针灸治疗原发性痛经的疗效及脑机制:一项随机对照临床试验的研究方案

背景

针灸已被证明对原发性痛经(PDM)患者有效。然而，针灸各自的优势和潜在的中枢机制值得研究，以促进其进一步应用。

方法

在本随机对照神经影像学试验中，72例PDM患者将被随机分为针灸治疗组、艾灸治疗组和候诊组。针灸治疗组和艾灸治疗组分别接受针灸治疗，共3个疗程，连续3个月经周期，等候名单组在这3个月经周期内不接受针灸治疗。采用COX月经症状量表(CMSS)、视觉模拟量表(VAS)和疼痛灾难化量表(PCS)评估临床疗效。使用抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)和36项简短健康调查(SF-36)评估基线和治疗结束时的精神状态和生活质量。功能磁共振成像(fMRI)将用于检测基线和治疗结束时的大脑活动变化。临床数据和影像学数据将在组间进行分析。进行相关分析，探讨脑功能改变与症状改善之间的关系。

讨论

随机对照神经影像学试验的应用将为针灸治疗如何缓解痛经提供客观有效的证据。本研究结果将有助于证实针灸治疗PDM患者在临床疗效和中心机制上的潜在异同。

试验注册

中国临床试验注册中心ChiCTR2100043732．于2021年2月27日注册

原发性痛经(PDM)是最常见的妇科疾病之一，全球发病率约为45-95% [1］．它的特点是在没有器质性盆腔疾病的情况下，月经期间反复发作、绞痛、下腹部疼痛[2，3.］．在严重情况下，病人可能会出现其他症状，包括恶心、呕吐、肢体冷、出汗，甚至晕厥，并伴有下腹部疼痛[4］．PDM显著影响患者的生活质量(QoL)，并导致高比例的学校或工作缺勤[5，6，7，8］．目前治疗PDM的药物包括非甾体抗炎药(NSAIDs)和激素疗法[3.，7］．但其副作用及疗效不理想限制了其临床应用[9，10，11］．因此，越来越多的医生和患者倾向于选择互补性替代疗法。

针灸是补充替代疗法的重要组成部分，对PDM有良好的治疗效果[12，13］．针灸属于中医的外用疗法。它们都以中国传统的穴位经络理论为指导，具有疏通经络、活络的作用气和血液循环治疗疾病，虽然他们的程序和操作是不同的。针灸是将针插入穴位，施加一定的手法，以达到治疗的目的，而艾灸是将燃烧的艾草直接或间接放置在穴位上，以治疗疾病。多项研究表明，无论是单纯针灸还是联合针灸治疗PDM均能有效缓解疼痛[14，15，16］．我们之前的研究也证实了艾灸在缓解痛经及改善痛经相关症状方面的功效[13，15］．此外，已有研究表明，中枢系统与针灸刺激的融合对发挥治疗效果起着至关重要的作用[17，18］．例如，研究人员发现，针灸和艾灸都可以改善缓解期CD患者的皮质-皮质下耦合，但其调节模式相对不同[19］．由此可见，针灸治疗PDM均有效，但其各自的疗效优势和作用机制尚不明确，有待进一步研究。

因此，我们设计了本随机对照神经影像学试验，目的是(1)比较针刺和艾灸单独治疗PDM的疗效，研究其各自的优势;(2)利用功能磁共振成像(fMRI)研究针灸治疗PDM的潜在中心机制。(3)探讨针刺或艾灸引起的脑活动变化与临床变量改善之间的潜在相关性。

这是一项随机对照平行神经影像学试验。我们将招募符合纳入标准的72例患者，在3个月的基线期后，按1:1:1的比例随机分为三组(针灸治疗组、艾灸治疗组和候诊组)。针灸治疗周期将持续3个月经周期，而等候名单组在这3个月经周期内将不接受针灸治疗。允许所有患者使用镇痛药(VAS≥8 cm)，并在痛经日记中记录用药名称、剂量和确切用药时间。临床结果测量和fMRI扫描将在基线和治疗结束时进行。研究过程详见图。1．

