功能性近紅外光譜技術在腦卒中后抑郁及認知障礙中的應用研究進展

功能性近紅外光譜技術在腦卒中后抑郁及認知障礙生活質量下降及重返社會困難[2-5]。其中，腦卒中后抑郁(post-strokedepr些功能障礙常與大腦血液供應及氧合不足導致的監(jiān)測腦血液循環(huán)和氧合信號變化的功能性近紅外光譜(functionalnear-infraredspectroscopy,fNIRS)技術成為了評估腦卒中患者功能狀態(tài)和康復情況的腦血流量增加(神經(jīng)血管耦合),局部腦血流量增加則伴隨著氧合血紅蛋白濃度前常用的神經(jīng)功能成像技術包括功能磁共振成像(functionalmagneticreson射體層攝影(positronemissiontomog也不適合對有金屬植入物、幽閉恐懼癥或多動癥的患者進行檢查[8];例如PET需要向患者體內注射造影劑，這會使得患者暴露于輻射環(huán)境中[13]。fNIRS技術作為一種獨特的非侵入性神經(jīng)功能成像技術，目前已廣泛應用于多種神經(jīng)科學領域的研究，包括失眠、抑郁、焦慮、缺血性腦卒中、認知障礙和兒童發(fā)育障礙等疾病領域，以及機體的觸覺、語言、情緒認知、運動等生理學領域[14]。其具有測量過程中限制少、設備相對較小和便攜、成本低、幾乎完全安全和非侵入性，以及相對較高的空間采樣率和時間分辨率等優(yōu)勢[15-16]。此外，fNIRS技術還具有很強的抗運動干擾及抗電磁干擾能力，使得其應用場景不受限制，并且還可以與一些電磁神經(jīng)調節(jié)技術相結合，動態(tài)評估大腦接受神經(jīng)刺激時的功能活動[1腦卒中會導致多種形式的情感障礙，PSD是其中最常見的一種[5]。據(jù)統(tǒng)計，PSD的發(fā)病率達18%~33%,并會導致腦卒中患者預后差、死亡率增加，以及增加患者自殺和認知障礙罹患風險，給患者、家庭和整個社會造成沉重負擔[18-20]。目前，PSD的診斷和評估尚無金標準，臨床上主要依賴于反映患者情緒狀態(tài)的量表，例如漢密爾頓抑郁量表(Hamiltondepressionratingscale,HDRS)、抑郁自評量表(self-ratingdepressionscale,SDS)、9項條目患者健康問卷(patienthealthquestionair-9item,PHQ-9)、貝克抑郁自評問卷(Beckdepressioninventory,BDI)等[21-22]。然而，這些量表缺乏準確的定量評估指標，耗時較長，且容易受到失語癥狀、評價者的主觀意愿、患者配合程度等方面的影響。此外，臨床上只有5%的腦卒中后患者被診斷為PSD并接受了治療，這可能是由于抑郁癥的許多癥狀與某些腦卒中導致的功能障礙重疊，使得PSD的診斷變得具有挑戰(zhàn)性[18,23]。而fNIRS技術作為一種可以快速、客觀、定量eng等[22]為進一步研究PSD的發(fā)生機制及診斷方法，應用fNIRS技術測量了19例PSD患者與18例非PSD患者在靜息狀態(tài)和Oddba11任務狀態(tài)下的前額葉背2.早期識別及診斷PSD:Koyanagi等[21]以言語流暢性測驗(verbalfluencytask,VFT)作為激活任務，應用fNIRS技術分析了PSD患者的額葉功能，結果發(fā)現(xiàn)患者的氧合血紅蛋白積分值與其漢密爾頓抑郁量表-17項(Hamiltone 峰值濃度及達峰時間在不同程度PSD患者中的變化，進而nialmagneticstimulation,rTMS)和經(jīng)顱直流電刺激(transcranialdirectcurrentstimulation,tDCS)可用于監(jiān)測和調節(jié)這種機制有多項研究應用fNIRS技術評估了rTMS治療抑郁癥的療效，均一致證明rTMS可以改善抑郁癥患者的癥狀，以及fNIRS結果可以作為監(jiān)測抑郁癥研究納入了26例PSD患者，隨機分為試驗組與對照組，試驗組接受tDCS刺激，部位為左、右側背外側前額葉皮層，對照組接受假-36]。Sexton等[37]發(fā)現(xiàn)大約每10例腦卒中患者中就有4例在腦卒中后第1年8]。目前用于評估認知障礙的方法包括蒙特利爾認知評估量表(Montrealcognateexamination,MMSE)等，與上述抑郁1.協(xié)助識別PSCI:Obayashi[39]使用fNIRS技術監(jiān)測了急性腦橋梗死患者技術顯示腦橋梗死患者的腦灌注主要表現(xiàn)為額葉的高血流灌注和小腦的低血流其應用fNIRS技術作為腦功能客觀評估手段，對1例男性高功能腦卒中患者和1例年輕女性健康者進行Stroop范式、雙重任務下的腦功能激活情況監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)fNIRS技術結合雙任務Stroop范式可以作為評估高功能腦卒中患者認知功能的SCI腦卒中患者和健康對照者靜息態(tài)腦功能連接是否存在差異，以及這些特征是否可以用于PSCI的臨床診斷：所有受試者均接受了6min的靜息態(tài)fNIRS監(jiān)測，降低，但PSCI組與非PSCI腦卒中組患者腦功能連接強度沒為PSCI患者大腦半球間及右側半球內功能連接受損提供了證據(jù)，也證明fNIRS3]應用fNIRS技術比較了健康者與PSCI患者靜息態(tài)腦網(wǎng)絡功能的差異，發(fā)現(xiàn)中度PSCI患者的左、右側感覺運動皮層間功能連接低于健康者，從而提示PSCI可能與雙側感覺運動皮層間的信息整合失調有關。