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Resting-state brain networks in neonatal hypoxic-ischemic brain damage: a functional near-infrared spectroscopy study

发表时间: 2021-06-23 17:11:33

作者: 丹阳慧创医疗设备有限公司

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北大第一医院与北京航空航天大学开展联合研究工作,在知名期刊《Neurophotonics》发表了题为“Resting-state brain networks in neonatal hypoxic-ischemic brain damage: a functional near-infrared spectroscopy study”的SCI论文,在新生儿研究领域跨出了新的一步!研究旨在验证基于fNIRS的静止状态脑网络评估HIBD新生儿脑功能的可行性,从而为新生儿HIBD临床研究提供一种新的有效手段。

缺氧缺血性脑损伤(HIBD)是新生儿死亡和神经系统疾病的主要原因。新生儿期持续性脑损伤会破坏关键的结构发育,从而导致严重后果。现有关于新生儿大脑功能连接的研究大多集中在早产儿(胎龄<37周),并未深入确定其大脑网络特性的变化。患有HIBD的足月婴儿由于其非典型的临床症状而常常错过治疗时间窗,直到发现严重的并发症。

目前,临床HIBD诊断主要依靠以下几个方面:一是临床指征,特别是指意识异常变化及原始反射,二是肌肉张力,三是使用超声、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和其他医学成像技术。这些经典技术有其自身的优点和局限性,基于功能近红外光谱(fNIRS)的静止状态脑网络分析则可以提供一种更加有效的评估方法。

本研究使用慧创近红外脑成像设备NirSmart在静息状态下对13名HIBD足月新生儿进行扫描。基于血红蛋白浓度序列的通道间相关性,构建了覆盖前额叶、顶叶和颞叶的全脑功能网络,主要关注六个早期发展的关注区域(ROI)之间的脑功能联系。




上图(a)实验设备(b)fNIRS布局的示意图(45个通道,20个光源和16个检测器)。绿线代表渠道,节点代表光学探头。排布涵盖额叶,颞叶和顶叶区域。


研究发现,与健康新生儿相比,HIBD新生儿在不同脑区的脑功能连通性下降。尤其是对侧顶颞叶、对侧顶额叶和对侧顶叶之间的脑功能连接严重受损。节点度显示左额中回,左额上回,中央右后回脑连接强度大幅减少。但是,患有HIBD的新生儿表现出明显更高的局部效率(*p<0.05)。



上图(a) HIBD新生儿(b)健康新生儿(c)实际通道中的组间差异。







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