基于近红外脑功能成像技术指导下运动想象训练在脑卒中后上肢运动功能康复中的应用

目的:观察运用近红外脑功能成像(fNIRS)技术筛选出想象策略的运动想象训练对脑卒中后上肢功能障碍的疗效,并探讨其作用机制。方法:将28例脑卒中患者随机分为对照组与研究组各14例。2组均给予常规康复治疗,研究组运用fNIRS技术筛选出有效的想象策略进行运动想象训练,对照组不固定想象内容进行运动想象训练。治疗前后采用上肢运动功能评定量表(FMA-UE)、上肢动作研究量表(ARAT)及改良Barthel指数评定量表(MBI)进行评定。结果:治疗4周后,2组患者的FMA-UE、ARAT及MBI评分均较治疗前显著提高(P<0.01),且研究组高于对照组(P<0.05)。结论:运用fNIRS技术筛选出的想象策略进行运动想象训练,可以更好地改善脑卒中患者的上肢运动功能及日常生活能力,其机制可能与提高运动相关脑区兴奋性有关。

情绪任务在情感障碍中的近红外脑功能成像研究进展

情绪任务(emotional task)是研究情感障碍(affective disorder)注意偏向和情感功能中的主要手段之一。基于情绪任务下功能性近红外光谱成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)的相关研究表明,面部情绪识别任务、情绪stroop任务以及情绪诱导任务结合fNIRS技术在情感障碍诊断、治疗中具有临床价值,情感障碍患者注意功能和情绪处理存在的缺陷与左侧前额叶皮质异常激活有关,特别是脑激活模式的差异与抑郁障碍患者抑郁症状有关。使用fNIRS研究情绪任务的未来方向重点在联合多种神经影像学手段进行大样本纵向队列研究以获得更加客观的诊疗依据,以及对比不同情绪刺激材料所激活区域的差异。

近红外光学技术在脑功能成像和神经调控中的应用

大脑在正常和病理状态下的神经活动和调节机制一直是神经康复的研究重点。人的感觉、运动、言语、认知和情绪等功能都依赖于大脑复杂而多样的神经元活动和网络连接。为了更好地了解大脑的结构和功能,基于核医学的计算机断层扫描和磁共振成像等脑成像技术不断发展,而近年来新兴的光学成像技术在监测脑功能方面也有较好的应用前景。

近红外脑功能成像技术在缺血性脑卒中神经功能评估中的应用研究进展

近红外脑功能成像(NIRS)是一项新兴的光学成像技术,可通过监测脑组织氧合状态评估脑血流灌注及脑代谢情况,具备无创、易于床旁、动态监测、价格低廉等特点,在临床评估缺血性脑卒中患者脑功能状态方面具有较高的应用价值。NIRS在缺血性脑卒中脑区功能交互关系、功能障碍、多模态脑功能监测、人工智能治疗缺血性脑卒中神经功能评估中的应用具有广阔前景,有望在脑卒中的精准评估中发挥重要作用。

近红外脑功能成像在大脑认知功能中的研究进展

近年来,随着脑成像相关检测技术的发展,脑功能研究日益成为从事精神、神经领域临床与研究者关注的焦点,尤其是对于认知功能的研究,功能性磁共振将脑区环路及神经耦合相关理论及科研成果推向了一个全新的高度。检索近10年文献,功能性磁共振对大脑认知功能的研究集中在额上回、额中回、额下回、缘上回、颞上回、颞中回等一系列脑区[1-6]。近5年来,随着中国康复医学脑功能检测与神经调控亚专业方向的发展,神经电生理及近红外脑功能成像(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)在脑功能精准化神经调控中的地位举足轻重,作为同样具有高空间分辨率优势的fNIRS检查,在神经、精神、康复领域的研究进展值得我们关注。

