近紅外腦功能成像在嬰幼兒及兒童腦功能發育與疾病診斷的應用
近紅外腦功能成像（fNIRS）是一種新興的腦功能成像技術，可以在大腦活動期間獲得大腦組織內脫氧血紅蛋白（HbR）和氧合血紅蛋白（HbO）的變化情況，是一種非侵入性腦成像技術；具有適用范圍廣泛、運動偽跡不敏感、電磁兼容性好、時空分辨率高等優勢。
由于兒童特別是嬰幼兒的自我控制能力較差，因此對兒童進行腦功能成像的研究往往較為困難。而fNIRS由于其便攜性及較高的抗運動干擾能力，為嬰幼兒及兒童腦功能發育、腦疾病診斷等研究提供了一種新的途徑。
fNIRS用于研究嬰兒早產與腦疾病
Makiko
I（2014）等人使用fNIRS研究了在足月同齡時，足月兒、早期早產兒、唐氏綜合征患兒的大腦功能發育差異。fNIRS探頭覆蓋嬰兒額葉、顳葉和枕葉區域。為了揭示皮層網絡的功能連通性，計算了所有測量通道之間的時間相關性。功能連接特征分為四種類型：短程連接、對側-橫向連接、同側-縱向連接、其他連接。研究發現足月兒的平均功能連通性與早產兒無明顯差異，而唐氏綜合征組嬰兒的平均功能連通性低于其他2組。研究還發現，對于功能連接的四種類型，短程連接強度最高，對側-橫向連接第二高。為了檢驗血液動力學的局部特性是否反映病理狀態，該研究小組計算了各組嬰兒HbO與HbR濃度時間序列的相位差。計算結果表明，唐氏綜合征組與其他2組有顯著性差異[1]。
圖 各組嬰兒不同類型網絡連接比較
Watanabe
H（2017）等人提出了一種檢測足月兒、晚期早產兒、早期早產兒神經血管和代謝功能發育細微差異的方法（這些嬰兒沒有明顯的臨床問題表現）。他們主要研究了由fNIRS獲得含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白自發低頻(小于0.1Hz)振蕩變化的時均相位差(hPod)。研究發現各組嬰兒的hPod值隨年齡增長均出現從同相模式到反相模式的發展變化，如圖3所示。早期早產兒與晚期早產兒和足月兒相比，具有不同的hPod發育模式。在相同修正胎齡(37–39
and 40–43
wk)條件下，早期早產兒hPod值低于足月兒，表明早期早產兒出生后循環過程可能有了較深的發展。然而，在出生8-13周后，早期早產兒的hPod值與晚期早產兒和足月兒相比發展較慢。這一發現表明，早期早產兒在出生第一年的前半段時間在神經血管系統發育的結構或功能方面可能會發生改變[2]。
圖 各組hPod隨胎齡變化曲線