本方案介绍了一种基于头皮针灸的方法，用于定位浅层指屈肌（FDS）肌肉初级运动皮层（M1）的热点，并通过与传统C3位点的对比验证其有效性。
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本文内容
摘要
摘要
精确确定与特定肌肉相对应的初级运动皮层（M1）的位置，对于提高神经调控的疗效至关重要。当无法使用导航经颅磁刺激（nTMS）或其他脑图谱工具时，通常会在标准10-20脑电图系统中的C3位点进行刺激。然而，越来越多的证据表明，C3可能并非靶向手部肌肉的最佳位点。因此，本研究旨在提出一种基于神经解剖学的创新定位方法，以识别手部肌肉的M1热点，并验证其相较于C3位点的有效性。我们制定了一套逐步操作方案，采用针灸为基础的方法来确定指浅屈肌（FDS）的M1热点。随后通过评估基线及神经调控后的运动诱发电位（MEPs），将所确定的热点与传统的C3位点进行比较。代表性数据表明，无论是在基线状态还是在神经调控后，所提出的M1热点所产生的MEP波幅均显著高于C3位点。该方法为定位FDS的M1热点提供了一种经过验证且实用的技术。在缺乏先进神经影像工具的临床实践中，该技术有望提升神经调控的效果。
引言
精确定位初级运动皮层（M1）中针对特定肌肉进行神经调控的皮层热点，对于优化运动功能康复效果至关重要1。与直接皮层刺激相比，导航经颅磁刺激（nTMS）已被采用为一种非侵入性且可靠的运动定位方法2。然而，在缺乏此类工具的情况下，通常采用标准10-20脑电图系统定义的C3（左半球）和C4（右半球）作为M1靶向神经调控的参考位置3。但研究表明，C3可能并不代表实际的M1热点4,5，且由于其诱发的运动诱发电位（MEP）幅度低于周围区域的其他位点，可能并非实施神经调控的最佳位置6。此外，高分辨率经颅电刺激（HD-tES）具有增强调控效果的潜力7,8,9,10；然而，与传统电极布局相比，它需要对目标刺激区域进行更精确的定位11,12。因此，在无法获取先进神经影像工具的情况下，亟需一种方法来准确识别M1热点。
头针疗法是一种现代针灸技术，它将传统中医针刺方法与大脑皮层代表性区域的现代神经解剖学相结合13。与传统针灸不同，头针疗法是在与中枢神经系统功能相关的皮层区域相对应的特定区域进行皮下针刺13。目前已发展并应用了多种头针疗法体系，用于治疗运动功能障碍，包括焦氏、林氏、金氏、唐氏体系，以及国际标准化的中国头穴针刺方案14。在这些方法中，焦氏头针疗法融合了现代神经解剖学和神经生理学原理与传统中医针灸技术，形成了一种调节中枢神经系统功能的创新方法15,16。然而，其理论是否可应用于上肢神经调控研究并得到验证，目前尚不清楚。
因此，本方案旨在探索一种利用头皮针灸定位标志（AC）来定位指浅屈肌（FDS）肌肉M1热点的新方法，并通过比较HD-tES干预前后该方法与传统C3位点的皮质脊髓兴奋性，验证其有效性。然而，目前该方法仅在头皮解剖标志清晰可辨的健康受试者中得到验证，且仅针对FDS肌肉。该方法是否可推广至其他上肢肌肉，或能否应用于神经系统受损个体，仍有待明确。
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方案
受试者均为右利手健康成年人，无任何影响上肢的神经系统或肌肉骨骼系统疾病史。该研究方案已通过休斯顿德克萨斯大学健康科学中心人类受试者保护委员会（CPHS）的审查和批准。所有受试者在参与研究前均签署了书面知情同意书。
1. 准备
- 确保受试者以舒适姿势直坐，双臂自然下垂。FDS M1热点定位方案需要使用卷尺和标记笔。FDS热点的定位过程应遵循现代头皮针灸策略。
2. 定位上运动点（UMP）
注意：上运动点（UMP）定义为位于前后径线中点后方0.5 cm处的点，该径线从眉间（两眉之间中点）延伸至枕外隆凸。
- 将卷尺的“0”刻度与眉间对齐（图1A），并确保卷尺在头皮上保持平直且水平。
- 将卷尺拉伸至枕外隆凸，即枕外隆凸最突出点（图1B）。
- 沿纵向线确定眉间与枕外隆凸之间的中点。从此点向后测量0.5 cm，并用一个可见的点标记该位置。
- 将卷尺对准左侧和右侧耳前点（或耳尖）（图1C），确保卷尺保持水平。用一个可见的点标记此横向线的中点。
- 以第2.4步中标记的中点为参考，如有必要，将第2.3步中确定的点进行横向调整，以确保最终的UMP位于横向中点的正中央（图1D）。
图1：上运动点的定位。（A）两眉之间的中点（眉间）。（B）位于枕骨中线的枕外隆突（枕外粗隆）。（C）左侧耳前点，位于耳屏前方。（D）位于中矢状线与连接左右耳前点的横线交点后方0.5 cm处；该点定义为上运动点（UMP）。请点击此处查看此图的放大版本。
