廖维靖教授团队：近红外脑功能成像（fNIRS）在脑卒中后非运动功能障碍康复中的应用研究进展

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学术前沿

2022-08-26

近红外脑功能成像（fNIRS）是一种非侵入性的脑功能成像检测技术。可采集大脑氧合血红蛋白（Oxy-Hb）、脱氧血红蛋白（Deoxy-Hb）和总血红蛋白（tHb）的浓度变化，通过大脑血流动力学变化反映大脑功能。

fNIRS可为脑卒中患者治疗方案的有效性、安全性以及方案优化提供客观依据，目前在脑卒中的应用多集中在运动功能障碍方面。

如：用fNIRS监测脑损伤后上肢功能恢复过程中的脑功能重组情况；用fNIRS观察和分析正常人与脑卒中患者步态和姿势控制的大脑激活模式的异同；用fNIRS作为执行运动任务时神经反馈工具和基于fNIRS脑机接口的治疗工具等。

但是，关于fNIRS在脑卒中后非运动功能障碍中的应用研究相对较少。

2022年，武汉大学中南医院廖维靖教授研究团队，对fNIRS在该方面的研究进行了综述，发表在《中华物理医学与康复杂志》上。

以下为综述中的主要观点：

fNIRS在卒中后抑郁（PSD）中的应用

PSD的评估量表主要采用汉密尔顿抑郁量表和抑郁自评量表，这些量表存在缺乏客观性、评估时间较长等缺点。fNIRS可实时监测大脑血氧变化,可作为一种客观辅助诊断方法，弥补临床评估的缺点。

杨智权等采用Zung抑郁自评量表将PSD患者分为轻度、中度和重度，结果发现，中度和重度PSD患者的氧合血红蛋白的峰值浓度明显低于轻度PSD患者，而重度患者氧合血红蛋白浓度达到峰值的时间明显晚于轻度PSD患者。

以上研究显示，前额叶氧合血红蛋白峰值浓度是一个辨别PSD患者抑郁程度的较为敏感的生物学指标,但用于辅助诊断PSD仍然需要扩大样本量的进一步研究。

武汉大学中南医院神经康复科应用资联虹康fNIRS做脑功能检测。

fNIRS在脑卒中后认知障碍中的应用

脑卒中后认知障碍(PSCI)是脑卒中后常见的功能障碍之一，认知障碍的评估主要采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、简易精神评估量表(MMSE)等，但是量表评估缺乏一定的客观性。

Obayashi等采用fNIRS观察了轻度PSCI患者的前额叶活动。结果发现，轻度PSCI患者前额叶血红蛋白的浓度随着MMSE评分的增加而增加，且轻度PSCI患者的MMSE评分的改善与前额叶氧合血红蛋白浓度的升高成正相关。

该研究表明，前额叶活动的增加可能与认知功能的恢复有关。

张颖彬等采用fNIRS监测了重复经颅磁刺激(rTMS)治疗轻度PSCI的疗效。结果发现，rTMS组的MoCA、MMSE的评分和氧合血红蛋白浓度较组内治疗前和假刺激组均显著增高。

该研究结果表明，rTMS治疗认知障碍的可能机制是神经元活动可增加大脑血流量，引起前额叶的氧合血红蛋白浓度升高。

荆静等采用fNIRS监测到正中神经电刺激治疗认知障碍时，左、右前额叶的氧合血红蛋白浓度升高。

fNIRS在脑卒中后失语症中的应用

Obayashi等采用fNIRS观察了丘脑卒中后语言功能受影响的机制。结果发现，急性丘脑卒中患者的词汇提取能力较健康受试者明显下降，且词汇提取与辅助运动区显著相关。

fNIRS显示，双侧辅助运动区反应与词汇提取能力提高有关。该研究表明，丘脑卒中后的语言功能障碍与辅助运动区、额下回和语言相关脑区显著相关辅助运动区，与丘脑卒中后词汇提取困难和失语症的恢复有关系。

fNIRS在脑卒中后吞咽障碍中的应用

Kober等应用fNIRS观察了吞咽运动执行和吞咽运动想象对人体大脑血流动力学的影响。

结果发现，吞咽运动执行和吞咽运动想象时，健康志愿者额下回的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化最为明显，且两种运动方式的脱氧血红蛋白的反应相似，提示吞咽运动想象可能有助于吞咽功能的改善。

该研究结果提示，吞咽运动想象可能成为未来吞咽困难治疗手段之一。

技术展望

fNIRS可用于脑卒中后非运动功能障碍的辅助诊断和疗效评估，可以补充量表评估的缺陷。但是相关研究较少，还需要通过与“金标准”相比较，建立多中心、大样本研究，获得灵敏度和特异度较高的客观指标。

非侵入性神经调控技术的应用已经十分广泛，但是刺激区域选择和神经恢复机制的研究仍然不明确，fNIRS可以与经颅直流电刺激（tDCS）和经颅磁刺激（TMS）联用，为患者选择最优治疗方案。

资联虹康fNIRS可搭载磁刺激可视化线圈（fNIRS-TMS集成式线圈）联合应用，实时观察在TMS治疗下大脑活动状态。

在非侵入性脑刺激治疗PSD、脑卒中后失语症和认知障碍过程中，fNIRS可以检测不同部位的脑区激活状态，寻找最佳的刺激部位、刺激参数等，但是相关研究数量较少，尚未达成共识。

fNIRS的发展可以推动脑卒中后非运动障碍的诊断和治疗的进步，未来对fNIRS的深入研究可以促进脑卒中后非运动障碍康复的发展。

关于武汉大学中南医院神经康复科

武汉大学中南医院神经康复科集医疗、教学、科研与保健于一体，与武汉大学护理学院合作，共建“武汉大学中南医院-武汉大学护理学院综合康复诊疗中心”。重点开展急性、重症、复杂、疑难疾病及功能障碍的康复工作。

科室是康复医学与理疗学博士学位授予点、博士后流动站，是湖北省卫健委第一批“康复医学专科住院医师规范化培训基地”单位，获批康复医学专业住院医师规范化培训基地（全国）。

现为湖北省毕业后医学教育专家委员会专业组组长单位、中国康复医学会重症康复专科培训基地、中国康复医学会康复护理专科培训基地、中国康复医学会继续教育培训基地。

▼ 参考文献

苗国富,王丝蕊,廖维靖.功能性近红外光谱成像技术在脑卒中后非运动功能障碍康复中的应用研究进展[J].中华物理医学与康复杂志,2022,44(6):568-571.

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