基于功能性近红外光谱技术探讨神经反馈运动训练对脑卒中患者脑功能网络的影响

摘要

目的 基于功能性近红外光谱技术（fNIRS）探讨神经反馈运动训练对脑卒中患者脑功能网络的影响。方法 选取2023年11月—2024年3月在国家康复辅具研究中心附属康复医院治疗的亚急性脑卒中偏瘫运动障碍患者20例，脱落5例。所有患者依次完成静息态任务（RST）、上下肢联动任务（LCT）和联合神经反馈的上下肢联动训练任务（LC-NFT）。在每项任务中，应用40通道fNIRS测量脑卒中患者双侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）、前运动辅助区（PSMA）、初级体感皮层（PSC）、初级运动皮层（M1区）和枕叶（OL）区域氧合血红蛋白（HbO₂）浓度的变化情况。根据采集到的fNIRS信号，基于相位锁定值（PLV）来计算每个通道间的连接，然后计算各兴趣区域（ROI）脑区间的PLV均值，进而评估不同状态下的脑功能连接特征。统计分析比较3种任务状态下的功能连接强度的差异，采用图论分析方法计算包括聚类系数、特征路径长度及全局效率在内的网络拓扑指标并进行比较。采用Pearson相关性分析双侧DLPFC的聚类系数值与FuglMeyer上肢功能评定（FMA-UE）和Fugl-Meyer下肢功能评定（FMA-LE）评分的相关性。结果 计算3种任务状态下的PLV值变化发现，与RST任务状态下比较，LC-NFT任务状态下在cDLPFC-cPSMA、cDLPFCiPSC、cDLPFC-cM1、cDLPFC-iM1、cDLPFC-iOL、iDLPFC-cPSMA、iDLPFC-iM1、iDLPFC-cOL、iDLPFC-iOL、cPSMA-iPSMA、cPSMA-iM1、cPSMA-cOL、iPSMA-cM1、iPSMA-iM1、iPSMA-cOL、cM1-iM1、iM1-cOL、cOC-iOL间的PLV值明显增加（P<0.05）；与LCT任务状态下比较，LC-NFT任务状态下在cDLPFC-cPSMA、cDLPFC-iOL、iDLPFC-cPSMA、iDLPFC-iOL、cPSMA-cOL、cPSC-iOL、cOL-iOL间的PLV值明显增加（P<0.05）。与RST任务状态下比较，LC-NFT任务状态下在cDLPFC、iDLPFC、cPSMA、iPSMA、iPSC、cM1、iM1、cOC、iOC脑区的聚类系数值均明显升高（P<0.05）;LCT任务状态下在iDLPFC、iM1和cOC的聚类系数值明显升高（P<0.05）。与RST和LCT任务状态下比较，LC-NFT任务状态下的特征路径长度均明显增长（P<0.05）；与RST任务状态下比较，LC-NFT任务状态下全局效率降低（P<0.05）。在LC-NFT任务状态下，患者双侧DLPFC的聚类系数值与FMA-UE和FMA-LE评分均呈负相关（P<0.05）。在RST和LCT任务状态下比较，患者双侧DLPFC的聚类系数值与FMA-UE和FMA-LE评分均无线性相关（P>0.05）。结论 神经反馈的运动训练能够有效促进脑卒中患者脑功能网络的重组，具有重要的临床应用价值。

关键词

脑卒中 / 功能性近红外光谱技术 / 神经反馈运动训练 / 脑功能网络 / 双侧背外侧前额叶皮层

基金资助

国家重点研发计划项目(2023YFC3603703); 国家自然科学基金面上项目(32271370)