近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病...-1

近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病诊断的应用

近红外脑功能成像（fNIRS）是一种新兴的脑功能成像技术，可以在大脑活动期间获得大脑组织内脱氧血红蛋白（HbR）和氧合血红蛋白（HbO）的变化情况，是一种非侵入性脑成像技术；具有适用范围广泛、运动伪迹不敏感、电磁兼容性好、时空分辨率高等优势。
 

由于儿童特别是婴幼儿的自我控制能力较差，因此对儿童进行脑功能成像的研究往往较为困难。而fNIRS由于其便携性及较高的抗运动干扰能力，为婴幼儿及儿童脑功能发育、脑疾病诊断等研究提供了一种新的途径。
fNIRS用于研究婴儿早产与脑疾病
 

Makiko I（2014）等人使用fNIRS研究了在足月同龄时，足月儿、早期早产儿、唐氏综合征患儿的大脑功能发育差异。fNIRS探头覆盖婴儿额叶、颞叶和枕叶区域。为了揭示皮层网络的功能连通性，计算了所有测量通道之间的时间相关性。功能连接特征分为四种类型：短程连接、对侧-横向连接、同侧-纵向连接、其他连接。研究发现足月儿的平均功能连通性与早产儿无明显差异，而唐氏综合征组婴儿的平均功能连通性低于其他2组。研究还发现，对于功能连接的四种类型，短程连接强度最高，对侧-横向连接第二高。为了检验血液动力学的局部特性是否反映病理状态，该研究小组计算了各组婴儿HbO与HbR浓度时间序列的相位差。计算结果表明，唐氏综合征组与其他2组有显着性差异[1]。
 

图 各组婴儿不同类型网络连接比较
 

Watanabe H（2017）等人提出了一种检测足月儿、晚期早产儿、早期早产儿神经血管和代谢功能发育细微差异的方法（这些婴儿没有明显的临床问题表现）。他们主要研究了由fNIRS获得含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白自发低频(小于0.1Hz)振荡变化的时均相位差(hPod)。研究发现各组婴儿的hPod值随年龄增长均出现从同相模式到反相模式的发展变化，如图3所示。早期早产儿与晚期早产儿和足月儿相比，具有不同的hPod发育模式。在相同修正胎龄(37–39 and 40–43 wk)条件下，早期早产儿hPod值低于足月儿，表明早期早产儿出生后循环过程可能有了较深的发展。然而，在出生8-13周后，早期早产儿的hPod值与晚期早产儿和足月儿相比发展较慢。这一发现表明，早期早产儿在出生第一年的前半段时间在神经血管系统发育的结构或功能方面可能会发生改变[2]。
 

图 各组hPod随胎龄变化曲线