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

題目：使用EEG-fNIRS監(jiān)測(cè)嬰兒痙攣時(shí)皮質(zhì)活動(dòng)、血容量和神經(jīng)血管耦合的無(wú)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(jiàn)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(lái)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(dòng)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(gè)月至3年的，表現(xiàn)出小兒痙攣并符合國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟分類的病人。
 

2.2、實(shí)驗(yàn)材料

無(wú)
 

2.3、實(shí)驗(yàn)流程

記錄每位受試者的個(gè)人信息、家族史、疾病進(jìn)展、腦電圖和腦成像結(jié)果。痙攣的臨床特征(運(yùn)動(dòng)類型、對(duì)稱性、是否成簇)也要記錄。在床邊同時(shí)進(jìn)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(jìn)行近紅外成像，激光通過(guò)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(zhǎng)分別對(duì)應(yīng)Hb與HbO的紅外吸收光譜（690nm和830nm）。由四對(duì)光纖與一個(gè)探測(cè)器組成的貼片位于前額正中，四個(gè)通道在發(fā)射器至探測(cè)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(yàn)豐富的神經(jīng)生理學(xué)家進(jìn)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(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為[HbO]和[Hb]濃度的相對(duì)變化。光學(xué)數(shù)據(jù)由一個(gè)零相濾波器進(jìn)行帶通濾波[0.03-0.5Hz],以消除生理噪聲。線性去趨勢(shì)和基線校正后，在參考時(shí)間T0前后對(duì)每個(gè)患者的節(jié)段進(jìn)行平均。血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)(HRF)是通過(guò)簡(jiǎn)單地平均所選時(shí)間序列來(lái)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(gè)血流動(dòng)力學(xué)相位包括[HbO]和[Hb]的平行變化，在三角肌活動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(guò)程和結(jié)構(gòu)。

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