Überwachung Akupunktur Effects on Human Brain von fMRI

Hallo, ich bin Kathleen Hay vom Mateo-Zentrum der Abteilung für Radiologie im Massachusetts General Hospital und an der Harvard Medical School. Heute zeigen wir Ihnen ein Verfahren zur funktionellen Magnetresonanztomographie während einer Akupunkturstimulation. Als wir erstmals die fMRT anwandten, um die Wirkungen der Akupunktur auf das Gehirn abzubilden, hatten wir keine Vorstellung davon, wie die Daten aussehen würden.

Im Laufe der Jahre haben wir eine Datenbank zur Akupunktur mit fMRT-Überwachung aufgebaut, die etwa 200 Probanden im gesunden und kranken Zustand umfasst und eine solide Grundlage für zukünftige Studien bietet. Dr. Kenneth Qua, MRT-Physiker vom Martin Center, leitete die fMRT-Bildgebung. In diesen Studien wird er die Schlussbemerkungen vornehmen und ist hauptsächlich als praktizierender Akupunkteur und Forscher tätig.

Ein Akupunkteur des Zentrums wird die Akupunkturverfahren durchführen. Dr. Vitali Napal, Experte für Akupunktur-fMRT mit physiologischer Überwachung am Zentrum, wird den Prozess der Datenerfassung mit physiologischer Monitoring demonstrieren. Beginnen wir also.

Während der Scansitzung werden physiologische Parameter wie das Elektrokardiogramm oder ECG GX, die Hautleitfähigkeitsreaktion oder SCR sowie die Atmung vom Probanden aufgezeichnet. Die Signale werden mit einem Power Lab erfasst, das an einen Computer angeschlossen ist, der mit der Chart-Software von 80 Instruments ausgestattet ist und die vom Probanden stammenden Signale verstärkt, digitalisiert und aufzeichnet. Um das Atemgurt-System einzurichten, das zur Aufzeichnung der Atmung verwendet wird, stecken Sie den Wandler in eine Stromquelle im Steuerungsraum des Scanners und führen Sie den Gurt durch die Öffnung in den Scanner-Raum.

Um die physiologischen Daten mit den FMRI-Daten zu synchronisieren, verbinden Sie ein BNC-Kabel von der Triggerbox des FMRI-Scanners mit dem PowerLab im Kontrollraum. Die Chart-Software kann dann so eingerichtet werden, dass sie mit der Aufzeichnung beginnt, sobald ein Signal vom Scanner empfangen wird. Sammeln Sie nun die EKG-Überwachungsgeräte; Sie benötigen vier EKG-Elektroden und ein EKG-Kabel, das an einen MRT-kompatiblen, rollbaren Transportwagen angeschlossen ist, um die Hautleitfähigkeit zu messen. Stecken Sie zwei SER-Stecker in die Breakout-Box im Scanraum und halten Sie Hautleitfähigkeitsgel bereit.

Bereit Nun beginnen wir mit der Vorbereitung des Probanden auf die Untersuchung. Stellen Sie vor Beginn sicher, dass der Proband nicht ängstlich oder müde ist und zuvor eine leichte Mahlzeit eingenommen hat. Da dies die Gehirnreaktion auf die Akupunkturstimulation beeinflussen kann, führen Sie den Probanden in den Scanner-Raum und lassen Sie ihn Ohrstöpsel einsetzen, um die Ohren vor dem Geräusch des Scanners zu schützen.

Platzieren Sie nun den Probanden auf der Scannerliege und verwenden Sie gepolsterte Halterungen, um den Kopf zu fixieren. Akupunktur-Scans sind aufgrund ihres geringen Signal-Rausch-Verhältnisses besonders anfällig für Bewegungsartefakte des Kopfes. Um Körperbewegungen zu reduzieren, platzieren Sie eine Stütze unter die Knie des Probanden, damit die Fersen die Oberfläche der Liege nicht berühren, befestigen Sie die Kopfspule und nehmen Sie abschließende Anpassungen an den Stützpolstern vor, um sicherzustellen, dass sich der Proband wohlfühlt.

Da eine durchschnittliche Sitzung zwei Stunden dauert, ist Komfort für eine unterbrechungsfreie Aufnahme entscheidend. MRT-kompatibel. Die physiologische Überwachung kann bei Bedarf während der Aufnahme durchgeführt werden.

