近红外光谱技术在重症监护中检测潜在意识活动的突破性研究

本研究针对急性意识障碍(DoC)患者临床评估的局限性，创新性地采用功能近红外光谱(fNIRS)结合舌运动指令范式，在50例急性脑损伤患者中检测意志性大脑活动。结果显示fNIRS在44%患者中检测到皮层激活，其中62%最低意识状态(MCS)患者和35%临床无反应患者呈现阳性信号，且激活与一周内指令跟随能力恢复呈正相关(OR=3.1)。该技术为ICU床旁意识评估提供了便携解决方案，其90%的特异性与50%的敏感性提示需进一步优化信号处理算法。

　　

在重症监护病房(ICU)，约40%看似无意识的脑损伤患者实际上可能存在潜在意识，这种现象被称为认知运动分离(CMD)。传统行为学评估依赖可见指令反应，而功能磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG)虽能检测意志性大脑活动，却分别受限于高昂成本、运动伪影和环境噪声。功能近红外光谱(fNIRS)因其便携、抗运动干扰和成本优势，成为破解这一临床困境的新希望。

哥本哈根大学医院神经科团队在《Neurocritical Care》发表的研究中，创新性地采用舌运动指令范式，通过NIRSport 2系统采集50例急性意识障碍患者的fNIRS数据。研究采用三阶段任务设计(8次指令/休息循环×3组)，结合短通道回归和广义线性模型(GLM)分析，首次系统评估了fNIRS在ICU环境检测意志性活动的可行性。

方法学创新
研究团队优化了预处理参数组合(低通滤波0.2Hz，短通道主成分回归)，采用蒙特卡洛模拟进行3D皮层激活定位。健康对照组(n=20)数据用于建立分析基准，患者组(n=36)进行床旁视觉分析与计算后分析的对比验证。

关键发现

1. 健康对照验证：95%健康者在辅助运动区(SMA)出现典型HbO₂/HbR血流动力学响应，证实范式有效性。
   

   

2. 患者组检测：44%患者显示舌运动皮层激活，其中62%最低意识状态(MCS)患者和35%临床无反应者(含昏迷/UWS)呈现阳性信号。值得注意的是，8例无反应患者随后一周恢复指令跟随能力。

3. 床旁分析：视觉评估特异性达90%，但敏感性仅50%(κ=0.4)，提示实时解读需结合算法辅助。图4直观呈现了典型无反应患者的异常激活模式。
   

   

临床启示
该研究首次证实fNIRS可捕捉急性期潜在意识信号，其时间分辨率优势(10.17Hz)能捕捉fMRI易遗漏的短暂意识波动。虽然28%数据因信号质量被剔除(主要源于环境光干扰)，但优化后的短通道校正显著提升了信噪比。研究创新点在于：①采用舌运动指令降低认知负荷；②建立标准化ICU分析流程；③揭示皮层激活可能先于行为学改善的预后价值。

未来需扩大样本验证fNIRS对治疗决策的影响，并与fMRI/EEG进行多模态验证。正如作者强调，术语"意志性大脑激活"的谨慎使用，反映了对意识本质的科学严谨态度。这项技术有望重塑ICU神经监测格局，为"寂静"的大脑打开一扇新的观察窗口。