针灸与脑科学融合新突破：柔性头线圈助力fMRI实时观测脑功能

上海曙光医院联合联影医疗研发自主知识产权针灸头线圈，推动中医现代化研究进入精准影像时代

詹松华教授、谭文莉博士团队携手联影医疗，成功研发具有自主知识产权的柔性针灸头线圈，首次实现头穴电针刺激过程中同步进行任务态BOLD fMRI检查，实时显示脑区激活情况。该技术突破为探索针灸作用机制提供了高精度影像学支持，近年来已有多项研究成果发表于国际权威期刊，显著推进功能磁共振成像（fMRI）在中医药领域的科研应用。

随着现代医学影像技术的发展，中医诊疗正逐步融入客观化、可视化研究体系。血氧水平依赖功能磁共振成像（BOLD fMRI）、弥散张量成像（DTI）等先进技术已被广泛应用于针灸对脑功能和脑结构影响的研究中，成为揭示中医治疗机理的重要工具。针灸作为中医优势疗法，在偏头痛、面瘫、脑卒中后康复等领域疗效显著，现可通过fMRI从神经层面解析其作用路径。

图 1. 上海曙光医院和联影医疗合作研发的针灸头线圈

01 柔性针灸头线圈性能优于传统硬质线圈

基于联影医疗1.5T磁共振系统，研究团队对12通道柔性针灸头线圈与商用16通道、24通道硬质头线圈进行了性能对比。相关成果发表于《Magnetic Resonance in Medical Sciences》（IF=2.76）^[1]。

射频线圈直接影响磁共振图像的时间分辨率、空间分辨率和信噪比（SNR）。柔性线圈可贴合个体头部形态，适用于特殊体位或活动受限患者，尤其利于俯卧位成像。由于更贴近颅脑表面，其在皮层区域表现出更高信噪比，有助于提升BOLD fMRI时间分辨率，增强对浅表脑区及皮下血管的成像能力。

研究通过水模测试与体内实验评估SNR及g因子表现。结果显示：在水模实验中，柔性线圈在2倍加速下仍具备良好g因子稳定性；体内研究证实，除枕叶外，12通道柔性线圈在大脑皮质区的信噪比均高于硬质线圈，尤其在额叶、顶叶等区域优势明显。

图 2. SNR曲线由三个线圈的T1WI图像绘制，单层矢状面A-P方向穿过水模中心

图 3. 体内研究中的SNR图

02 针灸显著改善无先兆偏头痛症状并调节小脑功能

采用联影医疗3T磁共振系统，结合静息态fMRI（rs-fMRI），研究团队探讨了针灸对40名无先兆偏头痛患者及16名健康对照者的即时与累积效应。成果发表于《Frontiers in Neurology》（IF=4.1）^[2]。

患者接受每周2次、共12次针灸治疗，并随访24周。主要观察指标为头痛天数与严重程度变化，次要指标包括生活质量、焦虑与抑郁评分。通过检测局部一致性（ReHo）评估脑功能改变。

结果表明，针灸能显著减少头痛发作频率、缓解疼痛强度、改善情绪障碍与生活质量。随访数据显示临床效果可持续至少6个月。影像分析发现，患者治疗前小脑ReHo值降低，经一次及十二次针灸后显著回升，提示偏头痛与小脑功能紊乱相关，而针灸可通过调节小脑及疼痛情绪相关脑区发挥治疗作用。

图 4. 无先兆偏头痛患者与健康对照组在不同治疗阶段的ReHo值差异：(A) 患者小脑ReHo低于对照组；(B) 经针灸治疗后ReHo逐步上升

03 实时fMRI揭示电针百会穴治疗抑郁症的作用机制

利用柔性针灸头线圈，研究团队开展“实时rs-fMRI”研究，评估电针刺激百会穴对20名轻度抑郁症研究生的即刻与持续效应。成果发表于《Neuropsychiatric Disease and Treatment》（IF=2.9）^[3]。

研究创新性提出“实时rs-fMRI”概念，借助头线圈镂空设计，实现进针、电针与扫描同步进行。受试者分别在进针前、电针中、拔针后15分钟完成三阶段fMRI扫描，分析ReHo变化。

结果显示，电针即时效应主要激活双侧中央后回、右距状皮层和右楔回；持续效应不仅强化上述区域激活，还引起右后扣带皮层、角回和楔前叶ReHo下降，影响范围更广。研究证实电针可通过调节感觉与视觉相关脑区快速产生抗抑郁效应，并提供可视化手段动态追踪针刺过程中的脑功能响应。

图 5. 第二阶段与第一阶段ReHo配对比较：双侧中央后回、右距状皮层和右楔回显著增加

图 6. 第三阶段与第一阶段ReHo配对比较：右距状皮层、右楔回和双侧中央后回显著增加，右后扣带皮层、角回和楔前叶ReHo下降

04 头皮电针刺激引发执行控制与默认网络功能连接改变

基于联影1.5T磁共振，研究团队探究头皮穴位电针刺激（EAS）对大脑网络的实时响应。成果发表于《Brain and Behavior》（IF=3.405）^[4]。

60名健康志愿者随机分为真刺激组与假刺激组，分别在神庭（GV24）与头维（ST8）穴位接受真实电针或伪针刺，同步进行fMRI扫描。采用独立成分分析与全因素统计方法评估功能连接（FC）变化。

研究排除心理因素干扰，验证了EAS特异性效应。结果表明，GV24与ST8电针可广泛影响执行控制网络、默认网络、注意网络和感觉运动网络。具体表现为左侧执行控制网络与感觉运动网络FC增强，而默认网络FC减弱，提示电针可能通过调控认知控制与自我参照思维相关脑网络发挥作用。

图 7. 左侧执行控制网络与默认网络的功能连接差异

05 率谷穴电针调节脑岛-顶叶功能连接以缓解偏头痛

使用3T磁共振研究30名无先兆偏头痛患者与30名健康对照者，分析右侧脑岛亚区（vAI、dAI、PI）功能连接变化，并观察率谷穴（GB8）电针干预下的实时FC调整。成果发表于《Journal of Integrative Medicine》（IF=4.0）^[5]。

研究发现，偏头痛患者在电针前（PMa）与电针中（PMb）均存在右侧中央后回FC降低、左侧楔前叶FC升高等异常模式。电针干预后，右背侧前脑岛与右中央后回、右后脑岛与左楔前回之间的功能连接趋于正常化，表明率谷穴电针可通过调节脑岛-顶叶通路实现即时镇痛效应。

图 8. PMa、PMb与HC组间dAI和PI的FC差异：PMa-HC、PMb-HC显示中央后回FC下降、楔前叶FC升高；PMb-PMa显示连接逆转趋势

06 动态fMRI揭示针灸对偏头痛的累积治疗机制

进一步研究40名无先兆偏头痛患者在接受12次针灸治疗过程中大脑内在活动与有效连接的动态演变。成果发表于《Frontiers in Neuroscience》（IF=5.2）^[6]。

采用动态ALFF（dALFF）与格兰杰因果分析（GCA），发现患者基线期腹外侧延髓、左小脑上叶、右楔前叶dALFF降低。经针灸治疗后，这些区域活动逐步恢复，且腹外侧延髓至右额中回、左脑岛等区域的有效连接变异性增强。dALFF变化与发作频率正相关，DEC变异性的GCA系数与生活质量正相关，与VAS评分负相关。

研究表明，针灸可能通过增强关键脑区间的定向连接，补偿因疾病导致的功能活动异常，从而实现长期疗效。