Die Qualität des EKG-Signals sollte vor der Aufnahme überprüft werden. In dieser Demonstration verwenden wir ein 1,5-Tesla-Siemens-Avanto-MRT-System, das für die Echo-Planar-Bildgebung mit einer standardmäßigen quadratischen Kopfspule ausgestattet ist. Für Studien mit Akupunkturstimulation sollten dünnere Gehirnschnitte aufgenommen werden.

Um Suszeptibilitätsartefakte zu verringern, verwenden Sie Schnitte mit einer Dicke von drei Millimetern und einem Abstand von 0,6 oder 0,75 Millimetern in sagittaler oder axialer Orientierung, um das gesamte Gehirn einschließlich Hirnstamm und Kleinhirn abzudecken. Erfassen Sie funktionelle Aufnahmen mit einer T2-gewichteten Gradientenecho-Sequenz mit einer Wiederholungszeit (TR) von vier Sekunden und einer Echizeit (TE) von 30 Millisekunden, einem Bildfeld (FOV) von 200 Millimetern, einer Matrix von 64 × 64 und einem Kippwinkel von 90 Grad. Die kürzere TE trägt zur Verringerung von Suszeptibilitätsartefakten bei, während die vergleichsweise lange TR eine vollständige Abdeckung des Gehirns mit hoher räumlicher Auflösung ermöglicht.

Die Amygdala, das Hippocampus, der ventromediale präfrontale Kortex und die subgenualen Bereiche, die sich an der Basis des Gehirns befinden, sind besonders anfällig für Signalverluste. Überprüfen Sie die Echoplanarbilder, um eine gute Abdeckung dieser Regionen sicherzustellen. Die Verwendung eines 1,5-Tesla-Magneten anstelle von Magneten mit höherer Feldstärke für die Datenerfassung trägt dazu bei, solche Artefakte bei spezialisierten Studien zu minimieren.

Stellen Sie sicher, dass die Bildaufnahme mit mindestens vier Platzerscans beginnt, um die Equilibrierung des FMRI-Signals zu ermöglichen. Nun zeigen wir, wie eine Akupunktur während eines FMRI-Experiments durchgeführt wird: Weisen Sie den Probanden zunächst an, sich zu entspannen, die Augen geschlossen zu halten und sich während der Aufnahme nicht zu bewegen. Um eine noxische Stimulation zu vermeiden, weisen Sie den Probanden an, einen Finger anzuheben.

Wenn eines der Akupunkturgefühle eine Schmerzintensität von acht von 10 erreicht, oder im Falle von stechenden Schmerzen jeglichen Grades, bevor das Scannen beginnt, heben Sie zwei Finger. Führen Sie eine sterile, hochwertige Einweg-Akupunkturnadel aus reinem Silber vertikal in den Akupunkturpunkt ein. Die Nadel kann durch sanftes Drehen oder durch Heben und Senken manipuliert werden.

Die Rotationsmethode wird häufiger angewendet. Testen Sie die Empfindlichkeit des Probanden gegenüber Nadelmanipulationen, um die Einführtiefe und die zur Reizauslösung erforderliche Manipulationskraft abzuschätzen, wobei übermäßige Unannehmlichkeiten oder nozizeptive Schmerzen vermieden werden sollen. Während des 10-minütigen Scans wird die Nadel in zwei jeweils zwei Minuten dauernden Abschnitten gedreht, die durch eine Ruhephase getrennt sind, in der die Nadel an Ort und Stelle verbleibt.

Vermeiden Sie es, sich dem Probanden unmittelbar vor oder nach der Stimulationsphase direkt zu nähern oder sich von ihm zu entfernen, da diese Bewegung die Ergebnisse beeinflussen könnte. Wiederholen Sie den Vorgang an den anderen Akupunkturpunkten. Für die sensorische Kontrolle oder eine Scheinakupunktur führen wir eine oberflächliche taktile Stimulation des Akupunkturpunkts mit einem Einzelfaden der Größe 5,88 von Frey und einem entsprechenden Paradigma durch.

