静息态的脑默认网络影像方法及其用途
【专利摘要】本发明属生物医学领域，涉及脑默认网络影像方法，尤其涉及静息态的脑默认网络影像方法在用于评价针刺治疗慢性腰痛和/或慢性坐骨神经痛疾病的疗效中的应用。本发明经研究证实，脑DMN活动能够反映慢性疼痛；慢性腰痛患者见有异常的DMN活动，实施针刺慢性腰痛患者时，能够纠正其异常DMN活动，并随着症状减少或消失，DMN恢复至正常人状况。本发明采用独立成分分析数据处理方法，提取静息态的脑DMN活动fMRI数据，获得针刺镇痛治疗后客观的影像学依据。所获得的客观的影像学依据有助于认识针刺干预慢性腰痛患者中慢性疼痛持续的原因。
【专利说明】静息态的脑默认网络影像方法及其用途
【技术领域】
[0001]本发明属生物医学领域，涉及脑默认网络影像方法，尤其涉及静息态的脑默认网络影像方法在用于评价针刺治疗慢性疼痛的疗效中的应用，所述慢性疼痛包括慢性腰痛和/或慢性坐骨神经痛疾病。
【背景技术】
[0002]现有技术公开了有关慢性疼痛是指在原发损伤去除后疼痛仍反复自发、持续6个月以上。临床实践中发现，某些患者在急性发作后，特定的治疗就能改善疼痛症状，而却很少清楚若干患者在原发病灶治愈后，疼痛仍再发生且长期持续，导致慢性疼痛。临床治疗实践显示，该慢性疼痛很难治愈，是目前治疗的难点。迄今，西医尚无治愈或预防其的有效方法，据研究显示，被西医称为替代医学的针刺疗法，却能在一定程度有效控制疼痛再发和慢性持续症状的出现。而所述的针刺疗效及其机制却始终无法明确，现已经成为制约其理论发展的重要因素。
[0003]慢性腰痛(包括坐骨神经痛)是临床最常见的慢性疼痛疾患之一。据报道，世界上约70%的人一生中有过腰痛史，很多腰痛患者疼痛症状缠绵反复，成为慢性病症，并逐渐引起实质性的劳动力丧失，及卫生保健的成本增加，以致造成巨大的经济和社会效益的损失。
[0004]针刺治疗腰痛是目前的临床优势，又是一种易接受的，可重复操作性的，成本低的，几乎无副作用的治疗手段，使得针刺疗法得以推广和普及并逐步被国际医学界认可，从而给更多患者的生活质量带来长期益处 。
[0005]脑默认网络概念是:人脑在无任务的静息态时，一些脑区发生着有组织的神经活动，在脑区间以低频范围呈现一种时间相关的同步性，及内在、固有的“功能连接”(functional connectivity)性。在静息状态时这种活动高于平均脑活动,而在执行外在任务时这种活动低于平均脑活动，参与活动的脑区有前额叶中内侧、扣带回前后部、双侧顶下小叶等，共同组成了一个特定的功能性神经网络，即脑默认网络(DMN)。
[0006]研究显示，临床针刺治疗疼痛疾病，针刺任务停止后(拔针后)静息态的脑对其效应反应仍能持续——治疗作用已被肯定。而对针刺治疗作用的评价至今没有客观有效的方法，即使临床已使用的各种疼痛量化法皆含有主观性因素。本领域研究者认可慢性疼痛不是一个症状，而是一种疾病，病理基础在大脑。本发明拟提供静息态的脑默认网络影像方法用于评价针刺治疗慢性腰痛(慢性坐骨神经痛)疾病的疗效的用途，为临床针刺镇痛治疗后的效应提供客观的影像学依据。至今为止，国内外尚未见有采用DMN评价针刺治疗慢性疼痛后的效应(治疗作用)的报道。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供脑默认网络(Default modenetwork,DMN)影像方法评价针刺治疗慢性疼痛后的效应，尤其涉及静息态的脑默认网络影像方法在用于评价针刺治疗慢性腰痛和/或慢性坐骨神经痛疾病的疗效中的应用。[0008]本发明经研究证实，脑DMN活动能够反映慢性疼痛；慢性腰痛患者见有异常的DMN活动，实施针刺慢性腰痛患者时，能够纠正其异常DMN活动，并随着症状减少或消失，DMN恢复至正常人状况。本发明采用独立成分分析(independentcomponent analysis, ICA)数据处理方法，提取静息态的脑DMN活动fMRI数据，获得针刺镇痛治疗后客观的影像学依据。所获得的客观的影像学依据有助于认识针刺干预慢性腰痛患者中慢性疼痛持续的原因。
