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研究背景

在出生后的所有時期中，人生第一年的生長和發(fā)育速度是無與倫比的。然而，隨著快速生長，在面對由于遺傳缺陷、基因表達和環(huán)境暴露引起的疾病時人的脆弱性也在增加。在生命早期發(fā)生的損傷或異�；�因表達預(yù)計會對神經(jīng)元組織和整體神經(jīng)元活動產(chǎn)生深遠的影響，因為許多軸突-樹突連接形成與大多數(shù)髓鞘形成都發(fā)生在第一年。盡管人在第一年具有高度脆弱性，但用于評估大腦健康的工具非常少，目前的臨床檢查對此漠不關(guān)心也是眾所周知。為了更好地理解正常的發(fā)育軌跡，并在早期區(qū)分異常和正常軌跡，需要一種安全、廉價、便攜的定量、可靠的監(jiān)測區(qū)域大腦發(fā)育的技術(shù)。
 

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研究方法
 

2.1、被試

共47名健康嬰兒，年齡分布從早產(chǎn)至12個月大，其中30名為男性，平均胎齡為37.9周。
 

2.2、實驗材料

使用了定制的商用頻域血氧計(Imagent, ISS Inc.)，帶有32個激光源和4個光電倍增管探測器。激光是快速多路復(fù)用(10毫秒)的順序，所以在任何給定的時間只有一個源是打開的，在探測器一側(cè)允許軟件分離。光纖端激光器發(fā)出的光功率在5 mm2區(qū)域內(nèi)為小于1 mW，遠低于ANSI標準限制，可安全測量。
 

2.3、實驗流程

使用上述設(shè)備進行測量。
 

2.4、分析方法

利用多距離頻域方法，從振幅和相位數(shù)據(jù)計算每個波長的吸收和降低散射系數(shù).通過擬合7個波長的吸收系數(shù)，得到了血紅蛋白濃度和氧化情況。腦血容量計算公式如下：

還計算了腦氧代謝率隨年齡的變化。腦氧代謝的變化由以下關(guān)系為基礎(chǔ)：

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研究結(jié)論

圖一展示了從出生至一年的Hbt，CBV與StO2的增長率。圖二顯示了額葉區(qū)域的測量值，與這個年齡范圍和其他年齡范圍線性吻合。

 圖一

圖二
 

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實驗結(jié)論

將測量范圍擴展到大一點的嬰兒，并表明FD-NIRS通過解決區(qū)域特定的HbT、CBV和StO2在生命第一年的變化，提供了區(qū)域大腦發(fā)育的定量測量。盡管HbT、CBV和CMRO2顯著增加，但StO2的變化相對較小，這可能表明，在健康嬰兒中，不同年齡向不同大腦區(qū)域輸送氧氣與局部消耗密切相關(guān)。這一結(jié)果與大腦皮層不同區(qū)域血容量的增加是平行的，并與發(fā)育過程中神經(jīng)元代謝需求的增加緊密耦合的假設(shè)相一致。 

Assessment of Infant Brain Development With Frequency-Domain Near-Infrared Spectroscopy.

DOI：10.1203/pdr.0b013e318045be99