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fNIRS和TMS在缺血性腦卒中后執(zhí)行功能障礙中的應(yīng)用

  • 發(fā)布日期：2023-09-15
  • 閱讀量：1507
  • 來源：依瑞德集團

缺血性腦卒中是典型的腦卒中類型，約2/3的缺血性腦卒中患者有認知功能障礙。而認知功能障礙的主要表現(xiàn)之一則為缺血性卒中后執(zhí)行功能障礙(PISEI)，通常的特征是解決問題的能力下降或喪失，嚴重影響患者的工作、學習和生活。目前，PISEI的早期診斷比較困難，且缺乏有效的干預措施。因此，解決PISEI的初步評估和篩查困難、臨床療效不佳的問題是PISEI康復的迫切需求。


2023年中山大學附屬第三醫(yī)院胡昔權(quán)教授團隊在《CNS Neuroscience and Therapeutics》上發(fā)表了一篇文章，探索了近紅外腦功能成像(fNIRS)是否可以成為PISEI的及時診斷和經(jīng)顱磁刺激(TMS)治療該病的療效評價工具。



以下為研究詳情：


一、實驗方法

研究采用單盲、隨機對照設(shè)計，分別采用fNIRS檢測16名PISEI患者和16名健康受試者在靜息狀態(tài)和Stroop任務(wù)下的血流動力學差異。3天后，所有受試者均接受單次TMS干預，并在TMS干預前和干預后3天進行Stroop任務(wù)的fNIRS測試。fNIRS檢測流程如圖：


圖A 任務(wù)流程

fNIRS靜息狀態(tài)檢測300s，休息60s，Stroop任務(wù)狀態(tài)檢測300s；

3天后，TMS干預前Stroop任務(wù)狀態(tài)檢測300s，TMS干預600s，TMS干預3天后Stroop任務(wù)狀態(tài)檢測300s。


 

圖B  fNIRS光纖排布圖

紅色為光源，藍色為接收器，

48通道覆蓋背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)，

前運動皮層(PMC)和初級感覺運動皮層(SM1)



二、Stroop任務(wù)

Stroop顏色單詞任務(wù)測試由卡片A、B和C組成?？ㄆ珹用黑色字母寫著“紅、黃、藍、綠”，并要求參與者盡可能快、準確地閱讀單詞?？ㄆ珺上印著黃、藍、紅、綠的圓圈，并要求參與者盡快、正確地閱讀這些顏色的名稱?？ㄆ珻用黃、藍、綠和紅寫成，上面有“綠、紅、藍、黃”四個字，顏色和單詞不匹配，要求被試盡可能快速、準確地閱讀顏色的名稱。時間越短，錯誤的次數(shù)越少，執(zhí)行功能就越好。TMS干預后，PISEI患者左DLPFC、右PMC、右SM1的激活、腦功能連接強度以及腦網(wǎng)絡(luò)連接顯著高于TMS干預前。


三、TMS治療

利用武漢依瑞德生產(chǎn)的CCY-IA磁場刺激儀配合導航精準定位進行高頻TMS干預，每個受試者只接受一次TMS干預，刺激部位為左DLPFC，其強度90%靜息運動閾值，頻率為10Hz，700次脈沖，刺激持續(xù)時間為10min。


四、結(jié)果

兩組間在年齡、性別、受教育程度等基線特征上無統(tǒng)計學差異。與靜息狀態(tài)相比，在PISEI患者的Stroop任務(wù)中，左側(cè)DLPFC、右側(cè)PMC和右側(cè)SM1的HbO值變化量明顯更大。此外，PISEI患者在Stroop任務(wù)中，患者雙側(cè)DLPFC、右側(cè)PMC和右側(cè)SM1的HbO值變化量顯著低于健康受試者。


圖(A) 兩組受試者在靜息狀態(tài)和Stroop任務(wù)中HbO變化的大腦平均激活圖


TMS干預后，PISEI患者左DLPFC、右PMC、右SM1的激活、腦功能連接強度以及腦網(wǎng)絡(luò)連接顯著高于TMS干預前。


圖(B) 所有受試者在rTMS治療前后HbO濃度變化的大腦平均激活圖


圖(E) 比較所有受試者的平均HbO值、功能連接系數(shù)和腦網(wǎng)絡(luò)連接系數(shù)閾值。

FC: 功能連接

紅線：健康被試靜息態(tài)TMS刺激前

綠線：健康被試任務(wù)態(tài)TMS刺激后

黑線：PISEI患者靜息態(tài)TMS刺激前

藍線：PISEI患者任務(wù)態(tài)TMS刺激后


與TMS干預前相比，TMS干預后PISEI患者和健康受試者進行Stroop試驗的時間準確率均有顯著改善，PISEI患者在Stroop試驗的準確率改善優(yōu)于健康受試者。


五、結(jié)論

fNIRS有助于PISEI的篩查和診斷。單次TMS治療使PISEI患者受益，這可能是由于左側(cè)DLPFC、右側(cè)PMC和右側(cè)SM1腦區(qū)的激活所致。

? 參考文獻：Liu Yuanwen,Luo Jing,Fang Jie et al. Screening diagnosis of executive dysfunction after ischemic stroke and the effects of transcranial magnetic stimulation: A prospective functional near-infrared spectroscopy study.[J] .CNS Neurosci Ther, 2023.
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