雷火灸对原发性骨质疏松症腰背疼痛患者自发性脑活动影响的观察

徐道明朱璐刘永康刘静方晓堃陈铭许华宁刘兰英樊巧玲吴文忠

南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210029

我国人口老龄化进程正在加速发展，原发性骨质疏松症(primary osteoporosis, POP)是我们面临的严峻的社会问题之一。国家卫生健康委员会公开发布了首个中国骨质疏松症流行病学调查结果：2018年我国50岁以上人群患病率为19.2 %[1]。疼痛为其首要临床表现，腰背痛占70 %～80 %[2]。原发性骨质疏松症疼痛(primary osteoporosis pain, POPP)严重影响患者的生活质量，给社会和家庭带来沉重的负担，已经成为倍受关注的公共健康问题。

本课题组的前期临床研究已经证实雷火灸干预POPP患者4周，可以有效缓解疼痛症状[3]，通过检索文献发现目前尚无POPP成像特征的神经影像学研究，现将本课题组的研究报告如下。

1 材料和方法

1.1 一般资料

招募2018年1月至2018年12月期间在南京中医药大学附属医院针灸康复科和骨伤科就诊、确诊为POP腰背痛患者18例。该研究已通过江苏省中医院伦理委员会批准(伦理审查编号：2017NL-001-01)。

1.2 诊断标准

参照《临床诊疗指南：骨科分册》(2009年，人民卫生出版社出版)诊断标准：①双能X 线骨密度T-score(T 值)≤-2.5；②伴有广泛性腰背痛。

1.3 纳入标准

①符合以上诊断标准者；②年龄在50～85岁；③持续性腰背部疼痛大于3个月；④自愿加入本研究并签署知情同意书者。

1.4 排除标准

①各类继发或特发性骨质疏松症；②近6个月有抗骨质疏松药物服用史；③椎体压缩性骨折患者；④伴有腰椎间盘突出、腰椎滑脱、狭窄等；⑤伴有影响治疗的严重基础疾病者；⑥有幽闭恐惧症者；⑦有金属假牙者；⑧其他存在fMRI检测禁忌者。

1.5 治疗方法

1.5.1基础治疗：依据《原发性骨质疏松症诊疗指南(2017)》[4]，嘱研究对象健康饮食、充足日照、坚持运动、戒烟酒不良嗜好等。

1.5.2治疗方案：给予雷火灸治疗，①材料：选用赵氏雷火灸艾条(直径3 cm、长10 cm、质量为25 g)4支，双孔斗式温灸盒2个。②取穴：命门、腰阳关、肾俞、肝俞、大肠俞。③操作：患者取俯卧位，施术者点燃雷火灸艾条插入灸盒内，并将灸盒置于穴位上方，距离皮肤约2～3 cm，若患者诉灼热疼痛则将灸盒垫高至患者可耐受的位置。先灸肝俞、腰阳关、命门，再灸肾俞、大肠俞，每组腧穴治疗30 min，每周3次，隔日1次，持续4周。

1.6 疗效观察

治疗4周前后进行VAS和RS-fMRI评估。

1.6.1疼痛评估：视觉模拟量表(VAS)[5]：用一个10 cm的直线评估每个参与者的疼痛程度。视觉模拟是一个双向的水平线，从“完全不”(分数=0)到“最可能的”(分数=10)在直线的右端。患者被要求在线性尺度上标出其疼痛程度。

1.6.2RS-fMRI检查设备与扫描方法：MR检查采用德国Siemens Magnetom Trio Tim 3.0TMR扫描仪和头部8通道线圈。除进行常规T2WI扫描以排除脑实质病变外，解剖像采用3 D梯度回波T1WI序列采集矢状面图像，共176层，TR 1 900 ms，TE 2.52 ms，反转角9 °，层厚1.0 mm，FOV 250 mm×250 mm，矩阵256×256。RS-fMRI用EPI序列，TR 2 000 ms，TE 30 ms，反转角90 °，层厚4 mm，间隔1 mm，FOV 256 mm×256 mm，矩阵64×64，预扫描10帧，采集230帧，扫描时间8 min。扫描定位线平行于前后联合。

1.7 统计学处理

1.7.2RS-fMRI图像后处理和统计分析：采用DPARSF软件对RS-fMRI数据进行预处理(http://www.restfmri.net)[6]，去除前10帧脑功能数据，选取后230帧数据进行时间层矫正、头动矫正、解剖像配准、空间标准化和数据平滑。采用RS-fMRI数据后处理软件REST1.8[7]去线性漂移纠正被测数据对生理基线的偏离，然后通过带通滤波后计算每个体素在0.01～0.08 Hz频段上的信号震荡幅度值，即ALFF值，获得ALFF图像，ALFF图像与全脑平均值进行除法运算完成数据的标准化后，采用REST的统计模块对各组的标准化ALFF数据进行统计分析。采用REST软件中的ROI Extract提取差异脑区的ALFF值。

2 结果

2.1 一般资料

本研究共纳入研究对象18例，其中3例患者因头动幅度过大退出研究，采集完整数据的患者15例。性别：女/男为14/1，年龄：(64.1±5.4)岁，病程：(10.8±4.1)个月，身高：(161.1±5.7)cm，体重(57.97±5.76)kg和体质指数(22.39±2.40)kg/m2。

