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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�；�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