[0009]更具体的，本发明提供了默认网络(DMN)影像方法在评价针刺治疗慢性疼痛疗效中的用途。本发明的默认网络(DMN)影像方法实现评价的用途，包括步骤:
[0010]1.提取静息态的正常人脑DMN活动fMRI数据；
[0011]2.分析慢性腰痛(慢性坐骨神经痛)患者与正常人之间脑DMN存在差异，结果显示，主要存在于前额叶内侧皮层.背外侧皮层.前扣带皮层和楔前叶(活动下降)；
[0012]3.慢性腰痛(慢性坐骨神经痛)患者在针刺治疗后与正常人静息态fMRI显示的DMN的差异较治疗前明显减少，只在楔前叶存在少许活动的下降，其它区域活动基本均已恢复，接近正常人的DMN;
[0013]4.临床症状改善(疼痛缓解)与脑DMN活动恢复相关。
[0014]本发明中，默认网络(DMN)影像方法可用作慢性疼痛的反映；研究显示，DMN活动，一种静息态下的脑区功能连接，与维持静息状态下的脑功能活动密切相关；持续性慢性疼痛，会打扰脑DMN活动，出现异常功能连接；
[0015]本发明中，默认网络(DMN)影像方法作为客观的影像学方法评价针刺治疗慢性疼痛的疗效及机制，研究显示，DMN活动，针刺治疗慢性疼痛患者可以纠正异常的DMN活动接近至正常。
[0016]本发明的脑默认网络(Default mode network, DMN)影像方法可作为一种针刺镇痛疗效评价新的技术方法，能进一步认识针刺怎样干预慢性腰痛患者中慢性疼痛持续的原因。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是健康对照组的静息态的fMRI中提取的DMN。
[0018]图2是慢性坐骨神经痛者治疗前后静息态fMRI中提取的DMN经t检验后的统计参数图。
[0019]图3是慢性坐骨神经痛患者针刺治疗前与健康对照组静息态fMRI中提取的DMN经t检验后的统计参数图。
[0020]图4是慢性疼痛患者在针刺治疗后与健康对照组静息态fMRI中提取的DMN经t检验后的统计参数图。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]研究对象:
[0023]20例慢性腰痛病人(含慢性坐骨神经痛)(来源于复旦大学附属华山医院康复科和针灸门诊)为治疗组，男女各为10例，年龄32-45岁，平均(39.5±5.9)，同时选取10名健康人为健康对照组，男女各5名，年龄33-44岁，平均(37.7±5.1)岁(来源于复旦大学附属华山医院工作人员志愿者)，两组年龄.性别资料比较，差异无统计学意义(P >0.05)；
[0024]纳入标准:
[0025](I)慢性腰痛，和/或伴慢性坐骨神经痛(干性)患者均为疼痛持续6个月以上；视觉模拟评分法(VAS)测定疼痛强度> 5分；针刺过程中24小时未服用镇静或止痛药物，半年内无针灸治疗；既往无脊柱骨折和椎间盘手术；无神经系统其他疾病、精神病史。无幽闭综合症。
[0026](2)每个受试者均签署知情同意书。(方案名称:针刺镇痛后脑默认网络的功能影像的研究；方案编号KY2009013)；
[0027]针刺方法
[0028]治疗组:电针刺激，坐骨神经痛者下肢环跳、委中为治疗穴。腰痛者加双测肾俞、大肠俞；针刺参数:每次电针持续30分钟，频率2Hz电流强度2-4mA波幅10V，以病人耐受程度为荷。一周3次，共10次；健康对照组未行电针刺激；
[0029]fMRI成像方法
[0030]在Siemens Magnetom Verio 3T磁共振扫描仪上采用EP1-GRE BOLD序列进行扫描，TR为2秒，共采集200个measurement，总扫描时间约为7分钟，在整个扫描过程中要求受试者尽量排除杂念保持严格的静止状态；扫描结束后并获取其DICOM数据；
[0031]对患者进行针刺前后2次扫描，其间间隔10次针刺治疗时间；健康人也进行2次扫描，时间间隔同患者，但不做针刺治疗；
[0032]图像数据 获取和分析流程
