EEG-fNIRS監(jiān)測嬰兒痙攣時皮質(zhì)活動、血容量和神經(jīng)血管耦模態(tài)分析

題目：使用EEG-fNIRS監(jiān)測嬰兒痙攣時皮質(zhì)活動、血容量和神經(jīng)血管耦合的無創(chuàng)多模態(tài)分析

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 研究背景

小兒癲癇痙攣構(gòu)成最常見的癲癇性腦病，癲癇通常于出生后第一年發(fā)生，發(fā)生率約在千分之0.25至千分之0.42間。臨床上，痙攣表現(xiàn)為頸部、軀干和四肢屈肌和/或伸肌的收縮，持續(xù)1 - 2秒，通常在醒來或睡前成群發(fā)生。在腦電圖(EEG)上，痙攣通常與廣泛的高電壓慢波和持續(xù)一兩秒的背景活動衰減有關(guān)。
 

02

研究方法
 

2.1、被試

從Amiens University醫(yī)療中心的小兒神經(jīng)系統(tǒng)科的兒童中篩選而出。年齡3個月至3年的，表現(xiàn)出小兒痙攣并符合國際抗癲癇聯(lián)盟分類的病人。
 

2.2、實驗材料

無
 

2.3、實驗流程

記錄每位受試者的個人信息、家族史、疾病進展、腦電圖和腦成像結(jié)果。痙攣的臨床特征(運動類型、對稱性、是否成簇)也要記錄。在床邊同時進行腦電圖和近紅外成像記錄。
 

2.4、數(shù)據(jù)采集和處理

視頻EEG：采用Deltamed-Coherence 3NT記錄視頻EEG，9導(dǎo)聯(lián)，512Hz。

光學(xué)成像：采用ISS-Imagent進行近紅外成像，激光通過光纖傳輸?shù)筋^皮表面的光電二極管。激光的兩種發(fā)射波長分別對應(yīng)Hb與HbO的紅外吸收光譜（690nm和830nm）。由四對光纖與一個探測器組成的貼片位于前額正中，四個通道在發(fā)射器至探測器的距離不同，分別為15，20，25和30mm。

視頻EEG記錄由兩位經(jīng)驗豐富的神經(jīng)生理學(xué)家進行分析，EEG數(shù)據(jù)在0.5-70Hz做濾波，采用了陷波濾波器和雙極導(dǎo)聯(lián)。

利用修正的比爾-朗伯定律，將690和830 nm的信號強度轉(zhuǎn)化為[HbO]和[Hb]濃度的相對變化。光學(xué)數(shù)據(jù)由一個零相濾波器進行帶通濾波[0.03-0.5Hz],以消除生理噪聲。線性去趨勢和基線校正后，在參考時間T0前后對每個患者的節(jié)段進行平均。血液動力學(xué)響應(yīng)函數(shù)(HRF)是通過簡單地平均所選時間序列來確定的。
 

03

研究結(jié)果

所有被試兒童的HbO與Hb近紅外成像顯示都在圖一中，第一個血流動力學(xué)相位包括[HbO]和[Hb]的平行變化，在三角肌活動開始后5秒內(nèi)出現(xiàn)峰值，這表明痙攣與大腦血容量的初始變化有關(guān)。

圖一

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實驗結(jié)論

雖然嬰兒痙攣可由多種疾病引起，但臨床和腦電圖表型是固定的，因此提示涉及特定的皮質(zhì)下過程和結(jié)構(gòu)。

結(jié)果支持了血液動力學(xué)變化的起源是皮層微血管動態(tài)變化的觀點。一系列痙攣中的每個痙攣都涉及皮層下-皮層回路中一些特定的、復(fù)雜的過程。

Non-invasive, multimodal analysis of cortical activity, blood volume and neurovascular coupling in infantile spasms using EEG-fNIRS monitoring.

DOI：10.1016/j.nicl.2017.05.004