基于任務(wù)態(tài)功能近紅外成像檢測(cè)微意識(shí)狀態(tài)患者認(rèn)知功能的研究

李夢(mèng)，楊藝，高宇航，黨圓圓，夏小雨，陳雪玲，魏微，何江弘，司娟寧

隨著重型顱腦損傷患者數(shù)量的增長(zhǎng)，急診以及重癥醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多危重患者的生命得以搶救，從昏迷演變成慢性意識(shí)障礙(disorders of consciousness，DOC)。DOC主要包括植物狀態(tài)(vegetative state，VS)和微意識(shí)狀態(tài)(minimally consciousness state，MCS)[1]。VS的特點(diǎn)是完全沒(méi)有對(duì)自我或環(huán)境意識(shí)的行為證據(jù)，保留睡眠-覺(jué)醒周期；相比之下，MCS患者表現(xiàn)出間斷、不穩(wěn)定但確定的主動(dòng)性意識(shí)行為[2]。傳統(tǒng)評(píng)估意識(shí)水平的方法主要是依賴于行為學(xué)評(píng)估，但誤診率高達(dá)40%[3]。由于誤診會(huì)導(dǎo)致不正確的醫(yī)療決策，故臨床亟需客觀、準(zhǔn)確檢測(cè)意識(shí)狀態(tài)的方法和技術(shù)手段。

神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為檢測(cè)DOC患者的殘余意識(shí)和評(píng)估認(rèn)知能力提供了幫助。Owen的研究[4]表明，功能MRI(functional magnetic resonance imaging,fMRI)檢查顯示VS患者的殘留腦功能。Monti的研究[5]利用fMRI與運(yùn)動(dòng)想象(motor imagery,MI)范式結(jié)合，讓患者對(duì)一些問(wèn)題做出“是”或“否”的答案。運(yùn)動(dòng)想象的任務(wù)包括想象擠壓球[6]、敲擊手指[7]、用手抓握[8]、打網(wǎng)球[9]等。然而，因fMRI價(jià)格昂貴、設(shè)備沉重，對(duì)運(yùn)動(dòng)噪聲敏感，致使無(wú)法在臨床常規(guī)使用。fMRI的高磁場(chǎng)限制了顱內(nèi)金屬修補(bǔ)、體內(nèi)金屬刺激器植入患者的使用，且時(shí)間分辨率低、無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)掃描，適用性受到一定的限制[2]。因此，臨床急需尋求一種對(duì)DOC患者更為適用、便捷、空間定位能力良好、不受電磁干擾、可長(zhǎng)時(shí)程連續(xù)監(jiān)測(cè)的腦信號(hào)獲取方法。

功能近紅外光譜成像技術(shù)(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)是一種有前景的腦信號(hào)獲取方法。fNIRS是一種光學(xué)的、非侵入性、設(shè)備便攜且對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影相對(duì)不敏感的神經(jīng)成像技術(shù)，可以測(cè)量神經(jīng)元激活后腦組織中氧合血紅蛋白(oxyhemoglobin,HbO2)和脫氧血紅蛋白的濃度變化[10]。為此，本研究將在fMRI檢查中的任務(wù)態(tài)轉(zhuǎn)用到fNIRS檢測(cè)，首次將fNIRS與想象打網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)想象范式結(jié)合，檢測(cè)5例MCS患者的意識(shí)狀態(tài)和血氧響應(yīng)；旨在探討fNIRS檢測(cè)MCS患者高級(jí)認(rèn)知能力的效果及準(zhǔn)確度。

1 資料與方法

1.1 一般資料 (1)MCS組：系解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心2019年7～8月收治的5例MCS患者，男4例，女1例；年齡30～49歲，平均年齡41.4歲；病程、病因及修訂的昏迷恢復(fù)量表(coma recovery scale-revised,CRS-R)評(píng)分見(jiàn)表1。(2)正常對(duì)照組：為同期招募的6例健康志愿者，其中男4例，女2例；年齡22～33歲，平均年齡(24.6±4.7)歲。所有被試者均有正常或校正到正常的視力，右利手，身體健康且無(wú)神經(jīng)精神疾病史。本研究方案經(jīng)過(guò)倫理委員會(huì)評(píng)審，且患者參加實(shí)驗(yàn)的知情同意書由患者家屬或監(jiān)護(hù)人簽署。MCS組患者的入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合MCS診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]；(2)年齡18～60歲，性別不限；(3)突發(fā)意識(shí)障礙，而非神經(jīng)功能逐漸退化導(dǎo)致的意識(shí)障礙；(4)無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥及手術(shù)禁忌證者。排除標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)估不符合入組標(biāo)準(zhǔn)、有手術(shù)禁忌證及未獲知情同意簽字的患者。