Kong等[44]納入了19例PSCI患者、27例非PSCI腦卒中患者和26例健康受試者，應用fNIRS技術評估時鐘繪制測試、數(shù)字廣度測試和CorsiBlock-tapping測試任務期間受試者的雙側運導致患者認知功能下降的病理機制，且這些神經(jīng)影像指標可作為PSCI的生物標可以改善PSCI患者的認知功能[45]。Chen等[46]將56例PSCI患者隨機分為僅知功能，最終改善患者的生活質量。Yang等[48]也同樣利用fNIRS技術證實了t某些治療方式相結合評估其療效，從而彌補了單用臨床量表的不足。但fNIRS技術同時也存在一些局限性：(1)深度敏感性有限。fNIRS技術只能監(jiān)測和記RI、EEG、擴散張量成像、腦機接口等神經(jīng)功能成像技術(如tDCS、rTMS)結合起來，進而用于研究皮層下整個神經(jīng)網(wǎng)絡通路[14,49]。(2)空間分辨率不足。fNIRS技術的時間分辨率高，但空間分辨率會受到探測步形成標準化信號處理方法，以實現(xiàn)研究結果的統(tǒng)一性[10,51]。此外，目前的踐，2023,22(3):238-246.DOI:10.16150/j.1671-2870.2023.03.06.Tankedata2022[J].JDiagnConceptsPract,2023,2[2]TaterP,PandeyS.Post-strokemovementrum,pathogenesis,andmanagement[J].NeurolIndia,2021,69(2):272-283.DOI:10.4103/002[3]王曉東，秦兆為，羅志松，等.抽吸取栓和支架取栓治療急性缺血性腦卒中的療效對比分析[J].中華神經(jīng)創(chuàng)傷外科電子雜志，2022,8(2):81-86.DOI:S,etal.Comparisonoftherapeuectomyandaspirationthrombectomyfcstroke[J].Chintrokeandrecoveryprocess:possiblemechanism[J].AIMSNeurosci,2022,9(1):1-11.DOI:10.3934/Neuroscience.2022001.[5]HarciarekM,MankowskaA.Hemisphericstroke:mHandbClinNeurol,2021,183:155-167.DOI:10.1016[6]YangM,YangZ,YuanT,etal.Asystemicrevirections[J].FrontNeurol,2019,10:58.DOI:10.3389/fneur.2019.00s[J].JournalofInnovativeOpticalHealthSciences,2021,14(6):213[8]PintiP,TachtsidisI,Hamiltonuseoffunctionalnear-infraredspectroscopy(fNIRS)forcognitiveneuroscience[J].AnnNYAcadSci,2020,1464(1):5-29.DOI:10.1111/ny[9]HeroldF,WiegelP,Scholnitionscience:asystematic,methodology-focusedreview[J].Jed,2018,7(12):466.DOI:10.3390/jcm7120466.innon-invasiveneuromodulation[J].NeuralRegenRes,2021517-1522.DOI:10.4103/1673[11]FrancoeurCL,LauzierF,Brassardoscopyforpoorgradeview[J].FrontNeurol,2022,13:874393.DOI:10.3389/fneur.2022.8743roimaging:areviewofthepreclinicalandclinicalstateoftheart[J].CurrOpinNeurobiol,2018,50:128-135.DOI:10.1016/j.conb.201[13]BortfeldH.Functionaltcochlearimplantusers[J].DevPsychobiol,2019,61(3):430-443.DOI:10.1002/dev.21818.