研究方案符合SPIRIT 2013声明(标准方案项目:介入试验建议)[20.］．该方案已获成都中医药大学医院机构审查委员会批准(批准号:2021KL-010)，并在临床试验注册中心注册(注册号:ChiCTR2100043732)。

参与者及招聘策略

患者将从中国中医药大学附属医院妇科门诊和中国中医药大学校园招募。招聘策略主要包括发布广告、散发传单、在微信(中国最大的社交媒体平台)上发布信息。所有患者将被告知研究程序、潜在益处和风险，并在分配前获得书面知情同意。

入选标准

符合以下标准的患者将被纳入:(1)18-30岁未产妇，(2)右撇子，(3)符合原发性痛经共识指南PDM诊断标准[21]，(4)月经周期正常(28天±7天)，(5)上一次月经期间痛经视觉模拟量表(VAS)平均得分至少为4厘米(范围0至10厘米)，(6)签署知情同意书。

排除标准

符合下列条件之一的患者将被排除在外:(1)经b超和妇科检查确诊为多囊卵巢综合征、子宫内膜异位症、子宫肌瘤等继发性痛经，(2)MRI有严重幽闭恐怖症、起搏器、植入铁磁金属等禁忌症，(3)有严重抑郁或焦虑障碍，(4)合并精神、神经、心脑血管、肝脏等危及生命的疾病，肾脏和造血系统疾病，(5)正在怀孕或哺乳期或准备怀孕，(6)在入组前2周使用止痛药和镇静剂，(7)参加其他临床试验。

样本大小

根据神经影像学研究的统计要求，每组12-15人为稳定脑反应的合理样本量[22，23］．考虑到20%的退出率和扫描过程中可能出现的过度头部运动，每组需要24个样本量，共纳入72例PDM患者。

随机和盲法

随机化将使用由Excel的rand函数创建的计算机生成的随机化数字表来实现。72例符合条件的PDM患者将随机分为针灸组、艾灸组和等候名单组(1:1:1)。随机信息将被放入一个不透明的密封信封中，并由不参与研究的人保存。由于针灸操作的特殊性，很难使操作人员和患者失明。然而，结果评估者和统计学家对随机化、分组分配和干预以降低偏倚风险的过程和结果是盲目的。

干预措施

针灸干预

本组患者采用一次性无菌丝状针(0.25 × 40 mm，中国华佗医疗器械有限公司)在CV4(关园)、SP6(三银角)处人工针刺。根据我们之前的研究和学术文献数据挖掘，这些穴位已经被证明是治疗PDM的有效且最常用的穴位[13，24，25］．用酒精消毒皮肤后，将针垂直插入20 - 30mm深度的穴位;然后，针灸师将针双向扭转90-180°，以3-5毫米的振幅提起并插入针，以1-1.5 Hz诱导Deqi感觉。后Deqi感觉达到，针将停留在穴位30分钟。

艾灸治疗

本组患者在CV4和SP6处用艾条轻度灸(Z32021062，中国苏州东方艾丝股份有限公司)。艾棒由艾丝制成，呈圆柱形，直径1.5厘米，长度20厘米。点燃的艾条将应用于穴位真皮层上方约2-3厘米处，产生温和的温暖和舒适的感觉，类似于Deqi针灸的感觉。每穴灸一般持续约10-15分钟[13］．

患者在月经来潮前5天接受针灸治疗，每天1次，每次5天，共3次，连续3个月经周期。所有针灸操作将由两名至少有3年临床经验的持牌针灸师进行。

轮候名单组

在等候名单组的患者将不接受针灸干预，只需要保持他们以前的习惯。参与者也将在相应的时间点完成考试和评估。考虑到伦理要求，本组所有患者在试验结束时将接受免费针灸治疗。

测量

测量主要包括基本信息收集、症状测量和神经影像学扫描评估。所有测量将由训练有素的评估人员独立执行。学习进度见表1．

人口学和临床基本信息收集

基线时将收集包括姓名、年龄、身高、体重、教育程度、PDM及其他伴发疾病史在内的人口学信息。还将测量包括血压、脉搏、呼吸频率和体温在内的生命体征。

症状测量

COX月经症状量表(CMSS)

