《Bipolar Disorders》：A High-Accuracy and Easy-Use Differential Diagnosis Method of Bipolar Disorder Depressive Phase and Major Depressive Disorder Using a Wearable Near-Infrared Spectroscopy
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目的：尽管常规多通道近红外光谱（conventional multichannel near-infrared spectroscopy, cNIRS）已被报道在鉴别双相障碍抑郁相（bipolar disorder depressive phase, BDD）
目的：尽管常规多通道近红外光谱（conventional multichannel near-infrared spectroscopy, cNIRS）已被报道在鉴别双相障碍抑郁相（bipolar disorder depressive phase, BDD）与重性抑郁障碍（major depressive disorder, MDD）中有用，但其在真实临床实践中的应用仍然有限。本研究的目的是评估可穿戴近红外光谱（wearable NIRS, wNIRS）（其安装成本低于cNIRS且更易使用）在鉴别BDD与MDD中的性能，并提出一个用于wNIRS的最优指标。方法：研究对象包括16名BDD患者、16名MDD患者和16名健康对照。使用HOT-2000（一种能够减少皮肤血流噪声的wNIRS）测量了言语流畅性任务（verbal fluency task, VFT）期间（60秒）双侧前额叶皮层中总血红蛋白信号变化（Δ[total-Hb]）。除了评估既往研究中提出的积分值和质心值的鉴别性能外，还采用并评估了VFT期间前20秒与后40秒的Δ[total-Hb]均值比值（20-40比值）。结果：只有20-40比值在BDD与MDD之间显示出显著差异，而积分值和质心值则未显示差异。使用20-40比值的截止值2.00，BDD诊断的敏感度和特异度分别为100%和93.4%。结论：wNIRS测量以及前额区域的Δ[total-Hb]的20-40比值能够比常规分析更准确地鉴别MDD与BDD。
**论文解读：基于可穿戴近红外光谱的双相障碍抑郁相与重性抑郁障碍高准确度鉴别诊断方法**
**研究背景与问题**
双相障碍抑郁相（bipolar disorder depressive phase, BDD）与重性抑郁障碍（major depressive disorder, MDD）的临床鉴别是精神科实践中的重大挑战。两者的药物治疗方案截然不同：BDD需使用心境稳定剂和抗精神病药，而MDD则以抗抑郁药为主。若将抗抑郁药误用于BDD患者，可能导致情绪不稳定加剧、诱发躁狂或快速循环，甚至增加自杀风险。然而，约20%初诊为“MDD”的患者在数年后出现躁狂发作，诊断被修正为“双相障碍”，提示大量BDD患者可能长期接受不恰当治疗。此外，双相障碍的病程会因未正确治疗而恶化，因此早期正确诊断至关重要。尽管临床诊断依据《精神障碍诊断与统计手册-5》（DSM-5）和《国际疾病分类-10》（ICD-10），但BDD与MDD在疾病早期均以抑郁发作起病，症状重叠度高，常规临床检查难以明确区分。头部磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）虽可提供线索，但缺乏疾病特异性，且大型设备难以在普通精神科医院普及。
既往研究显示，常规多通道近红外光谱（conventional multichannel near-infrared spectroscopy, cNIRS）可通过言语流畅性任务（verbal fluency task, VFT）捕获BDD与MDD的额叶皮层血流动力学波形差异，从而辅助鉴别诊断。然而，cNIRS设备仍不够便携，需患者预约至特定医疗机构检查，无法在精神科医生面临诊断困境时实时检测。可穿戴近红外光谱（wearable NIRS, wNIRS）具有体积小、成本低、易操作、可自然姿势测量等优势，但其鉴别性能尚未被系统评估。此外，cNIRS测量中皮肤血流等生理伪迹的叠加问题一直存在争议，而wNIRS设备HOT-2000采用多重探针放置法和实时头皮信号分离算法以降低噪声，有望提高测量准确性。本研究旨在评估wNIRS（HOT-2000）在鉴别BDD与MDD中的性能，并提出一个更优的新指标。
**研究内容与结论**
研究人员招募了16名BDD患者、16名MDD患者和16名健康对照（healthy control, HC），所有受试者均为日语母语者。患者依据DSM-5由精神科专家诊断，排除精神障碍、器质性疾病、物质成瘾或内分泌疾病共病者。在wNIRS测量当天，采用17项汉密尔顿抑郁量表（Hamilton Rating Scale for Depression, HAMD）评估患者抑郁症状，结果示两组间无显著差异。受试者中部分服药，部分未服药，鉴于既往研究未发现药物对NIRS数据有显著影响，研究人员未对药物因素进行分析。
