慧创fNIRS

近日，宁波大学附属康宁医院周东升团队和舟山市第二人民医院张明君团队联合在《Journal of Psychiatric Research》上发表重要研究成果。研究采用慧创近红外脑功能成像系统，在青少年焦虑性抑郁症群体中系统揭示了不同焦虑水平对前额叶皮层血流动力学活动的影响，为青少年焦虑抑郁的神经机制解析与个性化干预提供了重要影像学依据。

在本研究中，精准捕捉青少年焦虑抑郁群体在执行认知任务时的大脑激活模式，是揭示焦虑对执行功能影响机制的关键。然而，研究对象为青少年，活泼好动、容易产生运动伪迹，因此需要高稳定性的脑功能监测。此外，为区分不同焦虑水平下的脑区激活差异，需在个体水平实现对前额叶多个亚区的同步、高精度信号提取与对比，这对设备灵敏度、抗干扰能力和脑区覆盖完整性提出了极高要求。

慧创非常荣幸能为这项研究提供可靠的技术力量，推动精神疾病脑功能研究的临床转化。慧创近红外脑功能成像设备凭借独特技术优势，成为突破以上瓶颈的关键：慧创fNIRS系统提供覆盖全年龄段的弹性头帽，适配从儿童到青少年的不同头围，确保信号采集的贴合度与舒适性，有效减少因头动和贴合不良引起的信号失真；超高灵敏度与抗运动干扰算法，即使在头动情况下，仍能稳定提取微弱血流动力学信号，精准捕捉任务各阶段（启动、发展、维持）的脑区激活变化；此外，30秒内可调试出全脑优质信号，为此类大群体研究完成高效采集提供了技术支撑。

    

    

近年来，青少年抑郁患病率不断上升，且常与焦虑共病。共病青少年表现出更低的整体功能、更大的损害及更差的情绪调节能力。然而其病理生理机制尚未完全阐明，且缺乏诊断生物标志物，临床评估面临困难。言语流畅性任务（VFT）是一种能够有效反映执行功能并增强神经信号鉴别度的范式，本研究结合功能性近红外光谱（fNIRS）与VFT，旨在探索青少年焦虑抑郁的神经生理机制，识别相关的脑功能标志物，从而为临床诊断、个性化干预及非侵入性脑刺激靶点选择提供客观依据。

宁波大学附属康宁医院周东升团队和舟山市第二人民医院张明君团队在期刊《Journal of Psychiatric Research》发表了题为“Hemodynamic changes in anxious depression adolescents during a verbal fluency task: A fNIRS study”的研究成果。该研究采用慧创近红外脑功能成像设备，使用VFT 对青少年进行研究，以探索青少年焦虑抑郁症的神经生理机制，从而为非侵入性脑刺激提供有针对性的证据，并指导个性化干预。

发表期刊

Journal of Psychiatric Research

影响因子

3.2

使用设备

慧创NirScan

01

方 法

本研究共招募196名10-18岁符合ICD-10抑郁诊断标准的青少年患者，根据汉密尔顿焦虑量表（HAM-A）评分分为三组：低焦虑抑郁组（LAD，0-17分，n=67）、中焦虑抑郁组（MAD，18-24分，n=87）、高焦虑抑郁组（HAD，≥25分，n=42）。所有患者均排除其他精神疾病、严重躯体疾病及近期电休克治疗史。言语流畅性任务（VFT）包括30秒前基线（重复数数）、60秒组词任务（根据提示汉字组词，每20秒更换词干）、60秒后基线。将60秒任务期进一步划分为启动期（0–20秒）、发展期（20–40秒）和维持期（40–60秒），以分析不同阶段的大脑激活模式。