CMSS通常用于评估痛经症状和其他伴随症状[26］．量表包含18个症状项，每个症状项包括总发病时间和平均严重程度。

视觉模拟量表(VAS)

VAS是一种广泛用于测量疼痛强度的工具[27］．患者将被要求在100毫米的水平线上表示对疼痛强度的感知，从1到10分(0 =无痛觉，10 =最严重的痛觉)。

疼痛加重量表(PCS)

PCS是一个13项自我报告工具，用于评估对实际或预期的疼痛经历的夸大消极取向[28，29］．该量表从三个子量表衡量疼痛灾难化的不同特征:沉思、放大和无助。

心理状态评估

采用焦虑自评量表(SAS)及抑郁自评量表(SDS)评估情绪状态[30.，31］．

衡量生活质量

以36项健康简表调查(SF-36)评估生活质素[32］．该量表包含8个维度，包括身体功能、身体健康问题导致的角色限制、情绪问题导致的角色限制、社会功能、身体疼痛、活力、心理健康和一般健康。

VAS、CMSS和PCS将在基线和整个治疗期间的每个月经周期进行测量。SAS、SDS和SF-36将在基线和治疗结束时进行测量。

核磁共振成像扫描

所有参与者将在基线和治疗结束时接受核磁共振扫描。MRI数据将通过3.0 T磁共振扫描仪(GE 3.0 T MR750;GE医疗，芝加哥，IL, USA)在中国电子科技大学核磁共振中心。使用舒适的海绵垫固定受试者的头部，以减少头部运动，并使用耳塞来减弱噪音。与此同时，所有参与者将被告知在扫描过程中保持不动，闭上眼睛并保持清醒。扫描过程包括定位仪、高分辨率三维t1加权成像(3D-T1WI)和血氧水平依赖的功能磁共振成像(BOLD-fMRI)。

扫描参数如下:3d - t1wi -重复时间(TR)/回波时间(TE) = 2000/30 ms，切片厚度= 1 mm，切片数= 1，矩阵大小= 128 × 128，视场(FOV) = 256 × 256 mm;BOLD-fMRI-TR /TE = 2000/30 ms，翻转角度= 90°，切片数= 35，基质尺寸= 128 × 128, FOV = 240 × 240 mm，切片厚度= 4 mm，总体积= 240。

患者安全

在针灸治疗或神经影像学扫描过程中可能发生不良事件(AE)和严重不良事件(SAE)。例如，针灸可能导致的不良事件包括皮下出血、剧烈疼痛和昏厥。可能的不良事件，由于艾灸包括水泡，红肿，瘙痒，和烧伤。所有不良事件将立即处理，并在整个试验过程中详细记录在病例报告表(CRFs)中。sae将在24小时内报告给研究伦理委员会。此外，所有事件都将评估其与干预的相关性和严重性。

数据管理和监控

数据将由一名专门的研究人员收集，数据的质量将由两名独立的研究人员监督。研究人员和参与者之间的沟通将得到加强，以提高依从性和促进参与者保留率。临床资料将准确、及时地记录在打印的CRFs中。每次扫描完成后，所有神经成像数据都将存储在专用硬盘中。成都中医药大学第一教学医院伦理委员会将监督本次试验，并做出终止试验的最终决定。这一过程将独立于调查人员和赞助商。成立数据安全监测委员会(DSMB)，以确保患者安全和数据机密性。DSMB将进行持续的安全监测，并每3个月召开一次会议。

数据分析

在开始统计分析之前，制定了详细的统计分析计划(SAP)。数据分析将由独立于研究团队的统计人员完成。SAP包括临床数据分析和神经影像数据处理分析。

临床数据分析

Kolmogorov-Smirnov检验将用于检验连续变量的正态分布。正态分布的连续变量用均数±标准差表示，偏态分布的连续变量用中位数和四分位差(IQRs)表示。分析将在意向治疗的基础上进行。将使用多个imputation来处理缺失的数据。配对样本t-test用于比较各组治疗前和治疗结束时的临床结果。由于分为针灸组、艾灸组、候诊组三组，两个时间点(治疗前和治疗后)，故采用重复测量方差分析(ANOVA)对临床资料进行分析。在2 × 3组析因设计中，因变量为治疗前和治疗后收集的临床数据，三组数据作为自变量。采用方差分析和卡方检验比较基线组间差异。将使用带有Šidák修正的方差分析来比较两组之间的差异。临床资料倾斜分布将比较使用非参数检验。对可用数据应用了双侧检验P< 0.05为有统计学意义。缺失的数据将由最新评估的数据替换。

