慧创论文简报 | 慧创近红外再助北医六院与北京师范大学联合发表高质量SCI论文
本文为慧创学术研究部对使用慧创近红外设备进行研究的SCI论文的归纳整理，旨在读者更方便地阅读和高效率理解，让fNIRS更好服务于科研和临床各种应用。尽管我们在本文的结构和文字上都做了很大的努力，但仍会有不尽如人意之处。如需获取全文，可点击文末链接或索引DOI编码。
近期，北京大学第六医院钱秋谨教授、刘璐教授课题组与北京师范大学牛海晶教授课题组合作在儿科领域高水平期刊《Child and Adolescent Psychiatry and Mental Health》发表了题为“The potential shared brain functional alterations between adults with ADHD and children with ADHD co-occurred with disruptive behaviors”的研究论文，该论文居Q1区，影响因子达到7.494。这一研究为共病行为障碍可能是多动症持续到成年的危险因素这一猜想提供了功能性神经影像学证据。强调了在多动症儿童中区分共病行为障碍儿童的重要性，促进了对多动症患者大脑发育的进一步理解。论文第一作者是北京大学第六医院博士研究生刘宁宁，本研究受到多项基金支持。
01
研究背景
注意力缺陷多动障碍(Attention defcit/hyperactivity disorder，ADHD)，是一种常见的神经发育障碍，与许多不良的生活事件有关，给患者个人、家庭和社会带来了巨大的负担。研究表明，儿童多动症症状的持续率很高，在5.7-77%之间，很多因素和多动症的病程持续有关。儿童多动症通常与伴有多种共患病，如对立防御障碍(oppositional defant disorder，ODD)和品行障碍(conduct disorder，CD)，它们被统称为破坏性行为障碍(Disruptive behaviour disorders，DBD)。研究表明，共病破坏性行为障碍和儿童多动症症状持续到成年有关。然而，到目前为止，还没有研究同时考虑儿童多动症、成人多动症，以及破坏性行为障碍症状的对他们的影响。
02
研究方法
研究目的
希望从定量和分类两个维度来调查多动症成人患者所表现出的脑功能连接的改变是否也会在共病破坏性行为障碍的多动症儿童患者中观察到同样的改变。
成人被试
98名成人多动症患者(adults with ADHD, aADHD) 其中70名男性，28名女性。40名成人健康对照组(healthy controls，aHC)，其中25名男性，15名女性。
儿童被试
172名儿童多动症患者(children with ADHD,cADHD)其中161个男孩 ，11个女孩。77名儿童健康对照组(cHC)，其中45个男孩，32个女孩。
被试在年龄、性别和智商维度都进行了匹配。
数据采集
近红外光谱脑功能成像(functional near-infrared spectroscopy ,fNIRS)是一种新的无创光学脑成像工具，可用于测量与神经活动相关的脑内血红蛋白浓度的变化。fNIRS具有高运动耐受性、较少的身体约束性和便携性等优点，是研究多动症儿童脑功能最合适的工具之一。本研究通过丹阳慧创医疗设备有限公司近红外脑功能成像装置NirScan进行数据采集，使用24发射探头和28接收探头，组成80个有效通道，覆盖额叶、枕叶和顶叶，光源探测器间距为3cm，探头排布参考国际10-20脑电系统。每个参与者在休息时都进行了12分钟的大脑活动记录。参与者被要求静坐不动，闭上眼睛，不能睡觉，采集12分钟的近红外数据。对数据进行核磁共振配准、预处理和功能连接分析来探究不同实验组间的差异情况。
03
研究结果
1.成人组中的人口统计学和临床变量
aADHD和aHC在年龄、性别或智商方面没有显著差异，而aADHD表现出更高的核心症状评分。
2.aADHD和aHC功能连接上的统计差异
我们首先对功能连接矩阵求平均值，得到每个参与者的平均连接强度，然后比较组间差异。我们发现aADHD (0.73±0.28)与aHC(0.65 ±0.25)相比表现出增加的功能连接（虽然统计学上不显著，p=0.142)。对功能连接进行分析发现aADHD在下列网络中DAN(L)-DAN(L)，VN(L)-SMN(R)，VN(L)-DAN(R，DAN(L)-DAN(R) 和 DAN(L)-DMN(R)中表现出增加的功能连接。3.儿童组中的人口统计学和临床变量