Dies erfolgt vor der eigentlichen Akupunkturstimulation des Akupunkturpunkts. Es kann durch freies Antippen des Filaments oder durch Einführen des Filaments mittels einer Führungsöse, wie sie für Akupakunadeln verwendet wird, durchgeführt werden. Nach Abschluss der Akupunkturstimulation die Kraft aufzeichnen, mit der die Nadel der Manipulation widersteht.

Am Ende jedes Scans soll ein anderer Untersucher als der Akupunkteur den Probanden bitten, die empfundenen Empfindungen auf einer Skala von null bis 10 zu bewerten. Die Liste der akupunktureigenen Empfindungen stammt aus der Akupunkturgemeinschaft und nicht aus typischen Schmerzfragebögen der Literatur.

Die fMRT-Daten werden anschließend entsprechend der psychologischen Reaktion auf Chi, auf Chi in Kombination mit stechendem Schmerz, ohne Akupunktursensationen und ausschließlich auf stechenden Schmerz kategorisiert. Es ist äußerst selten, ausschließlich stechenden Schmerz zu beobachten. Im Folgenden betrachten wir einige repräsentative fMRT-Daten, die wir mit A FNI verarbeitet haben.

Andere Software wie FS LO FreeSurfer kann ebenfalls verwendet werden. Funktionelle Aufnahmen werden über die hochauflösenden anatomischen Karten der Kohorte gelegt. Alle hier gezeigten Gruppenkarten sind bei einem Schwellenwert von p kleiner als 0,0001 unkorrigiert dargestellt.

Zunächst betrachten wir, wie die Akupunktur-Deci-Stimulation sich von taktiler Stimulation unterscheidet. Dies sind Daten einer Gruppe von 37 Probanden bei Akupunktur. Deci-Cluster deaktivierter Strukturen zeigten sich im medialen präfrontalen Kortex, im medialen parietalen Kortex und im medialen Temporallappen in beiden Hemisphären.

Derartige Veränderungen waren bei taktiler Stimulation selten. Der rechte laterale Temporallappen zeigte während der Akupunktur ebenfalls eine stärkere Deaktivierung. Im Gegensatz zur Deaktivierung wies die taktile Stimulation eine stärkere Aktivierung des sensorischen Motorcortex BA 43 und des assoziativen Kortex BA 22 auf.

Die rechte vordere Insel wurde paradoxerweise während der Akupunktur, jedoch nicht bei taktiler Stimulation, aktiviert. Hier sehen wir die Korrelation zwischen der psychophysikalischen und der hämodynamischen Antwort. Dieses Diagramm stellt die Akupunktur-deci im Vergleich zu DEI plus scharfem Schmerz dar.

Die starke Deaktivierung des medialen präfrontalen Kortex, des medialen Parietalkortex und des medialen Temporallappens, die bei schmerzfreier Dehydrierung beobachtet wurde, war in Gegenwart von Schmerz abgeschwächt. Die Aktivierung der sensorischen Motor- und Assoziationskortizes nahm zu, und eine Teilmenge limbischer Regionen, wie der mittlere cinguläre Cortex, das supplementäre motorische Areal, der hintere cinguläre Cortex, das Areal BA 23, die Amygdala und der cerebelläre Vermis, wurde aktiviert.

Die Aktivierung der Inselrinde bei Dezi lokalisierte sich in der rechten vorderen Abteilung, während die Aktivierung bei Schmerz keine spezifischen Lokalisationen zeigte. Hier sehen wir eine Überlappung limbischer paralimbischer neokortikaler Netzwerke oder LP NN von 48 Probanden während der Akupunkturstimulation mit dem sogenannten Ruhezustandsnetzwerk oder DMN, den Clustern deaktivierter Regionen während der Akupunkturstimulation im medialen präfrontalen Kortex, medialen parietalen Kortex und im Temporallappen des LP NN. Die Analyse mittels allgemeinem linearem Modell und die modellfreie unscharfe Clusteranalyse zeigten eine deutliche Ähnlichkeit mit den Kernregionen des DMN. Soeben haben wir Ihnen gezeigt, wie man den dynamischen Effekt der Akupunktur auf das menschliche Gehirn überwachen kann.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens mittels fMRT ist es wichtig, auf den Komfort und die psychophysikalische Reaktion des Probanden zu achten, um dessen CHI zu erzeugen und noxische Reize zu vermeiden. Das war's. Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg mit dem Experiment.