近紅外腦功能成像在精神科的應用

顧婷婷

（浙江大學醫學院附屬第一醫院精神衛生中心，浙江省精神障礙診療和防治技術重點實驗室浙江 杭州 310003）

近紅外腦功能成像技術是近年來運用于臨床的一種新興的腦功能狀況檢測手段，近紅外腦功能成像技術是基于近紅外光譜術基礎上，利用其對組織的良好穿透性，在組織中低吸收和高散射的特性[1]，通過對大腦內血液中血紅蛋白濃度變化的血液動力學信息，反映大腦皮層的血氧代謝情況。相比于其它的腦成像技術，fNIRS 以其安全性高、生態效度高、空間和時間精度相對較高、低成本、易操作、可連續檢測等優勢越來越多地受到腦科學家的青睞。文章從近紅外的原理，臨床操作中注意事項等方面來闡述近紅外腦功能成像技術在精神科領域的應用。

1.近紅外腦功能成像原理

近紅外腦功能成像技術(fNI R S)為新出現的一種無痛、無創的光學成像技術，可檢測腦組織靜脈血液中的氧合血紅蛋(oxy-Hb)和還原血紅蛋白(Deoxy-Hb)的水平變化，用于腦功能評價。其原理主要是生物組織對近紅外光（700～1000nm）具有較高散射、低吸收特性，水和血紅蛋白對所透的光吸收較少，氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白在近紅外波段區域有不同的吸收光譜，而血液的主要成分氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和水，他們吸收光譜也不同，在785nm和850nm波長時，脫氧血紅蛋白和氧合血紅蛋白對光的敏感度不同，兩者之間的吸收有差異。785nm 波長的光對脫氧血紅蛋白比較敏感，脫氧血紅蛋白吸收的強度大于氧合血紅蛋白，850nm波長的光對氧合血紅蛋白的敏感度較高，因此在850nm波長時對氧合血紅蛋白的吸收大于脫氧血紅蛋白[2]。利用這一原理，在大腦進行神經活動時，采集皮層組織不同區域中，主要為前額葉和雙側顳葉區域的總血紅蛋白、氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的濃度變化，推測某一區域血氧和血容量的變化，從而間接測量大腦的功能狀態。

近紅外腦功能技術具有時間分辨率高，空間分辨率合理的特點[3-4]，對被試沒有太多的限制，適宜于老人、小孩等人群的檢測。同時，fNRIS技術容易與其他技術聯合使用，成本低、體積小、方便使用和維護等特點被廣泛應用于腦功能研究中，包括聽覺加工、視覺加工、運動狀態時大腦皮層的響應等諸多神經科學領域[5]。雖然近紅外腦功能成像技術適用人群廣泛，在精神科臨床實際應用過程中注意對于處于躁狂狀態、精神分裂癥有沖動行為者、聽力下降者不適宜接受該檢測，以杜絕不必要的醫療糾紛和麻煩。

2.近紅外腦功能成像技術臨床操作中的注意事項

2.1 操作前

開機前檢查電源是否接通，按操作流程規范開機并檢查儀器設備和軟件運行良好，檢查各導聯光纜線發射信號良好，方可投入使用。給被試做測試前宣教，指導其對接下來的檢測流程有完整詳細的了解。室內保持安靜、座椅舒適、光線良好、空氣流通。

2.2 操作中

引導被試在指定位置就坐，佩戴好檢查帽，檢測各導聯紅外線發射光與頭皮接觸良好，在操作屏幕中顯示各導聯綠色為佳，如發現有黃色區域，檢查是否因頭發蓋住或接觸距離等原因導致信號傳輸和接收不良，調整位置后重新檢測信號接觸良好程度。點擊開始開關后，引導被試完成相關的測試任務，語言表達流暢等。按操作流程要求被試完成整個檢查后摘除檢查帽，囑患者在診室外等候取結果報告。

2.3 操作后

被試按要求完成檢查后，摘除檢查帽放到指定位置，防止檢查帽因重力作用下滑而損壞。一天檢查結束后，用酒精棉片擦拭近紅外探頭，去除油脂等物質并檢查有無破損。按規范操作流程關機，并關閉電源開關。

近年來，國外腦科學研究者已采用fNRIS檢查輔助診斷精神分裂癥、抑郁癥、雙相情感障礙等精神疾病，國內在這方面研究報道尚少。目前，我國在北大六院、上海精神衛生中心及浙江大學附屬第一醫院精神衛生中心也逐步開展近紅外腦功能成像技術在科研及臨床上的應用，并取得了初步的研究結果，期待更多的學者進行深入、廣泛的科研和臨床研究中。