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近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别(一)

2021.3.08

说起老年痴呆,你想到什么?记忆退化,失语,运动功能丧失,以上种种都可以总结为认知障碍。简而言之,老年痴呆是一种以认知障碍为主要表现的神经退行性疾病。目前老年痴呆的发病机制尚未明确,已有研究表明基因遗传,饮食和生活作息习惯都在一定程度上影响了疾病的发生。

老年痴呆正成为人类健康的第一杀手。据2018年数据统计,全球痴呆患者的人数是5000万,该数字预计在2050年前会上升至1.52亿,该疾病不仅患者基数大,而且病例新增速度快,约每3秒就有一人成为老年痴呆患者。老年痴呆有多种分型,阿尔兹海默症(AD)是占比最大的一种,约占2/3,其他如血管型痴呆、帕金森等共占1/3。老年痴呆造成了沉重的社会经济负担,2018年全球因该疾病产生的经济负担是一万亿美元,预计2030年会达到2万亿美元[1]。

近红外脑功能成像fNIRS

近红外脑功能成像技术是一种新型光学成像技术,其生理机制是神经血管耦合效应,即神经活动与血流变化存在关联,通过对血流变化的监测我们可以获得脑功能活动的变化。fNIRS的工作原理具体而言就是一束近红外光穿过头发、头皮、头骨等多重屏障到达大脑皮层的血管内,特定波长的近红外光大部分被血管中的血红蛋白吸收,初始入射光有一部分会从头皮射出,通过检测出射光的光强可以推出血红蛋白浓度从而间接预测脑功能变化。

由于近红外脑功能成像自身的一些独特优势,因此将其应用于阿尔兹海默疾病的早期诊断成为近年来的研究热点。

图fNIRS成像原理

通过fNIRS成像技术获取脑血氧信号后结合信号分析方法及脑网络等方法,便可提取出有效的度量参数,实现对认知障碍的评估。

任务态下认知障碍人群异常脑区激活

Takehiko Doi 等人利用近红外脑功能像设备对双任务行走条件下轻度认知障碍患者的前额叶活动进行了探究。发现双任务时,行走速度小于正常行走时的速度,而前额叶通道的氧合血红蛋白浓度高于正常行走组。双任务时左侧前额叶的氧合血红蛋白浓度与执行功能显著相关,进一步解释了双任务助于认知康复的背后机制,并证实fNIRS在认知评估中运用的可行性[2]。

图 执行功能与HbO浓度相关性


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