表1 MCS患者的臨床資料

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)范式 采用想象打網(wǎng)球作為刺激任務(wù)，整體的實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。整個(gè)實(shí)驗(yàn)一段15 min的基線，然后是4個(gè)運(yùn)動(dòng)想象-休息的交替的小節(jié)，每個(gè)小節(jié)提問(wèn)被試者1個(gè)問(wèn)題，要求被試者對(duì)該問(wèn)題用是否進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象的方式進(jìn)行回答。即如果被試者想對(duì)任何問(wèn)題回答“否”，就會(huì)被要求保持放松；如果答案是“是”，就要想象打網(wǎng)球持續(xù)30 s。提問(wèn)的問(wèn)題依次為：(1)能否聽(tīng)懂問(wèn)題并配合實(shí)驗(yàn)；(2)確認(rèn)自己的姓名；(3)是否有兒/女；(4)確認(rèn)父親的姓名；(5)確認(rèn)一年是否有四季。正常對(duì)照組6例被試者中，有3人看過(guò)網(wǎng)球比賽，有1人玩過(guò)網(wǎng)球體感游戲，體驗(yàn)過(guò)打網(wǎng)球的過(guò)程，2人會(huì)打網(wǎng)球；總體均比較熟悉網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)，能夠通過(guò)想象手臂和肢體的運(yùn)動(dòng)回答主試人員的提問(wèn)。5例MCS患者中，2例患者患病前會(huì)或打過(guò)網(wǎng)球，其余患者均觀看過(guò)并了解網(wǎng)球。任務(wù)開(kāi)始前演示了擊打網(wǎng)球的視頻，并重復(fù)3次以上講解任務(wù)內(nèi)容。確保其明白實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求后，每個(gè)小節(jié)都以任務(wù)的聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)開(kāi)始。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程有專門的醫(yī)護(hù)人員陪同完成。實(shí)驗(yàn)具體的通道布局如圖2所示，在前額葉皮層(the prefrontal cortex,PFC)、主要運(yùn)動(dòng)皮層(primary motor cortex,M1)和初級(jí)體感皮層(the primary somatosensory cortex,S1)覆蓋了7個(gè)光源和20個(gè)探測(cè)器，共組成28個(gè)光通道。相鄰光源與探測(cè)器的距離為3 cm。在國(guó)際10-20系統(tǒng)的引導(dǎo)下，將光電二極管放置在頭上；使用CW6系統(tǒng)(美國(guó)TechEn公司)采集被試者的血氧響應(yīng)數(shù)據(jù)。

圖1 運(yùn)動(dòng)想象實(shí)驗(yàn)范式的流程

圖2 光源和探測(cè)器的放置部位

1.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)處理采用的是Homer2工具箱。首先，根據(jù)修正的比爾朗伯定律(Bill Lambert’s law，MBLL)將原始光學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為HbO2、HbR和HbT血紅蛋白的相對(duì)濃度變化[12-13]。690 nm和830 nm的微分路徑長(zhǎng)度因子(differential path length factor，DPF)為6.51和5.86[14]。然后，將數(shù)據(jù)通過(guò)0.01～0.1 Hz之間的帶通濾波器，以消除與任務(wù)無(wú)關(guān)的噪聲。將數(shù)據(jù)劃分為幾個(gè)時(shí)期，分別從激活開(kāi)始前10 s和激活后20 s結(jié)束，并剔除具有明顯偽像(如頭部運(yùn)動(dòng)引起的噪聲)的時(shí)期，計(jì)算出組塊平均的血液動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。其中1例正常被試者因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)偽影過(guò)多而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量差，被排除進(jìn)行進(jìn)一步分析。