近红外脑功能成像在中枢神经系统疾病中的运用及研究进展

目前,应用功能性近红外光谱(fNIRS)对大脑功能进行检测的技术已经得到了广泛的研究与应用。通过fNIRS进行检测,具有快捷、方便、安全、效益高、无创、长期实时监测等特点。本文对fNIRS原理及技术进行简单介绍,重点阐述了fNIRS在各种中枢神经系统疾病中的应用及研究进展,并进一步探讨fNIRS在认知功能障碍中的相关应用及其在中枢神经系统疾病运用中的优缺点,最后对fNIRS技术进行了展望。

脑功能性近红外光谱技术在新生儿领域中的研究进展

功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)是一种新兴的神经影像学检查工具,根据神经血管耦合机制,通过监测脑氧代谢的变化反映脑部神经元的活动功能,无创便捷,尤其适合新生儿脑功能监测。该文对新生儿语言、音乐和情绪的脑网络发育规律,新生儿护理的脑网络成像,静息态脑网络连接规律,以及疾病状态下脑功能成像特点等方面的fNIRS相关研究进行综述。

基于近红外光谱成像技术的脑卒中后偏瘫步态脑功能成像研究

目的:采用近红外光谱成像技术(fNIRS)动态追踪脑卒中后偏瘫病人步行时脑激活及脑网络的变化过程,探讨脑卒中后运动-认知相关脑区的脑功能机制。方法:采用横断面研究方式,纳入2020年10月—2020年12月在广州医科大学附属第五医院康复科住院的脑卒中病人10例为脑卒中组,招募10名健康老年人为对照组。对两组受试者进行步行同步fNIRS评估,比较两组受试者双侧前额叶皮质(PFC)和顶叶运动皮质(MC)含氧血红蛋白(HbO)浓度、脑功能连接(FC)情况。结果:脑卒中组患侧PFC的HbO浓度明显高于对照组非优势侧/右侧PFC(P<0.05);而脑卒中组健侧PFC的HbO浓度也明显高于对照组优势侧/左侧PFC(P<0.05)。脑卒中组患侧MC的HbO浓度明显高于对照组非优势侧/右侧MC(P<0.05);而脑卒中组健侧MC的HbO浓度高于对照组优势侧/左侧MC(P<0.05)。与对照组相比,脑卒中组双侧MC、健侧MC-健侧PFC、健侧MC-患侧PFC、患侧MC-健侧PFC和患侧MC-患侧PFC的脑功能连接明显增强(P<0.01)。结论:与健康老年人相比,脑卒中病人步行时的双侧前额叶皮质及患侧运动皮质的激活均增多,且前额叶与运动皮质间的功能连接也明显增强,提示前额叶的认知脑区在脑卒中后偏瘫病人的步行中起到了重要的代偿作用,可用于指导脑卒中病人步态康复策略的制定。

脑功能磁共振成像在中医神经调控领域的应用与展望

fMRI作为脑科学研究的重要工具之一,已逐步应用于我国中医药多个领域,其客观、可视化展示中医药疗效相关的脑功能网络变化,促进了中医药发展与现代脑科学研究的融合,为中医药多领域的神经调控相关理论研究提供了重要证据。总结近年来国内研究者应用fMRI技术,在针刺、艾灸、推拿及中药领域进行的多方面探索,分析其取得的研究成果及存在的问题,并对该领域相关神经调控的发展方向进行展望。