图 1 言语流畅性任务流程图

02

fNIRS数据采集

研究采用近红外光谱成像系统（NirScan-6000A，丹阳慧创医疗器械有限公司，中国）采集VFT任务。以FPz通道（10/20国际系统）为中心放置中间探头；共放置31个SD探头（由15个光源和16个探测器组成），探头间距固定为3 cm，覆盖每个受试者的双侧前额叶皮层和颞叶皮层。

图2 研究流程图

03

结果

  

VFT中氧合血红蛋白的变化

图3展示了三组间存在显著差异的通道。ROI水平的协方差分析结果表明，BA46的主效应显著，BA 10的主效应也显著。

图3 所有患者各通道激活的PFDR值。

图4a展示了BA 10的多重比较结果。研究发现LAD和HAD之间存在显著差异，LAD和MAD之间存在显著差异，而MAD和HAD之间无显著差异。图4b展示了BA 46的多重比较结果。研究发现LAD和HAD之间存在显著差异，LAD和MAD之间也存在显著差异。 MAD 和 HAD 之间没有显著差异。

图4 （a） BA 10 中三组患者的氧合血红蛋白差异；（b） BA 46 中三组患者的氧合血红蛋白差异；（c） BA 10 中三组患者在不同阶段的氧合血红蛋白差异；（d） BA 46 中三组患者在不同阶段的氧合血红蛋白差异。

不同VFT阶段的氧合血红蛋白变化

BA 10 的重复测量分析表明，三组间氧合血红蛋白变化在不同阶段的交互作用不显著，组内效应也不显著；而组间效应显著。BA 46 的重复测量分析表明，三组间氧合血红蛋白变化在不同阶段的交互作用不显著，组内效应也不显著，而组间效应显著。图 4c展示了 BA 10 在不同 VFT 阶段的多重比较结果。在起始阶段，LAD 组和 HAD 组之间存在显著差异，但 LAD 组和 MAD 组之间以及 MAD 组和 HAD 组之间均无显著差异。在发展阶段，三个组之间未观察到显著差异。在维持阶段，LAD 组和 HAD 组之间以及 LAD 组和 MAD 组之间均存在显著差异，而 MAD 组和 HAD 组之间无显著差异。图 4d展示了 BA 46 在不同 VFT 阶段的多重比较结果。在起始阶段，LAD组和HAD组之间存在显著差异，LAD组和MAD组之间也存在显著差异，而MAD组和HAD组之间无显著差异。在发展阶段，三组之间未观察到显著差异。在维持阶段，LAD组和HAD组之间存在显著差异，但LAD组和MAD组之间以及MAD组和HAD组之间均无显著差异。

HAM-A评分与ROI之间的相关性

在控制了汉密尔顿抑郁量表（HAMD-17）评分的影响后，结果表明，BA 46区域的Oxy-Hb与HAM-A评分呈中度负相关，BA 10区域的Oxy-Hb与HAM-A评分呈弱负相关。图5a展示了BA 10区域与HAM-A评分的散点图，图5b展示了BA 46区域与HAM-A评分的散点图。所有相关性分析均采用Pearson相关系数。

图5 （a）散点图显示 BA 10 中 HAM-A 评分与 Oxy-Hb 之间的相关性；（b）散点图显示 BA 46 中 HAM-A 评分与 Oxy-Hb 之间的相关性。

04

讨论

该研究证实，与低焦虑青少年相比，高焦虑抑郁青少年的前额叶皮层（BA 10 和 BA 46）氧合血红蛋白（Oxy-Hb）水平显著降低。此外，在组词的起始阶段和维持阶段，高焦虑抑郁青少年的血流动力学水平也较低，这可能反映了焦虑对注意力控制的负面影响。这些独特的前额叶血流动力学模式不仅有助于表征不同焦虑严重程度亚组之间的神经生物学差异，而且有望成为指导焦虑抑郁青少年个体化非侵入性脑刺激（NIBS）治疗的潜在生物标志物。未来的研究应在此探索性框架的基础上，纳入行为测量，以进一步阐明大脑与行为之间的关系。