功能性近紅外光譜技術在神經疾病中的應用

崔威，李春光，徐嘉誠，何劉進，孫立寧

蘇州大學江蘇省機器人技術與系統重點實驗室，江蘇蘇州市 215000

我國腦卒中發病率、致死率、致殘率以及復發率高，患者年輕化趨勢明顯[1]。腦卒中患者多遺留不同程度運動功能障礙，早期康復能明顯改善腦卒中患者的運動功能和日常生活活動能力，提高生活質量[2]。

功能性近紅外光譜技術(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)是一種非侵入式腦成像技術，可以檢測大腦皮質血流動力學變化，具有較好的時間分辨率[3]，成本低，不受環境影響，廣泛應用于精神分裂癥、癲癇、帕金森病等的研究中，在人體肌肉[4]、腦血流的生理研究[5]，認知科學，康復和腦機接口[6]等領域也得到廣泛應用。本文綜述fNIRS 在腦卒中患者運動功能評價中的應用，以及fNIRS 在腦卒中和其他神經疾病診斷中的應用。

1 腦卒中

1.1 運動功能與腦區激活

Miyai等[7]應用fNIRS測量初發腦卒中患者康復期間跑步機上行走時皮質激活情況，發現腦卒中后運動功能恢復與感覺運動區(sensory motor cortex,SMC)激活的不對稱性改善和患側前運動皮質(premotor cortex,PMC)激活增強有較大關聯。Lo 等[8]使用fNIRS 研究腦卒中患者和健康人在不同強度刺激下皮質激活情況，發現健康人在高強度刺激下皮質區整體上沒有激活，而腦卒中患者在不同強度刺激下，PMC、SMC、輔助運動區(supplementary motor area,SMA)和第二感覺皮質(S2)激活，低強度刺激下的S2區激活強度高于無刺激和高強度刺激。

虛擬現實技術等康復訓練能促進腦卒中患者上肢功能改善[9]。Kober 等[10]基于fNIRS 進行右手握球運動的圖像反饋研究，實驗組觀看自已的皮質活動獲得真實反饋，對照組觀看他人的視頻獲得虛假反饋，發現真實反饋誘發左側運動區高度激活，虛假反饋導致整個皮質分散激活。……