功能近红外光谱成像技术评估运动想象疗法对脑卒中患者脑功能的影响

目的:利用功能近红外光谱成像技术(fNIRs)探讨运动想象疗法对上肢功能障碍的脑卒中患者脑功能的影响。方法:将卒中后上肢功能障碍患者20例随机分为治疗组和对照组,每组各10例。对照组患者予以常规药物、常规运动康复训练;治疗组在对照组基础上予以运动想象训练。于治疗前、治疗4周、8周后,采用功能独立性评定量表(FIM)和Fugl-Meyer上肢功能评定量表(FMA-U)评估疗效,同时采用f NIRs采集系统检测大脑组织氧合血红蛋白(Oxy-Hb)相对变化,以探讨特定脑区激活模式和响应特征。结果:治疗前,2组患者FIM、FMA-U评分差异无统计学意义(P>0.05)。治疗4周、8周后,2组患者FIM、FMA-U评分均较同组治疗前提高(P<0.05),且治疗组评分均高于同时间点的对照组评分(P<0.05)。f NIRs三维脑成像图显示,康复训练刺激脑组织的兴奋部位主要是皮质运动区的中上段(Brodmann 4区),随着治疗时间的增加,2组患者皮质兴奋区域面积增加,且治疗组增加的程度更大;与治疗前比较,2组治疗4周、8周后脑组织Oxy-Hb浓度均显著提高(P<0.05),且治疗组Oxy-Hb浓度高于对照组(P<0.05)。相关性分析结果显示,FIM得分与Oxy-Hb浓度相对值呈正相关(r=0.657,P<0.05),FMA-U与Oxy-Hb浓度相对值呈正相关(r=0.807,P<0.05)。结论:卒中后上肢功能活动障碍患者大脑运动前区、运动区皮质存在明显抑制现象。单纯运动康复训练、运动想象疗法联合运动康复训练均能激活相关脑区功能活动,且后者激活效果及功能改善更显著。

磁共振成像斑块参数与缺血性脑卒中患者神经功能及预后的关系

目的:分析探讨磁共振成像斑块参数与缺血性脑卒中患者神经功能及预后的关系。方法:选取2021年9月至2023年9月莱州市人民医院收治的126例缺血性脑卒中患者为研究对象,纳入观察组,另选同期健康体检者30例为对照组。均进行核磁共振检查,神经功能采用美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)进行评估,将患者分为预后良好、预后不良两组,并分析影响患者预后的因素。结果:观察组患者的纤维帽厚度小于对照组,脂核面积、斑块面积、脂核/斑块面积、NIHSS评分均高于对照组(P<0.05)。观察组患者的纤维帽厚度与NIHSS评分呈负相关性,脂核面积、斑块面积、脂核/斑块面积与NIHSS评分呈正相关性(P<0.05)。预后不良组患者的纤维帽厚度小于预后良好组,脂核面积、斑块面积、脂核/斑块面积、NIHSS评分高于预后良好组(P<0.05)。纤维帽厚度降低,脂核面积、斑块面积、脂核/斑块面积、NIHSS评分升高是缺血性脑卒中患者预后不良的危险因素(P<0.05)。结论:磁共振成像斑块参数与缺血性脑卒中患者神经功能及预后有密切的相关性,通过对缺血性脑卒中患者磁共振成像的检测,对患者神经功能及预后效果的判断有一定的预测价值。

健康成年人反复唾液吞咽测试期间的近红外脑功能成像

背景:吞咽是一种复杂的运动,吞咽的整个过程需要2个大脑半球皮质、脑干、特定的脑神经和咽部感受器之间的协同参与,而大脑皮质在吞咽过程中的作用及其对吞咽的影响仍然是一个待解决的问题。目的:使用功能性近红外光谱分析健康成年人反复唾液吞咽测试时大脑皮质的激活及偏侧化情况。方法:纳入27名健康成年人,其中男13名、女14名,年龄(20.41±1.66)岁,在功能性近红外光谱采集过程中进行反复唾液吞咽测试,分析该任务状态下的脑区激活情况,并计算激活脑区的偏侧化分布。结果与结论:①在反复唾液吞咽测试任务时,受试者双侧初级躯体感觉皮质、双侧初级运动皮质、双侧运动前区和辅助运动皮质区、双侧额下回三角部、双侧额极区及双侧背外侧前额叶均明显激活。半数以上受试者在反复唾液吞咽测试任务中存在大脑皮质半球的偏侧化,但大脑半球偏侧化存在较大变异性,且与受试者利手无明显关系。②将健康成年人作为受试者探究吞咽有关的激活区,能更准确地了解吞咽过程中的神经活动,对于进一步探究吞咽功能障碍具有重要意义。

