近日,，新加坡國(guó)立大學(xué)蘇州研究院（以下簡(jiǎn)稱“新國(guó)大蘇研院”）生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新中心高級(jí)研究員陳南光團(tuán)隊(duì)聯(lián)合新加坡國(guó)立大學(xué)醫(yī)院助理教授及精神病學(xué)專家何書暉團(tuán)隊(duì),，及新加坡國(guó)立大學(xué)醫(yī)療健康創(chuàng)新與科技研究院（iHealthtech）何振民教授團(tuán)隊(duì)在期刊《Asian Journal of Psychiatry》發(fā)表研究成果,。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種針對(duì)重度抑郁障礙 （Major depressive disorder, MDD）病癥的人工智能（AI）診斷方法,，該方法在MDD患者分類和評(píng)估抑郁嚴(yán)重程度方面都顯示出良好的辨識(shí)能力,，為精神醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究提供重要幫助,。

研究背景

MDD是一種常見且嚴(yán)重的多因素情緒障礙，具有增加患者包括中風(fēng),、癡呆癥和腦血管疾病等高致殘率,、高死亡率軀體疾病的風(fēng)險(xiǎn)。鑒于MDD對(duì)個(gè)人健康和社會(huì)功能產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,，對(duì)其實(shí)施早期診斷,、及時(shí)干預(yù)和有效治療至關(guān)重要。

近年來,，多種病因模型和危險(xiǎn)因素均指向精神障礙疾病與大腦神經(jīng)活動(dòng)密切相關(guān),，而MDD的病理生理特征可能反映在大腦皮層異常的血流活動(dòng)和氧合代謝中。功能性近紅外光譜技術(shù)(fNIRS)可以探測(cè)腦皮質(zhì)微細(xì)血管內(nèi)血紅蛋白濃度的變化,，從而間接地反映神經(jīng)元活動(dòng),。這項(xiàng)技術(shù)具有非侵入式、可快速持續(xù)成像,、高靈敏,、易操作、低成本,、可移動(dòng)等諸多安全和方便測(cè)量的優(yōu)勢(shì),，這些特性不僅為大規(guī)模人口數(shù)據(jù)的收集提供可行方案，也使其成為極具臨床應(yīng)用價(jià)值的新型神經(jīng)成像工具,。

研究結(jié)果

研究團(tuán)隊(duì)通過功能性近紅外光譜儀器采集514名受試者（包括251名確診MDD患者）的腦皮層氧合/脫氧血紅蛋白變化數(shù)據(jù),，開發(fā)了針對(duì)多通道時(shí)序變化信號(hào)的深度學(xué)習(xí)模型。分析結(jié)果后發(fā)現(xiàn),，相比健康受試者,，MDD患者的氧合血紅蛋白濃度變化偏低，特別是抑郁癥狀嚴(yán)重的MDD受試者,，其皮層激活的減弱與認(rèn)知功能的下降存在顯著的相關(guān)性,，這些特征被認(rèn)為是MDD的潛在標(biāo)志物。同時(shí),，該研究還深入討論了特定皮層區(qū)域?qū)DD分類的重要性,，從而提高對(duì)MDD腦功能障礙的理解，為診斷和干預(yù)MDD提供有價(jià)值的參考,。

▲基于fNIRS腦功能激活數(shù)據(jù)與可視化AI模型實(shí)現(xiàn)對(duì)抑郁障礙的特征分析以及嚴(yán)重程度評(píng)估

應(yīng)用前景

這項(xiàng)研究表明,，使用以血紅蛋白生物標(biāo)志物為中心的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析可以潛在地提升抑郁診斷的客觀性，且可視化AI模型有助于為臨床診療和康復(fù)監(jiān)護(hù)提供關(guān)于大腦健康及認(rèn)知狀況的解釋與評(píng)估,。另一方面,，研究團(tuán)隊(duì)指出當(dāng)前fNIRS設(shè)備還受限于缺乏深度靈敏度,、難以消除個(gè)體間腦組織散射差異以及無法測(cè)量血氧絕對(duì)濃度水平等問題。為進(jìn)一步提高對(duì)腦神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性,，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃引入時(shí)域光學(xué)擴(kuò)散成像技術(shù)并采集具有深度分辨的腦組織血流動(dòng)力數(shù)據(jù),，為研究更廣泛的精神健康和腦疾病問題提供可靠的技術(shù)平臺(tái)與數(shù)據(jù)模型