1.2.3 信號(hào)特征提取 根據(jù)相應(yīng)的空間位置分為5個(gè)大腦區(qū)域，分別是F(通道1-12)、M1-L(通道13,15,17,19)、M1-R(通道21,23,25,27)、S1-L(通道14,16,18,20)、S1-R(通道22,24,26,28)。對(duì)于被試者的基本事實(shí)“是”問(wèn)題來(lái)講，提取基本事實(shí)“是”問(wèn)題對(duì)應(yīng)于每個(gè)腦區(qū)的t值最大的通道號(hào)，而被試者的基本事實(shí)“否”問(wèn)題的血液動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的血紅蛋白特征是從用于基本事實(shí)“是”問(wèn)題的通道號(hào)中獲得的。t值被定義為在5～35 s時(shí)間窗口內(nèi)HbO2的均值除以HbO2的標(biāo)準(zhǔn)差。計(jì)算每個(gè)腦區(qū)被選擇的通道的峰值、均值、信號(hào)中值變化，以及斜率和相關(guān)系數(shù)。具體計(jì)算方法見(jiàn)表2。

表2 從血氧響應(yīng)中提取的特征和計(jì)算方法[9]

1.2.4 模式識(shí)別與分類 采用支持向量機(jī)(support vector machine,SVM)和線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)分類器模型，對(duì)正常被試者和MCS患者的正負(fù)向反應(yīng)進(jìn)行分類。首先提取血氧響應(yīng)幾種常見(jiàn)的特征(表2)，輸入向量為每個(gè)問(wèn)題在任務(wù)期間提取到的特征組合，受試者的反應(yīng)的類型，標(biāo)簽值+1、-1分別代表正向反應(yīng)和負(fù)向反應(yīng)，以及交叉驗(yàn)證的數(shù)量。SVM和LDA都進(jìn)行了10折的交叉驗(yàn)證，即將數(shù)據(jù)集隨機(jī)等分為10個(gè)子集，每個(gè)子集做1次測(cè)試集，其余的作為訓(xùn)練集；SVM使用了RBF核函數(shù)。兩種模型下隨機(jī)選取測(cè)試集合和訓(xùn)練集合，利用模型對(duì)測(cè)試集的類型進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終輸出所有評(píng)估結(jié)果的平均準(zhǔn)確率，并分別循環(huán)計(jì)算10次取平均值，得到其前額葉+運(yùn)動(dòng)區(qū)的分類準(zhǔn)確率。

2 結(jié) 果

2.1 正常對(duì)照者在運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)中的血氧響應(yīng) 正常對(duì)照者對(duì)于基本事實(shí)“是”問(wèn)題的血氧響應(yīng)模式為，任務(wù)開(kāi)始前，血紅蛋白的濃度比較平穩(wěn)，任務(wù)開(kāi)始之后，前額葉和運(yùn)動(dòng)區(qū)(包括主要運(yùn)動(dòng)區(qū)和初級(jí)體感皮層)HbO2的濃度顯著地上升；在M1-L區(qū)域，HbO2的濃度最高達(dá)約0.211 μmol/L(表3)，同時(shí)HbR濃度下降，但是幅度較小(圖3A)。此時(shí)正常對(duì)照者對(duì)外界的響應(yīng)性增加，任務(wù)結(jié)束之后又回歸到基線的水平。而對(duì)于基本事實(shí)“否”問(wèn)題，任務(wù)開(kāi)始前后，HbO2和HbR的濃度變化不明顯，較為平穩(wěn)(圖3B)，HbO2的均值在-0.023～0.038 μmol/L的范圍內(nèi)變化(表3)。基本事實(shí)“是”和“否”問(wèn)題呈現(xiàn)出兩種不同的反應(yīng)模式。在其他4例正常對(duì)照者中也均能觀察到類似的結(jié)果(圖3)。

