功能性近红外光谱技术在脑卒中后抑郁及认知障碍中的应用研究进展

功能性近红外光谱技术在脑卒中后抑郁及认知障碍生活质量下降及重返社会困难[2-5]。其中，脑卒中后抑郁(post-strokedepr些功能障碍常与大脑血液供应及氧合不足导致的监测脑血液循环和氧合信号变化的功能性近红外光谱(functionalnear-infraredspectroscopy,fNIRS)技术成为了评估脑卒中患者功能状态和康复情况的脑血流量增加(神经血管耦合),局部脑血流量增加则伴随着氧合血红蛋白浓度前常用的神经功能成像技术包括功能磁共振成像(functionalmagneticreson射体层摄影(positronemissiontomog也不适合对有金属植入物、幽闭恐惧症或多动症的患者进行检查[8];例如PET需要向患者体内注射造影剂，这会使得患者暴露于辐射环境中[13]。fNIRS技术作为一种独特的非侵入性神经功能成像技术，目前已广泛应用于多种神经科学领域的研究，包括失眠、抑郁、焦虑、缺血性脑卒中、认知障碍和儿童发育障碍等疾病领域，以及机体的触觉、语言、情绪认知、运动等生理学领域[14]。其具有测量过程中限制少、设备相对较小和便携、成本低、几乎完全安全和非侵入性，以及相对较高的空间采样率和时间分辨率等优势[15-16]。此外，fNIRS技术还具有很强的抗运动干扰及抗电磁干扰能力，使得其应用场景不受限制，并且还可以与一些电磁神经调节技术相结合，动态评估大脑接受神经刺激时的功能活动[1脑卒中会导致多种形式的情感障碍，PSD是其中最常见的一种[5]。据统计，PSD的发病率达18%~33%,并会导致脑卒中患者预后差、死亡率增加，以及增加患者自杀和认知障碍罹患风险，给患者、家庭和整个社会造成沉重负担[18-20]。目前，PSD的诊断和评估尚无金标准，临床上主要依赖于反映患者情绪状态的量表，例如汉密尔顿抑郁量表(Hamiltondepressionratingscale,HDRS)、抑郁自评量表(self-ratingdepressionscale,SDS)、9项条目患者健康问卷(patienthealthquestionair-9item,PHQ-9)、贝克抑郁自评问卷(Beckdepressioninventory,BDI)等[21-22]。然而，这些量表缺乏准确的定量评估指标，耗时较长，且容易受到失语症状、评价者的主观意愿、患者配合程度等方面的影响。此外，临床上只有5%的脑卒中后患者被诊断为PSD并接受了治疗，这可能是由于抑郁症的许多症状与某些脑卒中导致的功能障碍重叠，使得PSD的诊断变得具有挑战性[18,23]。而fNIRS技术作为一种可以快速、客观、定量eng等[22]为进一步研究PSD的发生机制及诊断方法，应用fNIRS技术测量了19例PSD患者与18例非PSD患者在静息状态和Oddba11任务状态下的前额叶背2.早期识别及诊断PSD:Koyanagi等[21]以言语流畅性测验(verbalfluencytask,VFT)作为激活任务，应用fNIRS技术分析了PSD患者的额叶功能，结果发现患者的氧合血红蛋白积分值与其汉密尔顿抑郁量表-17项(Hamiltone 峰值浓度及达峰时间在不同程度PSD患者中的变化，进而nialmagneticstimulation,rTMS)和经颅直流电刺激(transcranialdirectcurrentstimulation,tDCS)可用于监测和调节这种机制有多项研究应用fNIRS技术评估了rTMS治疗抑郁症的疗效，均一致证明rTMS可以改善抑郁症患者的症状，以及fNIRS结果可以作为监测抑郁症研究纳入了26例PSD患者，随机分为试验组与对照组，试验组接受tDCS刺激，部位为左、右侧背外侧前额叶皮层，对照组接受假-36]。Sexton等[37]发现大约每10例脑卒中患者中就有4例在脑卒中后第1年8]。目前用于评估认知障碍的方法包括蒙特利尔认知评估量表(Montrealcognateexamination,MMSE)等，与上述抑郁1.协助识别PSCI:Obayashi[39]使用fNIRS技术监测了急性脑桥梗死患者技术显示脑桥梗死患者的脑灌注主要表现为额叶的高血流灌注和小脑的低血流其应用fNIRS技术作为脑功能客观评估手段，对1例男性高功能脑卒中患者和1例年轻女性健康者进行Stroop范式、双重任务下的脑功能激活情况监测，发现fNIRS技术结合双任务Stroop范式可以作为评估高功能脑卒中患者认知功能的SCI脑卒中患者和健康对照者静息态脑功能连接是否存在差异，以及这些特征是否可以用于PSCI的临床诊断：所有受试者均接受了6min的静息态fNIRS监测，降低，但PSCI组与非PSCI脑卒中组患者脑功能连接强度没为PSCI患者大脑半球间及右侧半球内功能连接受损提供了证据，也证明fNIRS3]应用fNIRS技术比较了健康者与PSCI患者静息态脑网络功能的差异，发现中度PSCI患者的左、右侧感觉运动皮层间功能连接低于健康者，从而提示PSCI可能与双侧感觉运动皮层间的信息整合失调有关。Kong等[44]纳入了19例PSCI患者、27例非PSCI脑卒中患者和26例健康受试者，应用fNIRS技术评估时钟绘制测试、数字广度测试和CorsiBlock-tapping测试任务期间受试者的双侧运导致患者认知功能下降的病理机制，且这些神经影像指标可作为PSCI的生物标可以改善PSCI患者的认知功能[45]。Chen等[46]将56例PSCI患者随机分为仅知功能，最终改善患者的生活质量。Yang等[48]也同样利用fNIRS技术证实了t某些治疗方式相结合评估其疗效，从而弥补了单用临床量表的不足。但fNIRS技术同时也存在一些局限性：(1)深度敏感性有限。fNIRS技术只能监测和记RI、EEG、扩散张量成像、脑机接口等神经功能成像技术(如tDCS、rTMS)结合起来，进而用于研究皮层下整个神经网络通路[14,49]。(2)空间分辨率不足。fNIRS技术的时间分辨率高，但空间分辨率会受到探测步形成标准化信号处理方法，以实现研究结果的统一性[10,51]。此外，目前的践，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]王晓东，秦兆为，罗志松，等.抽吸取栓和支架取栓治疗急性缺血性脑卒中的疗效对比分析[J].中华神经创伤外科电子杂志，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.卒中后抑郁状态病人中的变化[J].首都医科大学学报，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):17/09593985.2021.1891591.[34]LiH,ZhuN,KlomparensEA,etal.Applicr-infraredspectroscopytoexploretheneuralmechanismoftranscraniRes,2019,41(8):714-721.DOI:10.1080/01616412.2019.1612539.eofdomain-specificc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