3. 定位下运动点（LMP）
注：下运动点（LMP）定义为从眉梢外侧延伸至枕外隆凸的直线与前发际线的交点。
- 将卷尺的“0”刻度与面部左侧眉毛的外侧端对齐（图 2A）。
- 从该点开始，沿头皮呈直线对角路径拉伸卷尺至枕外隆凸（图 2A）。
- 在该对角线与前发际线相交处，用一个可见的点标记。此点定义为LMP（图 2B）。
4. 定位 M1 FDS 热点（AC）
注意：M1 FDS 热点定义为从上点（Up）到下运动点（LMP）沿运动区连线距离的五分之二处的位置（图 2C）。
- 将卷尺的“0”刻度与上运动点（UMP）对齐，并将卷尺延伸至上肢远端运动点（LMP）。
- 记录UMP与LMP之间的总距离。
- 测量并用一个可见的点标记从UMP起始距离的2/5处。该点被定义为AC热点。
图 2：定位下运动点与指浅屈肌热点。（A）从眉梢外侧延伸至枕外隆凸的直线与前发际线的交点。（B）下运动点（LMP）。（C）上运动点（UMP）、指浅屈肌热点（AC）以及下运动点（LMP）。请点击此处查看该图的放大版本。
5. M1 FDS 热点（AC）验证
注意：指导受试者坐在高度调节至舒适位置的椅子上，将右手放在柔软的枕头上，并在刺激过程中保持放松状态。
- 将双极表面肌电图（EMG）电极置于右侧指浅屈肌（FDS）肌腹处，并将采样频率设置为 2 kHz（图 3A）。
- 根据国际 10-20 脑电图系统标记 C3 位点17。
- 使用所提出的方法标记 FDS 的热点（AC）。
- 将经颅磁刺激（TMS）线圈以切线方向置于 AC 位点的头皮上，线圈手柄向后倾斜 45° 角（图 3B）。
- 从最大 TMS 输出强度的 30% 开始，施加单脉冲刺激。
- 逐步增加刺激强度，以确定静息运动阈值（RMT）18。
- 将刺激强度设定为 RMT 的 120%，并在 AC 和 C3 位点分别记录至少 20 个连续的运动诱发电位（MEP）。
图3：EMG电极与TMS线圈的放置位置。（A）FDS处的双极EMG电极放置位置；（B）单脉冲TMS在M1区FDS热点位置的放置。 请点击此处查看该图的放大版本。
6. HD-tES 干预
- 指导受试者舒适地坐在椅子上，双手平放在桌面或扶手上。
- 按照标准操作规程佩戴脑电帽17，确保与头皮解剖标志点（鼻根点和枕外隆突）对齐。
- 在目标位点（AC或C3）上方放置一个电极，并在目标区域周围均匀布置四个参考电极，以确保电流分布稳定（图4）。在所有电极位置涂抹导电凝胶以降低阻抗。
- 使用刺激器内置的阻抗测量仪检查电极阻抗，确保阻抗值低于2 kΩ。
- 将刺激参数设置为2 mA强度、21 Hz频率，持续时间为20分钟。
- 开启高分辨率经颅电刺激（HD-tES）设备，并在30秒内逐步将刺激强度升至2 mA。
- 在整个刺激过程中监测受试者的反应，注意是否有不适、皮肤刺激或异常感觉等表现。
- 20分钟后关闭设备，小心移除电极，并清洁头皮部位。
图 4：高密度经颅电刺激（HD-tES）的装置设置。 中心电极靶向位于 C3 或 AC，周围通道分布有 4 个参考电极。 请点击此处查看该图的放大版本。
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结果
结果揭示了三个关键发现：i) 基于神经解剖学引导的头皮针灸所提出的方法（AC）成功识别了FDS肌肉的M1热点，因其与经颅磁刺激（TMS）引导的热点位置重叠。ii) 所识别的M1 FDS热点并未与传统靶向的C3位点重叠；此外，与C3位点相比，AC位点表现出更高的基线运动诱发电位（MEP）幅值。iii) 在AC位点进行高分辨率经颅交流电刺激（HD-tACS）干预显著增加了MEP幅值，而在C3位点进行刺激后未观察到显著变化。
图5 显示了一名代表性受试者的AC位点和C3位点。AC位点与C3位点无重叠，位置大约在C3位点前方3-4 cm处。在先前的研究中曾报道，AC位点平均位于C3位点前方约2.9 cm19。此外，在AC位点和C3位点均测量了基线条件下的峰-峰MEP波幅。图6A 展示了来自AC位点和C3位点的代表性基线MEP波形。AC位点的峰-峰MEP波幅大于C3位点。与这些结果一致，我们之前的研究也表明，AC位点的基线ME...
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讨论