A：對(duì)基本事實(shí)“是”問(wèn)題的血氧響應(yīng)； B：對(duì)基本事實(shí)“否”問(wèn)題的血氧響應(yīng)。紅色實(shí)線為HbO2，藍(lán)色虛線為HbR，垂直虛線表示任務(wù)開(kāi)始和結(jié)束，PFC為前額葉，M1-L和M1-R為主要運(yùn)動(dòng)區(qū)，S1-L和S1-R為初級(jí)體感皮層圖3 正常對(duì)照者的血氧響應(yīng)變化

表3 正常對(duì)照者(與圖3同一人)各腦區(qū)的HbO2水平變化(μmol/L)

2.2 MCS患者在運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)中的血氧響應(yīng) 3例MCS患者(病例1、2、5)在主動(dòng)MI范式中檢測(cè)到了相對(duì)可靠的類似于正常對(duì)照者的血氧響應(yīng)；相比于基線，對(duì)于基本事實(shí)“是”問(wèn)題任務(wù)開(kāi)始后HbO2濃度顯著上升；而基本事實(shí)“否”問(wèn)題，沒(méi)有顯著的血氧響應(yīng)。病例1患者對(duì)于基本事實(shí)“是”問(wèn)題，腦區(qū)普遍激活；尤其是M1-L和S1-L兩個(gè)左側(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)的激活程度比右側(cè)腦區(qū)要高(圖4)；M1-L和S1-L腦區(qū)的HbO2濃度的峰值分別為0.294和0.135，明顯高于M1-R(0.095)和S1-R(0.046)腦區(qū)(表4)。對(duì)于基本事實(shí)“否”問(wèn)題，腦區(qū)的血氧濃度較平穩(wěn)，HbO2濃度的均值在-0.026～0.010之間，沒(méi)有明顯變化(圖4)。對(duì)運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)有可靠反應(yīng)的其他2例患者(病例2、5)，同樣出現(xiàn)了類似的反應(yīng)。而另外2例患者，其基本事實(shí)“是”和“否”問(wèn)題的血氧響應(yīng)觀察不到截然不同的反應(yīng)模式，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類似的規(guī)律。

A：對(duì)基本事實(shí)“是”問(wèn)題的血氧響應(yīng)； B：對(duì)基本事實(shí)“否”問(wèn)題的血氧響應(yīng)。紅色實(shí)線為HbO2，藍(lán)色虛線為HbR，垂直虛線表示任務(wù)開(kāi)始和結(jié)束，PFC為前額葉，M1-L和M1-R為主要運(yùn)動(dòng)區(qū)，S1-L和S1-R為初級(jí)體感皮層圖4 MCS患者(病例1)的血氧響應(yīng)變化

表4 MCS患者(病例1)各腦區(qū)的HbO2水平變化(μmol/L)

2.3 正常對(duì)照組和MCS患者運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的分類準(zhǔn)確率 為了驗(yàn)證基于fNIRS與MI結(jié)合檢測(cè)殘余意識(shí)的可行性和可靠性，首先利用兩種常見(jiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法(LDA和SVM)對(duì)正常對(duì)照者的分類準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估。在兩種分類器下均采用隨機(jī)選取訓(xùn)練集和測(cè)試集的方法。為了避免隨機(jī)選擇訓(xùn)練樣本導(dǎo)致的分類器過(guò)度擬合或者建立失敗[15]，兩種分類器均循環(huán)計(jì)算10次，以獲得消除隨機(jī)干擾的分類器分類結(jié)果，最終準(zhǔn)確率取10次循環(huán)計(jì)算的均值。將HbO2峰值、HbO2均值、SM、SS、r作為特征進(jìn)行分類時(shí)，正常對(duì)照者SVM的分類準(zhǔn)確率(91.17%)明顯高于LDA的分類準(zhǔn)確率(62.33%)；MCS患者SVM的分類準(zhǔn)確率低于正常對(duì)照者，但是LDA的分類準(zhǔn)確率高于正常對(duì)照者(表5)。

表5 正常對(duì)照組與MCS組運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)的分類準(zhǔn)確率(%)