cADHD和cHC在年龄上没有显著差异，结果发现多动症儿童以男孩居多，且cADHD在智商得分上较低。同样，cADHD表现出更高的多动症核心症状分数。
4.cADHD和cHC功能连接上的统计差异
在调整了年龄、性别和智商后，相比cHC，cADHD的功能连接是减弱的。
5.在cADHD中改变的功能连接和破坏性行为之间的关系
对于在成人中显示出差异的功能连接，我们在儿童中探讨了它们与cADHD中CD和ODD症状的相关性。结果发现CD和所有这些功能连接之间存在显著的正相关。然而，这些功能连接与ODD症状之间没有明显的相关性(表1，图2)。
此外，为了进一步补充研究结果，本研究还计算了儿童全脑功能连接的差异，并探讨了它们与CD/ODD症状的关系。结果表明，与cHC相比，cADHD全脑的功能连接普遍降低。进一步的分析显示，cADHD在多个脑网络中的CD症状和功能连接间存在显著正相关，其中就包括前文中提到的5个aADHD改变的功能连接。虽然ODD症状也在和一些网络的功能连接存在一些正相关，但没有一个与成人的异常网络连接重叠。ODD症状与FCs的相关系数低于CD症状与功能连接的相关性。6.分类分析比较ADHDCD+/ADHDODD+, ADHDCD‑/ADHDODD-和cHC之间的功能连接
对于CD症状相关的功能连接比较，我们发现 DAN(L)-DMN(R)、DAN(L)-DAN(R)、VN(L)-SMN(R)和VN(L)-DAN(R)存在显著的组间差异。对于 DAN(L)-DMN(R)和VN(L)-SMN(R)的功能连接，事后比较显示，与cHC 和阈下ADHDCD+相比，ADHDCD−中的功能连接减少。对于AN(L)-DAN(R)和VN(L)-DAN(R)的功能连接，事后比较显示，与阈下 ADHDCD+相比，ADHDCD−中的功能连接减少。值得注意的是，对于ADHDCD+和cHC的比较，ADHDCD+在DAN(L)-DAN(R)、VN(L)-SMN(R)中功能连接的平均值在视觉上看起来更大（虽然这些差异没有统计学意义）。04
研究结论
利用静息状态的fNIRS数据，我们研究了成人多动症相关的脑功能连接异常与儿童多动症的破坏性行为之间的关系。本研究表明，从神经生物学的角度来看，儿童多动症共病CD可能与他们症状持续到成人密切相关。本研究为多动症的大脑发展提供了一些证据。强调了从多动症儿童中区分共病CD的儿童是十分重要的，这些儿童应该受到更多重视，因为他们的症状更容易持续到成人。
04
近红外扫描仪在ADHD研究领域的应用优势
1.时间优势：仪器使用学习的时间成本低，操作简单易于临床使用。2.近红外有高运动耐受性、较少的身体约束性和便携性等优点，是研究多动症儿童脑功能最合适的工具之一。论文链接：Liu, N., Jia, G., Li, H., Zhang, S., Wang, Y., Niu, H., Liu, L., & Qian, Q. (2022). The potential shared brain functional alterations between adults with ADHD and children with ADHD co-occurred with disruptive behaviors. Child and Adolescent Psychiatry and Mental Health, 16, 1-11.
DOI:10.1186/s13034-022-00486-7
https://capmh.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13034-022-00486-7
关于慧创
北京航空航天大学科研成果转化
含两项国家重点研发计划等多项国家级项目
首个获医疗器械证的超100通道近红外脑功能成像设备NirScan 首个获医疗器械证的便携式近红外脑功能成像设备NirSmart 已在301医院、华山医院、华西医院、宣武医院等200余家三甲医院及科研单位示范应用
已支撑用户在Nature Human Behaviour等顶级期刊发表SCI论文70余篇
获得中国生物医学工程学会最高科技奖“黄家驷生物医学工程奖”
2022年6月成为清华大学研究生专业实践基地 成立了拥有10余位专业博硕士的学术研究部可对fNIRS临床与科研开展精准的高水平服务
运动脑区信号采集困难？全脑信号采集困难？超微光技术统统解决！
▼往期精彩回顾▼第四届中国脑功能检测与调控康复高峰论坛精彩回顾慧创学术荟 | 法国高等航空航天学院利用fNIRS监测驾驶过程中的神经活动
慧创学术荟 | 美国佛罗里达大学将近红外技术用于研究军事人员
-END-