神经影像数据处理与分析

fMRI数据将通过SPM12软件进行预处理和事后分析(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/)和CONN工具箱(http://www.nitrc.org/projects/conn)在MATLAB 2015b (MathWorks, Inc.， Natick, MA, USA)上执行。预处理步骤包括切片定时校正、头部运动校正、空间归一化、空间平滑和去趋势。数据预处理后，采用低频波动幅度、区域同质性、功能连通性来考察不同研究组的大脑反应。通过组内分析(治疗后减去治疗前)，采用方差分析评估各组可能的脑反应。基于体素的阈值P< 0.005未校正和集群级别P修正< 0.05的错误发现率(FDR)将应用于所有分析。进行Pearson相关性检验，考察各组fMRI数据与相应临床数据的变化。

“针刺达不到治疗目的，艾灸为宜”是对针灸疗法和艾灸疗法临床合理应用的经典论述。本研究首次探讨针刺和艾灸治疗PDM患者的中心机制。研究结果将加深对针灸临床疗效的异同及其中心机制的认识。

Rs-fMRI是探索针灸中枢机制的一种合适的方法

自20世纪90年代中期以来，利用神经成像技术量化针灸如何影响中枢神经系统(CNS)的活动引起了越来越多的关注。fMRI具有无创、无辐射、时间和空间分辨率高的优点，是目前应用最广泛的神经成像技术[33，34，35］．我们之前的文献计量学研究也表明，82.14%的针灸-神经成像研究使用fMRI来探索针灸刺激的大脑反应[36］．静息状态(resting -state, rs)-fMRI是功能磁共振成像的主要类型之一，是指当被试处于清醒和静息状态，没有特定的大脑活动时，通过MRI获得的大脑相关脑区神经元的自发调节活动[37］．与任务相关fMRI相比，rs-fMRI有助于更好地阐明大脑固有和自发的神经活动。近年来，大量的rs-fMRI研究揭示了针刺镇痛的脑调节之谜[38，39，40］．综上所述，rs-fMRI可作为研究针灸中枢机制的有用工具。

中枢机制在针灸疗效的实现中起着重要作用

越来越多的证据表明，中枢系统对针刺刺激的反应和整合是影响针刺效果的重要因素[17］．针灸的治疗效果取决于其对复杂神经网络的动态重构[41］．我们之前的rs-fMRI研究表明，针灸可以通过调节与PDM患者下行疼痛调节系统相关的脑网络来达到治疗效果[42］．

同时，关于艾灸的神经影像学研究也逐渐引起了研究者的兴趣。例如，研究表明，使用艾灸可以通过纠正内脏疼痛患者的异常大脑变化来缓解疼痛[18］．提示艾灸刺激中枢系统信息整合是艾灸效果实现的关键环节。此外，Bao等人。[19]比较了针灸和艾灸治疗克罗恩病的大脑反应，发现针灸调节稳态传入处理网络，而艾灸主要调节大脑默认模式网络。这些研究为从中枢机制的角度探讨针灸与针灸的差异提供了参考和可能。

方法学质量控制是确保结果可重复性的关键

严格的质量控制对于提高研究的可靠性至关重要，并应在整个测试过程中使用。本次试点将从三个方面加强质量控制。首先，在招募患者时，我们建立了严格的纳入和排除标准。除人口统计学特征外，还考虑了可能影响大脑活动的药物使用等其他因素。由于PDM常伴有焦虑和抑郁，所以用SAS和SDS来评估情绪状态。其次，为了保证疗效，针灸手术前会进行统一的培训。培训合格后，两位针灸师将按照严格规范的操作程序进行操作。第三，基线数据将在月经周期的第一天收集。参与者将被要求保持正常的生活方式，在扫描前24小时避免熬夜和摄入酒精和咖啡因。与此同时，参与者将被要求遵循统一的指示，戴上耳塞，闭上眼睛，在扫描过程中保持放松和清醒。