3 討 論

本研究中，fNIRS用于確定MCS組患者的殘余腦功能；正常對(duì)照者被要求在運(yùn)動(dòng)學(xué)上想象相同的任務(wù)，以獲得可用于驗(yàn)證MCS患者反應(yīng)的模式。本研究5例MCS患者中，有3例患者能夠應(yīng)用fNIRS技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確回答簡(jiǎn)單的“是”或“否”問(wèn)題。即當(dāng)提示其開(kāi)始回答時(shí)，患者能夠通過(guò)在預(yù)定義的腦皮層功能區(qū)中生成自主、可靠且可復(fù)制的血液氧合水平依賴性反應(yīng)，來(lái)調(diào)節(jié)其大腦活動(dòng)并進(jìn)行交流。

本研究正常對(duì)照者運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)期間的腦信號(hào)進(jìn)行分類的準(zhǔn)確率為91.17%。高于之前一項(xiàng)研究正常人的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)且同樣是用SVM作為分類器的準(zhǔn)確率(76%)[9]；在這個(gè)研究中是用四通道TR-fNIRS系統(tǒng)訪問(wèn)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(supplementary motor area,SMA)和運(yùn)動(dòng)前皮層(premotor cortex,PMC)。而在一項(xiàng)使用連續(xù)波20通道近紅外光譜系統(tǒng)，并且同時(shí)用SVM和隱馬爾科夫模型(hidden markov model，HMM)對(duì)正常人的左右手運(yùn)動(dòng)想象進(jìn)行分類的研究中[7]，SVM從右手想象中分類左手想象的平均準(zhǔn)確率為73%，而隱馬爾可夫模型的平均準(zhǔn)確率高一些，為89%。而本研究MCS患者的準(zhǔn)確率比在一項(xiàng)fMRI研究中1例做了通信掃描的DOC患者的分類準(zhǔn)確率低。總體來(lái)看，同種分類特征下SVM的分類精度要優(yōu)于LDA。

行為觀察是發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腦損傷患者意識(shí)跡象的主要方式。但臨床要觀察到意識(shí)障礙患者的自主行為是相當(dāng)困難的，而查體又常受感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能障礙、氣管切開(kāi)、覺(jué)醒水平波動(dòng)的影響，模棱兩可的響應(yīng)又因體力快速耗竭而無(wú)法確認(rèn)；因此意識(shí)跡象極易被遺漏。為了評(píng)估意識(shí)水平和做出精確診斷，已提出和使用了很多行為評(píng)定量表。一般的檢查技術(shù)因不能做到實(shí)時(shí)檢測(cè)，給發(fā)現(xiàn)意識(shí)水平變化帶來(lái)了很大的困難。

尤其對(duì)于MCS的患者，其更進(jìn)一步的高級(jí)意識(shí)和認(rèn)知水平分級(jí)，在量表中間無(wú)法體現(xiàn)；目前尚無(wú)客觀的檢查方法能反映從微意識(shí)狀態(tài)到完全清醒具有認(rèn)知的過(guò)程。本研究采用的fNIRS技術(shù)可以提供比f(wàn)MRI技術(shù)高的時(shí)間分辨率的血流動(dòng)力學(xué)信號(hào)，對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影具有良好的容忍性；并且新的可穿戴式fNIRS設(shè)備變得更小、更輕；因此對(duì)于身體運(yùn)動(dòng)具有更好的耐受性。這使得fNIRS適用于更廣泛的認(rèn)知任務(wù)[10]。而且fNIRS系統(tǒng)在被試者的安全和舒適性方面具有許多優(yōu)勢(shì)，因此可以進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)，便于研究康復(fù)治療過(guò)程中腦部的變化，有助于運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)制的研究和臨床治療效果的進(jìn)一步提高。并且，由于光學(xué)組件不會(huì)干擾電磁場(chǎng)，使fNIRS非常適用于多模態(tài)成像(如fNIRS-fMRI，fNIRS-EEG)，以收集與神經(jīng)血管耦合相關(guān)的更完整信息；并且在植入治療裝置(如人工耳蝸)的個(gè)體上使用時(shí)不會(huì)對(duì)其造成任何傷害。Kempny等[16]的研究首次證明了使用NIRS對(duì)pDOC患者的腦功能進(jìn)行評(píng)估的可行性。運(yùn)動(dòng)想象范式具有操作簡(jiǎn)單、易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，本研究是第一人稱的想象即以自己為目標(biāo)的想象，想象的運(yùn)動(dòng)是自身肢體或某一部分的運(yùn)動(dòng)。這種方法的想象多應(yīng)用于仿生假肢或者大腦康復(fù)領(lǐng)域。而本研究利用fNIRS技術(shù)與主動(dòng)的運(yùn)動(dòng)想象范式結(jié)合，可以更加確切地了解患者的意識(shí)狀態(tài)。總之，臨床量表評(píng)估具有一定的局限性，會(huì)造成一定的誤診；而本研究這種方法通過(guò)直接檢測(cè)腦活動(dòng)的信號(hào)，來(lái)檢測(cè)DOC患者殘存的認(rèn)知功能，判斷患者是否具有“命令跟隨”甚至“交流”功能。目前的研究表明了可以在臨床無(wú)顯性“命令跟隨”和“交流”行為的DOC患者中檢測(cè)到“命令跟隨”功能，并可實(shí)時(shí)反饋，可彌補(bǔ)臨床行為學(xué)評(píng)估的不足[17]。如本研究MCS組患者中的病例5患者在行為檢查時(shí)評(píng)分較低，但是卻可以通過(guò)本研究的方法回答與自身密切相關(guān)的問(wèn)題，顯示出了更高的意識(shí)水平。