本研究建立了一种基于头皮针灸解剖标志定位指浅屈肌M1热点的创新方法。与传统使用的C3位点相比，所提出的AC位点作为指浅屈肌M1热点表现出更强的潜力，其运动诱发电位（MEP）的基线水平及调节后振幅均更高。
皮质脊髓束是起源于运动皮层、控制随意运动行为的最重要下行通路之一20,21。成功调节皮质脊髓束的兴奋性在神经康复中具有重要潜力22,23。在临床应用中，快速、准确定位特定肌肉的皮层热点具有显著的实用价值24。焦氏头针结合了传统中医针灸技术与现代神经解剖学和神经生理学的最新认识，形成了一种旨在调节中枢神经系统功能的强有力新工具15。在焦氏头针中，头部共可确定38个穴位。运动区被分为三个部分，传统上用于治疗运动功能障碍：最上方的五分之一区域对应对侧下肢、躯干、...
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披露
作者声明，他们不存在任何已知的相互竞争的经济利益或可能被认为影响本文所报告工作的个人关系。
致谢
作者感谢迈阿密大学生物医学工程系教授张 Yingchun 博士，她在进行肌电图分析过程中提供了宝贵的指导和专业知识。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 电极凝胶 | Soterix Medical Inc.，美国纽约 | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gel | |
| 肌电图 | TMSi，荷兰奥尔登扎尔 | https://www.tmsi.artinis.com/product-overview | |
| 高分辨率经颅电刺激（HD-tES） | Soterix Medical Inc.，美国纽约 | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1 | |
| TMS（Magstim Bistim）² 200) | 英国威尔士惠特兰，麦格斯提姆有限公司 | 3231-00 |
参考文献
- Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an IFCN committee. Clin Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
- Jeltema, H. R., et al. Comparing navigated transcranial magnetic stimulation mapping and "gold standard" direct cortical stimulation mapping in neurosurgery: a systematic review. Neurosurg Rev. 44 (4), 1903-1920 (2021).
- Tang, X., et al. Transcranial direct current stimulation for upper extremity motor dysfunction in poststroke patients: a systematic review and meta-analysis. Clin Rehabil. 38 (6), 749-769 (2024).
- Silva, L. M., Silva, K. M. S., Lira-Bandeira, W. G., Costa-Ribeiro, A. C., Araujo-Neto, S. A. Localizing the primary motor cortex of the hand by the 10-5 and 10-20 systems for neurostimulation: an MRI study. Clin EEG Neurosci. 52 (6), 427-435 (2021).
- Sparing, R., Buelte, D., Meister, I. G., Paus, T., Fink, G. R. Transcranial magnetic stimulation and the challenge of coil placement: a comparison of conventional and stereotaxic neuronavigational strategies. Hum Brain Mapp. 29 (1), 82-96 (2008).