[14]ZhangJF,YuT,WangM,etal.Clinicalapplica[J].AppliedSpectroscopypyinneurorehabilitation[J].Neurophotonics,2016,3(3):031414.DOiew[J].Neurophotonics,2022,9(4):041411.DOI:10.1117/[17]LiuN,YücelMA,TongY,etal.Editorialanditsemergingapplications[J].Fro[18]MedeirosGC,RoyD,KontosN,etal.Post-strokedep020updatedreview[J].GenHospPsychiatry,2020,66:70-80.DOI:10.i,2018,12:215.DOI:10.3389/fnhum.kedepression:methodologicalfactorsinvoxel-basedOpen,2014,4(7):e004948.DOI:10.1136/bmjopen-2014-004948.onalnear-infraredspectroscopyfortheassessmentofpoststrokedession[J].FrontHumNeurosci,2021,15:680847.DOI:10.3389/fnhum.2[22]PengY,ZhengY,YuanZ,etal.Thecharacteristicsofbrainnetition[J].FrontNeurosci,2023,17:1242543.DOI:10.3389/fnins.2023.barriersto,routinescreening[J].IntJStroke,2016,11(5):509-518.DOI:10.1177/1747493016641968.[24]BoesAD,PrasadS,LiuH,etal.Networklocalizationofneurologicalsymptomsfromfocal3061-3075.DOI:10.1093/brain/awv228.卒中后抑郁狀態(tài)病人中的變化[J].首都醫(yī)科大學學報，2017,38(1):97-102.DOI:10.3969/j.issn.1006-7795.2017.01.ThechangeofprefrontalOxy-HbpeakconcentrationandthetimetopeakinpatientswithdifferentdegreedeprnalofCapitalMedicalUniversity,2017,38(1):97-102.DOI:10.3969rehabilitation[J].FrontNeurosci,2021,15:649459.DOI:10.3389/f[27]MiniussiC.Aforewordoninpsychology[J].EuropeanPsychologist,2016,21(1):1timulationtreatmentindepression:afunctionalnear-infraredspectroscopystudy[J].FrontPsychiatry,2022,13:876136.DOI:10.3389/fps[29]StruckmannW,BodénR,GingnellM,etal.Modueralprefrontalcortexfunctionalta-burststimulationindepression:comfMRI[J].NeuroimageClin,2022,34:103028.DOI:10.1016/j.nicl.2022.[30]StruckmannW,PerssonJ,WeiglW,etal.Modulationofontalbloodoxygenationresponsetointermitteredspectroscopy[J].WorldJBiolPsychiatry,2021,22(4):247-256.[31]ZhangY,LiL,BianY,etatmentforanxietyand2023,325:713-720.DOI:10.1016/j.jad.2023.01.062.ectcurrentstimulationforthresultsfromarandomised,sham-controlled,double-blindedtrial[J].JNeurolNeurosurgPsychiatry,2017,88(2):170-175.DOI:10.1136/jn[33]HassanAB,DanazumiMS,AbdullahiA,etal.Effectoftranscranialdirectcurrentstimulation(tDCS)deliveredviadorsolatontalcortexoncentralpost-strokepainanddepresst[J].PhysiotherTheoryPract,2022,38(11):17/09593985.2021.18915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