光学神经成像与认知 (ONAC)
健康成人和痴呆症患者脑功能的可穿戴光学监测
痴呆与多种神经血管和神经代谢异常有关。 用于研究此类异常的传统成像技术，例如正电子发射断层扫描和功能性磁共振成像，并不总是具有良好的耐受性，启动和运行成本昂贵，并且在可执行的实验类型方面受到限制可以对运动高度敏感，吵闹，并且有身体限制。
近红外光谱 (NIRS) 是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来检测含氧和脱氧血红蛋白浓度的相对变化，以及细胞色素 C 氧化酶的氧化态。 因此，NIRS 可以提供大脑氧合和新陈代谢的测量。 NIRS 对运动不太敏感，耐受性好，禁忌症很少。 因此，它是在诊所或人们家中监测痴呆症的有前途的候选者。
在本研究中，研究人员的目标是在一系列痴呆症亚型（包括阿尔茨海默氏病和路易体痴呆）和严重程度（包括轻度认知障碍）中使用双波长和宽带 NIRS，以确定脑氧合作用和新陈代谢是如何改变的在痴呆症和各种临床亚组中。 研究人员还旨在确定痴呆症中脑氧合作用和新陈代谢之间的关系，并使用机器学习方法来识别痴呆症的光学生物标志物。
研究概览
详细说明
有几种不同类型的痴呆症，包括阿尔茨海默病 (AD) 和路易体痴呆 (DLB)。 由于不同类型痴呆症的症状学重叠以及目前缺乏可用于痴呆症的客观生物标志物，因此误诊率很高。 此外，从通常被认为是中间阶段（称为轻度认知障碍 (MCI)）到痴呆的过渡尚未明确定义。 神经血管和代谢功能障碍与神经变性和痴呆症密切相关，但是，尚未完全了解这种联系的机制。
近红外光谱 (NIRS) 是一种非侵入性、非电离和便携式神经成像技术，它使用光来量化大脑中含氧和脱氧血红蛋白浓度的变化。 因此，它是功能性磁共振成像的一种极具吸引力的替代方法，因为它可以接触到更多种类的个体，可以在床边或患者自己的家中使用，而且侵入性要小得多。
为了确定大脑的血液动力学和新陈代谢在痴呆症中是如何改变的，这项研究将对 25 名 AD 患者、25 名 DLB 患者、50 名 MCI 患者和 100 名年龄匹配的健康对照者使用 NIRS。 这项研究将由剑桥大学技术学院和临床医学院进行。
首先，研究人员将对这些患者群体进行几项认知测试，同时使用最先进的双波长高密度 NIRS 设备测量大脑活动，以绘制大脑血液动力学在痴呆症中的变化情况。 其次，研究人员将使用宽带 NIRS 进行进一步的认知测试，以测量神经代谢在患者群体中的变化情况。 研究人员还将光学数据与认知的几个方面联系起来，这些认知测试将测量这些方面，包括记忆力、注意力和运动功能。 还将进行几份问卷调查以评估非认知症状，例如抑郁症和睡眠障碍。 如果患者组中的参与者没有进行过磁共振成像 (MRI) 扫描，或者在两年多前进行过一次扫描，他们还将进行 MRI 扫描，以实现大脑活动的定位，通过 NIRS 测量，解释个体差异大脑结构和萎缩模式。
研究人员应将所有患者组（AD、DLB、MCI）与健康对照组进行比较，以确定大脑的血液动力学和新陈代谢在痴呆症中如何改变，以及这与行为评分（在认知测试期间收集）和临床评分之间的关系（使用从问卷中收集的数据或患者自己的临床病史）。 通过结合这两种 NIRS 技术，研究人员还应确定周围血管系统的血氧与神经元内代谢活动之间关系的性质，以及这种关系在痴呆症和不同类型的痴呆症中如何改变。 此外，研究人员应应用机器学习等计算方法来识别血液动力学和/或代谢特征，以用作临床生物标志物。
研究类型
注册 (预期的)
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Emilia Butters, MSc
- 电话号码：07462064164
- 邮箱：eb857@cam.ac.uk
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
取样方法
研究人群
描述
纳入标准：
可能的诊断：
- 路易体痴呆
- 阿尔茨海默氏病
- 轻度认知障碍（MCI-LB 或 MCI-AD）或
就其教育和年龄而言认知正常，MMSE 得分高于 26 并且
- 很好地掌握英语
- 将在整个测试过程中可用的线人（护理人员或家庭成员）（仅在患者群体中相关）
排除标准：
严重痴呆
- 无法参加
- 低于 12 的 MMSE 分数
影响新陈代谢或血液动力学的疾病
- 例如代谢或呼吸系统疾病
重大精神疾病
- 如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮
- 口服类固醇的使用
- 严重的精神障碍
- 由其他原因引起的 MCI，例如创伤性脑损伤、血管性痴呆或额颞叶痴呆
- 过度吸毒或酗酒的历史
MRI 禁忌症（仅适用于进行 MRI 扫描的患者群体：AD/MCI/DLB）
- 外科植入物，例如 心脏起搏器
- 肥胖
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 观测模型：病例对照
- 时间观点：横截面
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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路易体痴呆症
这些受试者应符合路易体痴呆的标准（McKeith 等人 (2005)）。
路易体痴呆症的诊断和管理：DLB 联盟的第三份报告。
神经病学。
65:1863-72.)。
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近红外光谱是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来测量大脑氧合和新陈代谢的变化。
其他名称：
磁共振成像是一种非侵入性神经成像技术，可提供大脑的详细结构图像。
其他名称：
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阿尔茨海默氏病
这些受试者应根据国家神经疾病研究所和中风-阿尔茨海默病及相关疾病标准（McKhann, G. M., et al. 2011）进行 AD 临床诊断。
阿尔茨海默氏病引起的痴呆症的诊断：国家老龄化研究所-阿尔茨海默氏症协会工作组关于阿尔茨海默氏病诊断指南的建议。
老年痴呆症。
7:263-9.)。
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近红外光谱是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来测量大脑氧合和新陈代谢的变化。