[0033](I)静息态的个体磁共振数据采用ICA的方法提取DMN进行分析，两组2次扫描分别进行组内和组间比较；
[0034](2) DICOM格式的BOLD图像数据通过PACS软件传递到工作站，应用MRIconvert软件转换为 nifti 格式，在 MATLAB (Version 2009b, Mathworks Inc, Sherborn, MA)平台上，应用 SPM8 软件(statistical parametric mapping, WellcomeDepartment ofCognitiveNeurology, London, UK)对图像进行头动校正，并将校正后的图像按蒙特利尔神经病学研究所(Montreal Neurological Institute, MNI)的脑图谱进行标准化，并用6mm的半高宽对标准化后的图像进行平滑，得到RNS图像分析的目标图像，然后采用GIFT (http://mialab.mm.0rg/software/gift/)软件对静息态的数据进行独立成份分析(IndependentComponent Analysis, I CA),提取与 DMN 有关的成分；
[0035]患者组与健康对照组之间DMN成份的比较采用双样本t检验，患者的自身前后DMN成份的比较采用配对t检验，通过设定阈值为P < 0.001，T > 3.1，获得相应的统计参数图。
[0036]结果显示:
[0037](I)所有受试者的静息态fMRI数据满足处理要求，经数据分析后均可获得DMN成份，
[0038](2)患者临床疼痛程度:治疗前VAS(5.6±1.265)分与治疗后VAS(1.2±0.789)分的比较，差异有统计学意义(t = 4.093，P < 0.01)；
[0039](3)健康对照组DMN分布情况(如图1所示)，
[0040]主要位于双侧后扣带回、楔叶、楔前叶、顶下小叶、前额叶背内侧皮层和前额叶背外侧皮层；[0041](4)慢性腰痛者治疗前后的静息fMRI显示的DMN变化比较(如图2所示)，
[0042]主要位于前额叶内侧皮层、背外侧皮层、前扣带皮层和楔前叶，表现为治疗后这些区域活动的增加；
[0043](5)治疗组针刺治疗前后与健康对照组的静息态fMRI研究结果比较(如图3，4所示)慢性腰痛患者在针刺治疗前与健康人静息态fMRI显示的DMN的差异主要存在于前额叶内侧皮层、背外侧皮层、前扣带皮层和楔前叶的活动下降；慢性腰痛患者在针刺治疗后与健康对照组静息态fMRI显 示的DMN的差异较治疗前明显减少，只在楔前叶存在少许活动的下降，其它区域基本均已恢复，与临床症状(VAS评分)的改善相符，结果表明，患者组的DMN在针刺治疗疼痛的缓解后(VAS治疗前后的变化)接近健康对照组的DMN。
【权利要求】
1.默认网络影像方法在用于评价针刺治疗慢性疼痛疗效中的用途。
2.按权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的默认网络影像方法是静息态的脑默认网络影像方法。
3.按权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的慢性疼痛是慢性腰痛和/或慢性坐骨神经痛。
4.按权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的默认网络影像方法作为慢性疼痛的反映。
5.按权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的默认网络影像方法采用独立成分分析数据处理方法，提取静息态的脑DMN活动fMRI数据，获得针刺镇痛治疗后客观的影像学依 据。
【文档编号】A61B5/00GK103845037SQ201210508719
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】李霁, 汤伟军, 董竞成, 吴金峰, 乐晶晶 申请人:复旦大学附属华山医院