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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、基因表達和環境暴露引起的疾病時人的脆弱性也在增加。在生命早期發生的損傷或異常基因表達預計會對神經元組織和整體神經元活動產生深遠的影響，因為許多軸突-樹突連接形成與大多數髓鞘形成都發生在第一年。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心也是眾所周知。為了更好地理解正常的發育軌跡，并在早期區分異常和正常軌跡，需要一種安全、廉價、便攜的定量、可靠的監測區域大腦發育的技術。
 

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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，在探測器一側允許軟件分離。光纖端激光器發出的光功率在5 mm2區域內為小于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，從振幅和相位數據計算每個波長的吸收和降低散射系數.通過擬合7個波長的吸收系數，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系為基礎：

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研究結論

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通過解決區域特定的HbT、CBV和StO2在生命第一年的變化，提供了區域大腦發育的定量測量。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域輸送氧氣與局部消耗密切相關。這一結果與大腦皮層不同區域血容量的增加是平行的，并與發育過程中神經元代謝需求的增加緊密耦合的假設相一致。 

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

DOI：10.1203/pdr.0b013e318045be99