隨著神經(jīng)影像技術(shù)和腦機(jī)接口(brain-computer interface,BCI)技術(shù)的發(fā)展，將來(lái)可以更好地評(píng)估DOC患者的殘余認(rèn)知能力；并且有可能應(yīng)用在腦機(jī)接口上對(duì)這些患者的認(rèn)知能力程度進(jìn)行分級(jí)。BCI系統(tǒng)可以直接檢測(cè)DOC患者的與意圖相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)，并將記錄的信號(hào)轉(zhuǎn)換為BCI應(yīng)用程序的相應(yīng)控制信號(hào)。這種類型的系統(tǒng)可用于DOC患者，作為與外界溝通并改善患者生活質(zhì)量的一種手段。其也可以用作神經(jīng)康復(fù)工具，以改善這類患者的運(yùn)動(dòng)和/或認(rèn)知能力[18]。但是在此之前，必須先更好地了解這些患者的殘余認(rèn)知功能，才能成功實(shí)施這些增強(qiáng)性溝通技術(shù)。

本研究也有一些不足之處，如在2例MCS患者(病例3、4)運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)中并沒(méi)有觀察到明顯的fNIRS變化。陰性結(jié)果是由于該方法的“敏感性”低，還是患者自身的局限性導(dǎo)致的尚無(wú)法確定；如有些患者可能存在腦缺血或血腫，這會(huì)分別影響光的散射和吸收。因此，在應(yīng)用fNIRS技術(shù)之前，對(duì)患者進(jìn)行影像學(xué)(CT或MRI)檢查可能至關(guān)重要[19]。同時(shí)患者有限的認(rèn)知能力，以及在語(yǔ)言理解、工作記憶、決策或執(zhí)行功能方面的缺陷，會(huì)阻礙想象任務(wù)的成功完成。此外，本研究缺少任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“否”反應(yīng)，這就增加了不確定性；即MI活動(dòng)的缺乏是否真的表示“否”或只是缺乏意識(shí)。未來(lái)可以考慮增加另一個(gè)精神成像任務(wù)，來(lái)表示“否”響應(yīng)；如空間導(dǎo)航，可激活不同的大腦區(qū)域，這會(huì)增強(qiáng)對(duì)否定答案的信心；因?yàn)槠鋾?huì)引發(fā)自身的激活模式[19]。本研究的另一個(gè)局限性是MCS患者與正常對(duì)照者的年齡存在差異，也可能在一定程度上會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在偏差。后續(xù)的研究要持續(xù)進(jìn)行樣本量的累積以及實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)，以期得到更加可靠的結(jié)果。要確保fNIRS數(shù)據(jù)足以可靠地用于DOC患者的臨床交流，還有許多研究工作要做。總之，fNIRS可能在評(píng)估DOC患者的認(rèn)知功能狀態(tài)中起到至關(guān)重要的作用。