功能性近红外光谱成像技术评估脑卒中患者上肢运动功能康复:任务态范式

功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)是新兴的脑功能影像技术,通过检测大脑皮质血氧活动水平变化间接反映神经活动强度,适用于脑卒中康复评定与康复干预治疗领域的临床实践,但相关临床应用尚无标准化试验范式与技术指标。本文从方法学角度梳理fNIRS用于评估脑卒中患者上肢运动功能康复的常用任务态范式与指标。

基于静息态功能磁共振成像观察电针治疗AIS患者的即刻脑网络变化

目的采用静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)技术及独立成分分析(independent component analysis,ICA)方法探讨急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)患者即刻感觉运动网络(sensory motor network,SMN)及默认网络(default mode network,DMN)变化。材料与方法纳入27例AIS患者和27例健康对照(health controls,HC),评估每位受试者相关临床量表并采集基线rs-fMRI数据,对AIS组进行电针刺激治疗后即刻进行磁共振扫描,采集相关rs-fMRI数据。运用ICA方法提取出SMN及DMN网络成分。比较患者与健康对照者的功能连接变化,以及针刺前后的功能连接变化;将变化值与临床量表评分变化值进行相关性分析;再将差异脑区作为种子点,计算其与全脑的功能连接(functional connectivity,FC)。结果针刺前,AIS组左侧前额叶相对于HC组功能连接增加(P<0.001),左侧顶下小叶(Z=4.38,P<0.001)、右侧后扣带回(Z=4.87,P<0.001)功能连接减低;左侧顶下小叶(P<0.001)、左侧后扣带回(P<0.001)、左侧额叶(P<0.001)FC值增加,部分小脑区域FC值增加(P<0.001)。针刺后,AIS组右侧前额叶功能连接明显增加(P<0.001),针刺前后差值与Fugl-Meyer运动功能评分(Fugl-Meyer Assessment,FMA)差值呈强正相关(r=0.842,P<0.001);AIS组右侧丘脑(Z=4.38,P<0.001)及左额叶(P<0.001)FC值显著增加。结论AIS患者存在边缘系统(后扣带回、海马)-丘脑-皮层(顶下小叶-额叶)神经环路脑功能活动异常;电针治疗可即刻调节AIS患者的脑自发活动,涉及运动完成相关脑区,可能是电针治疗AIS的脑功能潜在靶点脑区。

视障儿童和普通儿童合作体育活动中的脑间同步——一项基于近红外功能成像的超扫描研究

为了从神经生理指标角度对融合体育活动是否能够提高视障儿童和普通儿童之间的合作水平作进一步检验并提供证据支撑,以一对视障儿童和普通儿童为研究对象,运用基于近红外功能成像(fNIRS)的超扫描技术,采集其在合作运动中的脑部活动数据,并计算其脑间同步。结果发现,双方在特定条件下,在左侧背外侧额上回、左侧额中回存在脑间同步;上述脑间同步的强度和个体间合作行为水平呈现正相关。该结果表明,脑间同步可能为描述合作运动个体间合作行为质量提供客观神经标记。

原发性失眠静息态功能磁共振成像脑功能连接分析方法的研究进展

目前,原发性失眠(PI)的发病机制尚不清楚,静息态磁共振功能成像技术(rs-fMRI)可能有助于阐明PI的神经生理机制。研究发现,PI与大脑静息态网络的功能连接受损之间存在关联,但由于分析方法存在异质性以及研究方案、统计学方面的局限性,很难总结出PI神经影像学的一般结论。目前PI的rs-fMRI脑功能连接分析方法包括基于种子点的功能连接、图论分析、独立成分分析、体素镜像同伦连接分析以及动态功能连接。