**主要关键技术方法**
1. **可穿戴近红外光谱设备（HOT-2000）**：该设备为1个光源-2个光接收器的2通道头带式探测器，沿国际脑电图10-20系统的T3-Fpz-T4线水平放置，光接收探针位于Fp1和Fp2位点，光源位于光接收探针外侧3.0 cm，参考光接收探针距离光源1.0 cm，用于监测皮肤血流并分离深层组织成分。设备采用810 nm波长（接近氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的等吸收点）测量总血红蛋白信号（[total-Hb]），采样间隔0.1 s，数据通过蓝牙实时传输至平板电脑。
2. **言语流畅性任务（VFT）**：采用字母流畅性测试（letter fluency test, LFT），任务包括60秒前VFT对照期（反复诵读日语元音/a/,/i/,/u/,/e/,/o/）、60秒VFT期（以指定首音/ko/,/ka/,/ku/尽可能多地说出单词）和60秒后VFT对照期（重复元音）。首音选择基于日语词汇频率。
3. **信号处理与指标计算**：对[total-Hb]数据施加3秒移动平均以减少运动伪迹和心跳高频噪声。基线定义为前VFT对照期最后10秒和后VFT对照期最后5秒的平均值，线性拟合后计算Δ[total-Hb]。除计算既往研究中使用的积分值（VFT期间Δ[total-Hb]的曲线下面积）和质心值（分析区间内Δ[total-Hb]正变化区域的质心时间）外，还提出新指标——20-40比值（VFT期间前20秒与后40秒Δ[total-Hb]均值的比值）。通过受试者工作特征曲线（receiver-operating characteristic curve, ROC）确定最佳截止值。
**研究结果**
**3.1 受试者特征**：三组间在性别、年龄、VFT表现数量上无显著差异，MDD与BDD的HAMD评分亦无显著差异。
**3.2 NIRS信号波形特征**：HC组在VFT开始时Δ[total-Hb]陡峭上升，随后维持激活水平并在后半段继续升高，任务后迅速下降；MDD组在VFT开始时陡峭上升，但立即达到平台期，任务后迅速下降；BDD组在VFT开始时上升较HC和MDD缓慢，激活峰值延迟。平均波形显示BDD在任务期间升高更缓慢，波形特征与既往cNIRS研究（使用Δ[oxy-Hb]）相似，但本研究中BDD波形更缓慢。
**3.3 常规指标：积分值和质心值**：双侧积分值在HC与MDD之间（p<0.0001）、HC与BDD之间（左侧p<0.001，右侧p<0.01）存在显著差异，但MDD与BDD之间无显著差异。双侧质心值在三组间均无显著差异。
**3.4 新指标：20-40比值**：双侧20-40比值在HC与BDD之间（左侧p<0.0001，右侧p<0.01）以及MDD与BDD之间（左侧p<0.0001，右侧p<0.01）均存在显著差异，而HC与MDD之间无显著差异。ROC曲线分析显示，左侧最佳截止值为2.170（曲线下面积AUC=0.975，95%置信区间0.932-1），右侧最佳截止值为1.790（AUC=0.912，95%置信区间0.810-1）。当以双侧任一超过2.00作为BDD诊断标准时，敏感度为100%，特异度为93.4%（16例BDD全部正确分类，16例MDD中15例正确分类）。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究中BDD的Δ[total-Hb]波形在VFT期间上升更缓慢，可能原因包括：Δ[total-Hb]较Δ[oxy-Hb]具有更高空间特异性，HOT-2000的多重探针放置法减少了皮肤血流噪声，以及本研究中BDD患者抑郁严重程度较轻（多数为轻度HAMD评分）。由于双相障碍在未正确治疗时病情会恶化，早期轻度阶段的准确鉴别具有重要临床意义。积分值未能区分MDD与BDD，这与部分既往研究一致（但Husain等使用字母语言的研究发现差异，可能与语言类型或疾病严重程度差异有关）。质心值在本研究中未显示组间差异，因此研究人员提出20-40比值作为新指标。该指标简单易用，且通过双侧数据联合使用（任一超过2.00即诊断）提高了鲁棒性，即使单侧数据不准确仍可诊断。
研究结论部分原文翻译如下：研究人员提出了一种使用wNIRS鉴别BDD与MDD的新方法，该设备安装成本低、易于移动和佩戴，且预期具有高鉴别诊断性能。研究人员认为，wNIRS结合新指标在临床诊断中有潜力显著提高早期区分BDD与MDD的能力，为解决精神科缺乏基于客观测量的诊断问题迈出了重要一步。未来需在更大样本中验证其临床实用性，并调查年龄、性别、疾病严重程度、药物及不同NIRS设备对鉴别准确性的影响。该研究发表于《Bipolar Disorders》。
