近紅外光腦功能光譜儀NIRS - 好晴天/中科/文心好晴天身心診所

近紅外光腦功能光譜儀 NIRS

(Near-Infrared Spectroscopy, NIRS)

什麼是NIRS腦功能檢測？NIRS原理？

神經元活化時，會消耗氧氣而引發血液動力機制，透過神經血管的連結，增加對該腦神經區的氧氣供給，因此我們可以根據腦神經細胞在活動時，伴隨的局部腦血流及氧氣代謝的變化，以近紅外光來偵測腦區的氧化（oxy-）與去氧（deoxy-）血紅素（Hb）濃度，間接得知神經細胞的活動，來知道這些腦神經細胞是否具有功能，該腦區是否活化。一般來說，健康成人的某腦區開始執行某件工作時，腦神經活動增加，代謝會亢進，微血管輸送腦組織所需要的氧氣到神經活動部位，因此血管內氧化血紅素會增加，去氧血紅素會被清除而降低，因此NIRS可測量到神經活動時的典型變化為氧化血紅素濃度的上升，伴隨去氧化血紅素濃度降低及總血紅素也會上升，近紅外光腦功能光譜儀（NIRS）就是利用這樣的原理來進行測量腦功能。

（腦神經活動時，該腦區微血管血流增加，氧化血紅素增加。）

近紅外光腦功能光譜儀（NIRS）發出波長700~900nm的近紅外光（NIR），連續監測前額葉皮層血管組織內的血紅素氧化狀態，在此光譜區內使用 2種波長（如780nm與 850nm）的近紅外光，不同波長對氧化與去氧血紅素有不同的吸收常數，藉以求得腦區的帶氧、去氧及總血紅素濃度，可測量到腦執行特定活動時的神經活動狀態，這些即血氧濃度相關的信號blood oxygen level dependent（BOLD）signal。此類由檢測腦血流BOLD信號來測量腦功能的方法，包括PET、SPECT、fMRI、NIRS等。NIRS的優勢為非侵入性、設備輕巧、時間解析率高等，近年來越來越普遍使用於精神科及神經科等大腦問題的臨床及研究。好晴天採用韓國OBELAB NIRS，通過衛福部TFDA許可（衛部醫器輸字第035791號），可用於檢測腦細胞氧氣代謝訊號，藉以反應大腦功能狀態。

（頭戴式NIRS，內有雷射光發射器與接收器，以偵測腦細胞氧氣代謝情形。）

(近紅外光腦功能光譜儀（NIRS）發出波長700~900nm的近紅外光（NIR），連續監測前額葉皮層血管組織內的血紅素氧化狀態，不同波長對氧化與去氧血紅素有不同的吸收常數，藉以求得腦神經的血紅素氧氣代謝情形。右上圖出處²)

NIRS於身心精神醫學的意義及應用

臨床身心精神醫學目前主要仰賴臨床醫師會談及病史蒐集，相關的客觀生物學指標（biomarker）較少，也是近年來生物精神醫學發展的重點。藉由客觀生物學指標，可以協助臨床醫師鑑別診斷、監測治療反應、建立個人化治療方案。NIRS於身心科臨床應用的目的在於，提供利用非侵入性造影技術的客觀科學生物學指標來輔助診斷及症狀評估，也可進一步應用於包含疾病脆弱性的早期發現及治療相關的探討，目前身心科可應用於憂鬱症、躁鬱症、思覺失調症、自閉類群障礙、注意力不足過動症等臨床及研究³,⁴,⁵。NIRS技術於2005年獲日本政府許可在臨床精神醫療用於鑑別診斷憂鬱症、思覺失調症與躁鬱症的憂鬱症狀⁶。

(一般人、憂鬱症、躁鬱症（雙相情緒障礙症）與思覺失調症個案NIRS呈現之不同波形¹)

(一般人、憂鬱症個案、躁鬱症個案，以NIRS檢測，於開始執行測驗後50秒時的大腦重組影像。紅色表示帶氧腦細胞，藍色表示無法帶氧的腦細胞。可見一般人腦神經運作時，腦細胞可充滿氧氣，躁鬱症個案此能力稍弱，而憂鬱症個案腦細胞更無法帶氧。)

然而，NIRS的解釋及應用有幾點需特別注意，首先，由於對測量結果的解釋尚未完全確立，尤其是定量性的部分，檢測結果主要為輔助臨床症狀判斷，解釋必需搭配臨床症狀。此外，由於是透過近紅外光測量腦血流變化來檢測，空間解析度低，觀測到的也會比實際腦神經活動亢進的部位範圍廣，所以無法針對小範圍檢測出快速的神經活動變化，而對老人或帶有腦血管疾病等腦動脈硬化的對象，其檢查結果的解釋需要更注意。