功能性近红外光谱技术在神经疾病中的应用

崔威，李春光，徐嘉诚，何刘进，孙立宁

苏州大学江苏省机器人技术与系统重点实验室，江苏苏州市 215000

我国脑卒中发病率、致死率、致残率以及复发率高，患者年轻化趋势明显[1]。脑卒中患者多遗留不同程度运动功能障碍，早期康复能明显改善脑卒中患者的运动功能和日常生活活动能力，提高生活质量[2]。

功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)是一种非侵入式脑成像技术，可以检测大脑皮质血流动力学变化，具有较好的时间分辨率[3]，成本低，不受环境影响，广泛应用于精神分裂症、癫痫、帕金森病等的研究中，在人体肌肉[4]、脑血流的生理研究[5]，认知科学，康复和脑机接口[6]等领域也得到广泛应用。本文综述fNIRS 在脑卒中患者运动功能评价中的应用，以及fNIRS 在脑卒中和其他神经疾病诊断中的应用。

1 脑卒中

1.1 运动功能与脑区激活

Miyai等[7]应用fNIRS测量初发脑卒中患者康复期间跑步机上行走时皮质激活情况，发现脑卒中后运动功能恢复与感觉运动区(sensory motor cortex,SMC)激活的不对称性改善和患侧前运动皮质(premotor cortex,PMC)激活增强有较大关联。Lo 等[8]使用fNIRS 研究脑卒中患者和健康人在不同强度刺激下皮质激活情况，发现健康人在高强度刺激下皮质区整体上没有激活，而脑卒中患者在不同强度刺激下，PMC、SMC、辅助运动区(supplementary motor area,SMA)和第二感觉皮质(S2)激活，低强度刺激下的S2区激活强度高于无刺激和高强度刺激。

虚拟现实技术等康复训练能促进脑卒中患者上肢功能改善[9]。Kober 等[10]基于fNIRS 进行右手握球运动的图像反馈研究，实验组观看自已的皮质活动获得真实反馈，对照组观看他人的视频获得虚假反馈，发现真实反馈诱发左侧运动区高度激活，虚假反馈导致整个皮质分散激活。……