其他名称：
磁共振成像是一种非侵入性神经成像技术，可提供大脑的详细结构图像。
其他名称：
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轻度认知障碍 - LB
具有至少一种 LB 症状的单个或多个域中的轻度认知障碍（Jak 等人，2009 年）（MCI-LB；McKeith, I. G., et al. 2020）。
路易体前驱性痴呆诊断的研究标准。
神经病学。
94(17): 743-55.)。
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近红外光谱是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来测量大脑氧合和新陈代谢的变化。
其他名称：
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轻度认知障碍 - AD
具有 AD 症状 (MCI-AD; Dubois, B., et al. 2009) 的单个或多个域中的轻度认知障碍（Jak 等人，2009 年）。
阿尔茨海默病的早期检测：新的诊断标准。
对话临床神经科学。
11(2): 135-9.)。
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近红外光谱是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来测量大脑氧合和新陈代谢的变化。
其他名称：
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健康控制
这些受试者的 MMSE 分数应高于 26，没有经常性的记忆问题，没有痴呆症的体征/症状，也没有不稳定或重大的医学疾病。
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近红外光谱是一种非侵入性神经成像技术，它使用近红外光谱中的光来测量大脑氧合和新陈代谢的变化。
其他名称：
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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脑氧合
大体时间：学习期间内（1小时）
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用双波长 NIRS 测量。
我们将测量与任务相关的含氧和脱氧血红蛋白 (µmol) 浓度的相对变化。
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学习期间内（1小时）
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脑代谢
大体时间：学习期间内（1小时）
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用宽带 NIRS 测量。
我们将测量细胞色素 C 氧化酶 (µmol) 氧化态的任务相关变化。
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学习期间内（1小时）
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认知行为数据
大体时间：学习期间内（1小时）
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通过 NIRS 扫描期间执行的认知测试收集的行为分数。
这些包括记忆功能和单词检索的分数，例如，回忆单词的准确性、反应时间。
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学习期间内（1小时）
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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ACE-R评分
大体时间：在学习期间（最多 1 小时）
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认知测验，满分 100%。
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在学习期间（最多 1 小时）
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Rey 听觉言语学习测试
大体时间：在学习期间（最多 1 小时）
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准确性。
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在学习期间（最多 1 小时）
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老年抑郁量表
大体时间：在学习期间（最多 1 小时）
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从 15 中识别出的数字。
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在学习期间（最多 1 小时）
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合作者和调查者
合作者
调查人员
- 首席研究员：Gemma Bale, PhD、University of Cambridge
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (预期的)
初级完成 (预期的)
研究完成 (预期的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (估计)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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