、及部分小腦。去活化區域包括基本軀體感 覺區(primary somesthetic area;Brodmann area 1、2、3)、部分基本及協同視覺區 (primary and associated visual area;Brodmann area 17、18、19)、前額區 (prefrontal;Brodmann area 10、32)、運動區(motor area;Brodmann area 6)及部 分小腦。其中基本及協同聽覺區的活化及基本及協同視覺區的去活化均顯示右大腦較左大 腦半球明顯。


初步結論

  韓氏電針刺激器在磁振檢查室內外有不同的電流輸出,其穩定性及安全性需進一步確認 ,以免疼痛性刺激的發生。
  於本實驗是設計觀察對電針刺激的腦部"立即"反應,此血液動力學反應約在電針刺激後 4~6秒出現,初步結果顯示電針刺激光明穴於功能性磁振影像的多樣性腦部表現,於兩側聽 覺、視覺及運動的活化及去活化現象,顯示對於特定穴位電刺激於腦部亦有特異的反應,於 有限的受試者中,亦顯示相當的普遍一致性。
  由此電針刺激光明穴的多樣性腦部表現引起下列的假設及討論:
  (1)此腦部表現是否只特異於膽經光明穴;(2)此腦部表現是否可反應光明穴的部分治療 或生理機轉;(3)聽覺及視覺腦部表現偏重於針灸刺激的同側,是否與穴道的腦部投射有關; (4)此腦部表現是否能與聽覺及視覺刺激的各別腦部表現相關,以確定電針刺激的中樞表現; (5)小腦的活化及去活化現象是否與小腦-下視丘軸(cerebello-hypothalamus axis)相關 ;(6)無針灸麻醉預計的下視丘或導水管周邊灰質反應,是否無法藉腦部立即反應觀察此現象 ;及(7)電針刺激是否與傳統針灸刺激等同。


參考文獻

1.Wu M.T., Xiong J., Yang P.C., Hsieh J.C., Tsai G., Cheng H.M., Rosen B.R., & Kwong K.K., (1997) Proc. Int. Soc. Magn. Res. Med., 723.
2.Cho Z.H., Chung S.C., Jones J.P., Park J.B., Park H.J., Lee H.J. Wong E.K., Min B.I., (1997)New findings of the correlation between acupoints and corresponding brain cortices using functional MRI. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 95, pp.2670-2673.
3.Chen L. Tang J. White PF. Sloninsky A. Wender RH. Naruse R. Kariger R (1998) The effect of location of transcutaneous electrical nerve stimulation on postoperative opioid analgesic requirement: acupoint versus non-acupoint stimulation. Anesthesia & Analgesia, 87(5):1129-34.