依瑞德&资联虹康企业管理集团生产的fNIRS-TMS集成式线圈拍
最近的一项涉及多个(医学或研究)中心的有1000多名参与者(153名重度抑郁症(MDD)患者,136名慢性精神分裂症(ChSZ)患者,134名有抑郁症状的双相情感障碍患者,以及590名健康对照组)的研究中将fNIRS作为一款成熟的全科临床检查的工具。在该fNIRS系统中,任务过程中前额叶活动的强度(积分值)和时间(重心值)被用作诊断预测因子,结果表明,积分值可以区分患者和健康人群,准确率达70%以上,重心值可区分精神病障碍(即精神分裂症和双向情感障碍),重度抑郁症的准确率超过80%。2014年,日本厚生劳动省(Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan)批准fNIRS作为临床辅助诊断工具,通过公共健康保险在有资质的医疗机构中区分精神病和重度抑郁症。
下面是一项新的研究对上述fNIRS作为临床辅助诊断设备的相关内容进行了验证。
方法
共有144名参与者,其中包含47名精神病超高风险(UHR)个体(18 drug-naïve), 30名首发精神病(FEP)患者(6 drug-naïve), 34名慢性精神分裂症(ChSZ)患者(1 drug-naïve)和33名健康对照者参与。对照组的性别和发病前的智商与其他组匹配,年龄与FEP和ChSZ组匹配。FEP患者、ChSZ患者及健康对照组来自2009年7月至2014年6月之间招募,独立于之前的研究。在基线测量后12个月,使用相同的fNIRS程序测量了34例UHR患者(72%)、21例FEP患者(70%)和33例对照组的血流动力学反应。
目的
第一:检验之前的研究结果是否可重复(即ChSZ患者是否可以通过重心值成功地从MDD中划分为精神病范围组)。第二:检验修改后的重心值和积分值是否适用于不同的临床阶段,包括首发精神病(FEP)和精神病超高风险(UHR)。第三:测试UHR、FEP和对照组12个月纵向测量的准确性是否相同。
仪器和测量设置
使用52通道的fNIRS仪器,一个160秒的组块设计 (即30秒准备期,60秒任务期和70秒恢复期)的语言流畅性任务。任务周期被分为三个子周期,指示音节每20秒改变一次。
fNIRS算法变量
利用近红外光谱(fNIRS)波形的主成分分析,合成了额叶区(额叶区11个通道)和颞叶区(双侧颞叶区20个通道)的聚集通道信号。排除了2例基线ChSZ患者和1例随访FEP患者的数据(因为软件过滤后每个区域可用的通道少于6个,因此不支持进一步分析)。大脑地图顶部的黑点代表估计的通道位置。
每个通道和组(控制组、UHR、FEP和ChSZ)的平均近红外波形分别用红色、橙色、蓝色和绿色线显示在底部。
带有粗灰色和黑色线条的通道分别代表额叶区和颞叶区。
对于每个区域,计算积分值和重心值,定量提取之前研究中发现的fNIRS波形特征。积分值表示任务期间信号变化的和(图a)。更高的值意味着大脑各区域与认知任务相关的活动更大。在额叶区和颞叶区分别设置积分值的阈值为73和104。当积分值大于阈值(活动更大)时,参与者被分为非患者组;否则,参与者被分为患者组。
结果
约三分之二的ChSZ患者使用积分值成功地分为患者组,使用重心值成功地分为精神病范围组。三分之二的UHR个体和FEP患者也被归类为精神病范围组,这些比率在12个月的随访测量中保持不变。考虑到年龄和性别的影响,超过80%的UHR个人和FEP患者使用修正的重心值被归为精神病范围组。此外,超过80%的FEP和ChSZ患者使用修改后的积分值归为患者组。