- Kim, H., Wright, D. L., Rhee, J., Kim, T. C3 in the 10-20 system may not be the best target for the motor hand area. Brain Res. 1807, 148311(2023).
- Roy, A., Baxter, B., He, B. High-definition transcranial direct current stimulation induces both acute and persistent changes in broadband cortical synchronization: a simultaneous tDCS-EEG study. IEEE Trans Biomed Eng. 61 (7), 1967-1978 (2014).
- Meng, H., et al. High-definition transcranial alternating current stimulation (HD-tACS) has regional neuromodulation effects in the forearm and hand muscles. Brain Stimul. 18 (1), 94-96 (2025).
- Masina, F., et al. Neurophysiological and behavioural effects of conventional and high-definition tDCS. Sci Rep. 11 (1), 7659(2021).
- Parlikar, R., et al. High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS): a systematic review on the treatment of neuropsychiatric disorders. Asian J Psychiatr. 56, 102542(2021).
- Alam, M., Truong, D. Q., Khadka, N., Bikson, M. Spatial and polarity precision of concentric high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). Phys Med Biol. 61 (12), 4506-4521 (2016).
- Villamar, M. F., et al. Technique and considerations in the use of 4×1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. (77), e50309(2013).
- Hao, J. J., Hao, L. L. Review of clinical applications of scalp acupuncture for paralysis: an excerpt from Chinese scalp acupuncture. Glob Adv Health Med. 1 (1), 102-121 (2012).
- Lee, G. E., Lee, P. T., Ran, N., Zhou, J. Scalp acupuncture for children with cerebral palsy: a protocol for a systematic review. Medicine (Baltimore). 98 (48), e18062(2019).
- Wang, J., et al. Acupuncture treatment on the motor area of the scalp for motor dysfunction in children with cerebral palsy: study protocol for a multicenter randomized controlled trial. Trials. 21 (1), 29(2020).
- Wu, Y., et al. Potential scalp acupuncture and brain stimulation targets for common neurological disorders: evidence from neuroimaging studies. Chin Med. 20 (1), 58(2025).
- American Electroencephalographic Society. Guideline thirteen: guidelines for standard electrode position nomenclature. J Clin Neurophysiol. 11 (1), 111-113 (1994).
- Westin, G. G., Bassi, B. D., Lisanby, S. H., Luber, B. Determination of motor threshold using visual observation overestimates transcranial magnetic stimulation dosage: safety implications. Clin Neurophysiol. 125 (1), 142-147 (2014).
- Meng, H., Houston, M., Francisco, G. E., Zhang, Y., Li, S. Scalp acupuncture guidance for identifying the optimal site for transcranial electrical stimulation of the hand. Exp Brain Res. 242 (9), 2083-2091 (2024).
- Lemon, R. N. Descending pathways in motor control. Annu Rev Neurosci. 31, 195-218 (2008).
- Liu, R., Moe, A. A. K., Liu, W., Zoghi, M., Jaberzadeh, S. Does acupuncture at motor-related acupoints affect corticospinal excitability? a systematic review and meta-analysis. J Integr Med. 23 (2), 113-125 (2025).
- Song, W., Amer, A., Ryan, D., Martin, J. H. Combined motor cortex and spinal cord neuromodulation promotes corticospinal system functional and structural plasticity and motor function after injury. Exp Neurol. 277, 46-57 (2016).
- Krucoff, M. O., Rahimpour, S., Slutzky, M. W., Edgerton, V. R., Turner, D. A. Enhancing nervous system recovery through neurobiologics, neural interface training, and neurorehabilitation. Front Neurosci. 10, 584(2016).
- Søndergaard, R. E., Martino, D., Kiss, Z. H. T., Condliffe, E. G. TMS motor mapping methodology and reliability: a structured review. Front Neurosci. 15, 709368(2021).
- Wang, T. Acupuncture for brain. , Springer. Cham. (2021).
- Meng, H., et al. Efficacy of high-definition transcranial alternating current stimulation (HD-tACS) at the M1 hotspot versus C3 site in modulating corticospinal tract excitability. Biomedicines. 12 (11), 2635(2024).
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