2.2 治疗前后VAS评分比较

治疗4周结束时与治疗前比较VAS评分显著降低，差异具有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1 观察组治疗4周前后VAS评分(分，Table 1 VAS score in the observation group before and 4-week after the

2.3 治疗4周后与治疗前RS-fMRI局部脑区活动水平差异

与治疗前比较，雷火灸干预4周后，POPP患者的ALFF值表现见图1a和1b。POPP患者的左/右侧岛叶、左侧颞下回、左/右侧海马，左侧小脑8区、右侧颞下回、右侧眶部额中回、右侧壳核和右侧罗兰多壳盖等脑区表现为广泛的ALFF值显著降低；左、右侧矩状裂及其周围脑区、右侧楔叶和右侧枕上回等脑区表现为广泛的ALFF值显著增高。两组差异脑区详细信息见表2。

表2 治疗4周后与治疗前比较脑区显著变化的位置和范围Table 2 Comparison of the change area and range of the brain before and 4-week after the treatment

注：a 轴位图；b 三维图。红色和蓝色区域分别表示为差异脑区的激活和抑制。图1 治疗4周后与治疗前ALFFR的差异Fig.1 The difference of ALFF before and 4-week after the treatment

2.4 治疗前后ALFF差值与VAS差值的相关性分析

15 位完成全部治疗和评估的 POP 慢性腰背痛患者，左侧岛叶、左侧颞下回及左侧海马所在的Cluster3区域，雷火灸干预4周后与干预前的ALFF差值和VAS差值具有显著相关性(见图2)，差异具有统计学意义(P<0.05)。

注：左侧纵坐标为VAS变化值，右侧纵坐标为ALFF变化值，横坐标为15位患者编号。图2 治疗前后ALFF差值与VAS差值的相关性分析Fig.2 Correlation analysis of ALFF difference and VAS difference before and after treatment

3 讨论

POP在《黄帝内经》中与“骨痿”最为接近，病位在骨，髓减而骨枯是骨痿发病的基本病机。腰脊不举为主要临床表现，与现代医学腰背疼痛高度一致。从物质基础来看，肾为先天之本，为人体生命代谢提供原动力，肾藏精化髓，髓为骨之充，髓足则骨强，《素问·阴阳应象大论》指出“肾精生髓，髓通于脑”，脑为诸髓之主，清阳所居之处，髓中至精之物皆上贯于脑，脑髓对肾髓盈亏亦有调控作用，反之亦然。“骨痿”与肾髓相关，而肾髓与脑髓相通，因此“骨痿”的发生发展与脑髓关系密切。《灵枢·经脉》又云：“膀胱足太阳之脉……，上额交巅，从巅入络脑”；《素问·骨空论》有“督脉者……上额交巅上，入络脑”。明确指出足太阳膀胱经及督脉直接联系于脑，故本研究取穴命门、腰阳关、肾俞、肝俞、大肠俞，灸火的热力可循经络直达脑髓，对大脑的功能活动可产生调节作用。

RS-fMRI的原理是利用自发的低频震荡血氧依赖信号反映神经元自发活动。ALFF是应用低频波段的平均幅度作为局部神经元自发活动的强度指标[8]，可用来分析慢性疼痛和脑区之间的对应关系。众多的慢性疼痛研究如慢性背痛、肌纤维痛、三叉神经痛等均存在脑区自发性活动变化，尤其是岛叶、额叶、颞叶和海马等区域ALFF值产生异常[9-11]，由此说明ALFF有可能作为评价慢性疼痛的工具。近年来，多项艾灸干预POP的临床研究，证实艾灸有确切的镇痛疗效[3,12-14]，但缺乏神经影像学的研究。本研究尝试采用ALFF分析方法评价雷火灸对POP慢性腰背痛患者脑自发活动的影响，并分析其与疼痛改善的相关性。

研究中，雷火灸干预4周后与干预前比较，POPP患者VAS评分显著下降，疼痛程度减轻，与前期研究一致[3,13-14]。RS-fMRI“疼痛矩阵”相关脑区，尤其是岛叶和海马皮质神经元自发活动水平(ALFF值)显著降低，表明持续4周的雷火灸治疗可能抑制疼痛认知及情绪表达相关脑区的活动来缓解慢性疼痛症状，与慢性疼痛的产生和脑功能的活动密切相关的观点一致[15]。研究表明，海马与恐惧、焦虑等不良情绪的调节有关[16]，岛叶与情绪变化最为相关，也是慢性疼痛最常见的激活脑区之一[17-18]。雷火灸治疗POP患者腰背疼痛的作用机制可能是对海马、岛叶等相关脑区产生积极的调节作用，影响了患者的情绪和注意功能，进而减弱了对疼痛的记忆。雷火灸的干预调节了海马和岛叶等脑区的兴奋性，为大脑结构产生重塑提供了条件。同时研究结果显示，治疗前后VAS评分改变与左侧岛叶、左侧颞下回及左侧海马所在的Cluster 3区域脑自发活动水平(ALFF值)的降低幅度具有显著相关性，说明雷火灸可能通过调控脑区自发性活动从而发挥镇痛作用，间接证明POP慢性腰背疼痛患者“中枢致病学说”机制存在的客观性。

综上，雷火灸可以缓解POP患者慢性腰背疼痛，其调节自发性脑活动可能是重要的作用机制之一。