fNIRSを用いた意識障害の評価

機能的近赤外分光法（fNIRS）は、皮質組織内の酸素化ヘモグロビン（HbO）および脱酸素化ヘモグロビン（HbR）の変化を測定する非侵襲的な神経画像法です。 神経血管カップリング（NVC）を通じて、特定の脳領域における神経活動は、代謝需要の増加および局所的な脳血流の変化と関連し、これによりHbOおよびHbR濃度の測定可能な変動が生じます。 これらの変化は、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）で測定される血中酸素濃度依存性（BOLD）信号およびfNIRSによって検出される光信号の基礎を形成します。

重度の脳損傷患者における意識レベルの評価は、依然として臨床上の課題です。 標準的なベッドサイド評価は、主に眼球運動、運動反応、または言語出力などの観察可能な行動に依存しています。 これらの行動が脳損傷によって障害されている場合、観察可能な行動は保持された認知機能を正確に反映しない可能性があります。 機能的神経画像研究により、意識障害（DoC）と診断された一部の個人は、行動反応が欠如している場合でも、認知課題中に脳反応を生成できることが実証されています。 しかしながら、多くの神経画像法、特にfMRIは、集中治療室の外での専門施設と患者搬送を必要とするため、重篤な患者に実施することが困難です。 fNIRSは、神経活動に関連する血行動態反応を測定するための携帯型のベッドサイド法を提供し、神経集中治療室での使用に適している可能性があります。

本研究は、fNIRS信号反応および構造化された認知パラダイムをベッドサイドモニタリング中に実施する実現可能性を評価するために設計された非治療的観察パイロット調査です。 この研究は2段階で実施されます。

第一段階では、健康な成人参加者に対してプロトコルを実施し、一連の感覚および認知パラダイム中のfNIRS反応の大きさと一貫性を特徴付けます。 これらのデータは、ベースライン反応パターンを確立し、信頼性の高い血行動態信号を生成する課題条件を特定するのに役立ちます。

第二段階では、洗練されたプロトコルを神経集中治療室のDoC患者に実施し、実現可能性を評価し、この集団における皮質血行動態反応の予備的観察を得ます。

fNIRSモニタリング中、参加者は、異なるレベルの感覚および認知処理に関与するように設計された一連のパラダイムに曝露されます。 これらには、体性感覚刺激、聴覚処理課題、意味的言語処理、空間ナビゲーションイメージ、および運動イメージが含まれます。 課題は、神経活性化に関連する血行動態変化の検出を可能にするために、課題期間と休息期間を交互に繰り返すブロックデザインで提示されます。

このパイロット研究の目的は、ベッドサイドfNIRSモニタリングがこれらのパラダイム中に信頼性の高い血行動態信号を生成できるかどうか、およびプロトコルが神経ICU環境で実現可能に実施できるかどうかを判断することです。 本研究の結果は、DoC患者の脳活動を評価する客観的方法に関する将来の研究に情報を提供する予備データを提供します。