针灸是治疗PDM的有效干预手段，但其中心机制尚不清楚。本试验旨在从以下两个方面探讨针灸与针灸在临床疗效和中心性机制上的差异。一方面比较针灸、艾灸、等候名单治疗后症状改善与大脑反应，另一方面分析大脑活动变化与临床变量改善的相关性。

本研究的优势和局限性

本研究的优势如下。首先，针灸作为中医外治的两个重要组成部分，被广泛用于治疗包括PDM在内的各种疼痛疾病。虽然前期研究发现针灸可以有效缓解PDM患者的临床症状[12，13，15]，临床疗效的差异和潜在机制尚不清楚。因此，本研究将首先探讨针灸治疗PDM患者在临床疗效和中枢机制上的潜在异同。其次，本研究将观察PDM患者在基线和治疗结束时的结构和功能变化。随机对照神经影像学试验的应用将为针灸治疗如何通过调节与痛经和镇痛相关的大脑网络来缓解痛经提供客观有效的证据。

本研究也存在一定的局限性。首先，由于针灸操作的特殊性，盲法无法实现。其次，本研究主要关注PDM患者针灸治疗前后的临床症状及结构功能变化，故本研究未对患者的随访时间进行调查。

试验状态

本试验已在中国临床试验注册中心(http://www.chictr.org.cn)(注册号:ChiCTR2100043732，协议版本号:V2.0)。本研究目前处于招募阶段。第一位患者于2021年3月1日入组。招聘工作将于2022年6月30日前完成，试点预计于2022年12月结束。

本研究的数据和相关结果将通过科学论文进行共享。

AE:

不良事件

方差分析:

方差分析

BOLD-fMRI:

血氧水平依赖的功能性磁共振成像

CDUTCM:

成都中医药大学

cms:

COX月经症状量表

中枢神经系统:

中枢神经系统

CRF:

病例报告表

3 d-t1wi:

三维t1加权成像

罗斯福:

错误发现率

功能磁共振成像:

功能性磁共振成像

视场:

视野

非甾体抗炎药:

非甾体类抗炎药

电脑:

疼痛是灾难性的

PDM:

原发性痛经

生命质量:

生活品质

SAE:

严重不良事件

情景应用程序:

焦虑自评量表

SDS:

抑郁自评量表

SF-36:

36项简表健康调查

中医:

中医

TE:

回声的时间

TR:

重复的时间

血管:

视觉模拟比例尺

我们感谢本次研究的所有合作者和参与者。

本试验由中国博士后创新人才支持计划项目(BX20190046)和国家自然科学基金项目(No.81973966)资助。发起人没有参与研究设计;数据的收集、管理、分析和解释;报告的撰写;以及提交报告发表的决定。

作者指出

1. XD, JY和WW的贡献相同。

作者及隶属关系

1. 针灸推拿学校/成都中医药大学第三教学医院，中国四川省成都市

   董晓辉，杨洁，魏伟，陈玲，苏梦华，李艾嘉，郭晓丽，刘丽颖，余思一

2. 中国四川成都，成都中医药大学针灸与脑科学研究中心

   方曾

3. 成都中医药大学西南中药资源国家重点实验室，中药创新研究院，四川成都

   特别鸣谢李

贡献

本研究由FZ和SY负责。SL、FZ、JY和SY构思并设计了该研究。XD、JY、WW、SY、FZ参与了试验方案的起草和稿件的准备。XD、WW、LC、MS、AL、XG、LL参与数据收集，并负责招募和治疗患者。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到李金坤余或方曾．

伦理批准并同意参与

这项研究将根据《赫尔辛基宣言》的指导和原则进行。本试验经中华中医药大学附属第一医院机构审查委员会批准(批准号:;2021 kl - 010)。所有参与者将在参与前就潜在的好处和风险进行充分讨论后，自愿提供书面知情同意书。

发表同意书

研究结果将由研究人员发表在同行评议的期刊上或在会议上发表。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

出版商的注意

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