基于ReHo和fALFF的优势半球与非优势半球基底节区脑梗死后运动障碍的静息态脑功能成像研究

目的:采用静息态fMRI技术联合局部一致性(ReHo)和比率低频振幅(fALFF)探讨优势半球与非优势半球基底节区脑梗死后运动障碍患者的脑局部自发活动变化。方法:招募20例基底节区脑梗死后运动障碍患者,按照病灶位置分为优势半球脑梗死组11例和非优势半球脑梗死组9例;招募18例性别、年龄匹配的健康志愿者(对照组)分别行静息态fMRI,利用基于MATLAB的SPM12和DPARSF软件对数据进行分析,采用双样本t检验(体素水平P<0.01,团块水平P<0.05,GRF校正)对3组受试者的ReHo及fALFF脑图行组间两两比较,提取差异脑区的ReHo值及fALFF值。结果:与对照组相比,优势半球脑梗死组左侧三角部额下回的ReHo值显著升高(t=4.97,P<0.05),左侧扣带回白质的fALFF值显著降低(t=-7.57,P<0.05)。与对照组相比,非优势半球脑梗死组左侧额中回的ReHo值显著升高(t=6.01,P<0.05),左侧内侧和旁扣带脑回(t=-6.02,P<0.05)、右侧枕上回(t=-5.25,P<0.05)的ReHo值显著降低,右侧眶部额下回(t=5.01,P<0.05)、左侧枕中回(t=4.74,P<0.05)的fALFF值显著升高,右侧内侧和旁扣带脑回fALFF值显著降低(t=-5.58,P<0.05)。与非优势半球脑梗死组相比,优势半球脑梗死组左侧小脑的ReHo值显著升高(t=4.51,P<0.05),左侧三角部额下回(t=5.29,P<0.05)、左侧舌回(t=5.63,P<0.05)、左侧额中回(t=6.72,P<0.05)的fALFF值显著升高。结论:静息状态下,与对照组相比,优势半球与非优势半球基底节区脑梗死后双侧大脑皮质运动、感觉及认知等多个脑区神经元活动发生变化;与非优势半球脑梗死相比,优势半球脑梗死能更快地出现代偿性激活,增强神经元活动,这一发现可能有助于进一步理解不同半球间基底节区脑梗死后运动障碍患者的大脑局部神经影像学差异。

2型糖尿病性认知功能障碍脑结构MRI成像研究进展

随着2型糖尿病患病人数的增加,2型糖尿病性认知功能障碍已成为当前关注的热点问题。2型糖尿病性认知功能障碍患者会出现不同程度的中枢神经系统损伤及脑结构的变化。本文对2型糖尿病性认知功能障碍患者的临床特征及相关MRI脑结构改变研究进展进行综述,以便指导临床上对该疾病早识别、预测及干预。

脑氧代谢率的功能磁共振成像方法

目的提出一种可用于脑氧代谢率(Cerebral Metabolic Rate of Oxygen,CMRO_(2))功能磁共振成像研究的方法——基于灌注的多回波非对称性自旋回波(Perfusion Multiecho Asymmetric Spin Echo,PMASE)技术。方法PMASE技术主要结合了流动敏感交替反转恢复技术与多回波非对称性自旋回波技术,可同步测量得到脑血流量(Cerebral Blood Flow,CBF)和脑氧摄取分数(Oxygen Extraction Fraction,OEF)的动态变化,根据菲克定律最终实现对CMRO_(2)动态变化的测量。研究通过右手握拳任务设计验证该技术的可行性。结果所有受试者的CBF和OEF激活区都位于左侧运动皮层,且右手握拳任务引起的CBF、OEF和CMRO_(2)的相对变化分别为-21.4%±4.5%、48.2%±9.6%和16.1%±8.3%,与先前的研究结果保持一致。结论PMASE技术具有为探索脑功能和疾病相关的CMRO2提供新的功能磁共振成像技术的潜力。

经前期焦虑障碍相关情感回路异常的脑功能成像研究进展

经前期焦虑障碍(premenstrual dysphoric disorder,PMDD)是一种女性独特的情感障碍性疾病,严重影响着育龄期女性的生活健康,目前其发病机制尚不明确。近年研究表明,以“前额叶-前扣带回-杏仁核-海马-小脑”构成的情感回路功能异常可能与PMDD发病密切相关。本文通过综述该情感回路相关脑区及脑区间的脑功能研究,为寻找PMDD的神经病变机制提供参考依据。