背景：腦卒中幸存者經常出現嚴重殘疾并且生活質量受損。運動或認知功能的恢復需要很長時間。神經影像學可以測量大腦的變化并監測恢復過程，以便提供及時治療并評估治療效果。非侵入性神經影像技術近紅外光譜（NIRS）具有動態，便攜，低成本的特性，并且對受試者無特殊要求，因此引起了廣泛關注。
方法：我們進行了全面的文獻回顧，回顧2018年7月前NIRS在卒中或卒中后患者中的應用。搜索NCBI Pubmed數據庫，EMBASE數據庫，Cochrane圖書館和ScienceDirect數據庫。
結果：總的來說，我們審查了66篇論文。NIRS在監測上肢，下肢恢復，運動學習，皮質功能恢復，腦血流動力學變化，腦氧合，以及治療方法，臨床研究和卒中風險評估等方面有著廣泛的應用。
結論：本研究為腦卒中患者應用NIRS作為監測，治療和研究工具提供了初步證據。進一步的研究可以更加強調NIRS與其他技術的結合及其在預防腦卒中中的效用。
引言
腦卒中,指由于大腦血液供應不足導致細胞死亡,是全球死亡和殘疾的主要原因。幸存者伴隨功能的惡化或喪失，例如感覺運動后遺癥，包括運動無力和自主運動控制受損，痙攣，動作不協調，失用，感覺喪失/麻木，吞咽困難和構音障礙，中風也可導致各種認知和精神缺陷。這些功能障礙與血液供應不足和腦氧合導致的皮質損傷有關。因此，監測腦循環和氧合的變化可以及時反映康復和康復治療的效果。
神經影像學已被證明是一種有效的監測和治療工具，可評估神經活動和卒中康復與康復的進展。傳統方法，如功能磁共振成像（fMRI），正電子發射斷層掃描，腦電圖（EEG）和腦磁圖描記術（MEG），為初始復蘇期間的大腦變化提供了相當多的初步評價。然而，監視環境限制，頭部需要固定和高成本等若干缺點限制了其在需要持續和實時監測時的應用。
近紅外光譜（NIRS），由J?bsis等人于1977年引入。作為腦和心肌氧合的監測工具，已部分克服了這些困難。 NIRS是一種非侵入性神經影像工具，具有幾個潛在的優勢，包括實時監控，低價格，簡單性，便攜性，相對較小的設備，幾乎完全安全和非侵入性。
近紅外光譜可分為連續波近紅外光譜(CW NIRS)、時域近紅外光譜(TD NIRS)和頻域近紅外光譜(FD NIRS)。連續波近紅外光譜(CW NIRS)發射連續波，測量通過組織的光的強度變化，而時域近紅外光譜(TDNIRS)利用短脈沖激光，測量光子從組織中出現的到達時間。頻域近紅外光譜記錄了被測光的強度和相移。這些信號可以轉化為含氧血紅蛋白(脫氧血紅蛋白)和脫氧血紅蛋白(脫氧血紅蛋白)的濃度。最常用的算法之一是改進的比爾朗伯定律(MBLL)。連續波近紅外光譜(CW NIRS)無法測量氧Hb和脫氧Hb的絕對濃度，因為這種方法假設組織是均勻的，這是不正確的。這并不改變定性分析的結果，但可能導致定量結果的誤差。TD近紅外光譜記錄脈沖穿透研究區域時的時間展寬，可以精確地定量濃度，具有更好的空間分辨率。神經活動導致對氧氣的需求增加，從而由于神經血管耦合引起腦血流量增加。近紅外光譜可以捕捉氧Hb和脫氧Hb的變化來推斷大腦活動的變化。近年來，近紅外光譜技術從單點測量發展到二維、三維測量。其中最有前途的應用之一是腦-機接口(brain-computer interface, BCI)，它最早由Coyle等人提出。BCI利用大腦活動來控制繞過周圍神經系統的外部設備。近紅外光譜(NIRS)具有非侵入性和實時監測功能，是一種有價值的腦信號采集工具。然而，由于信息傳輸速度慢、精度低，f NIRS-BCI系統仍主要用于研究。
卒中主要有兩種類型: 缺血性卒中(由于腦血流量不足)和出血性卒中(由于出血)。缺血性中風時，動脈粥樣硬化或栓塞引起的血管狹窄會破壞腦血供。在高血壓或動脈瘤破裂引起的出血性卒中中，由于直接失血或血管受壓，血流量減少。在這兩種情況下，都可以觀察到血液供應的顯著下降。腦氧合的減少導致神經血管單元的損傷，神經元活性降低和無氧代謝產物的積累。近紅外光譜可以監測氧合信號的變化，從而反映這一病理生理過程。
NIRS是一種安全有效的腦卒中康復監測工具，包括上肢、下肢康復、運動學習、皮質功能恢復、腦血流動力學變化、腦氧合、治療、臨床研究和卒中風險評估。腦-機接口(brain -computer interface, BCIs)是一種新興的工具，它利用大腦活動來控制外部設備，促進癱瘓患者與環境的互動。近紅外光譜(NIRS)聯合BCI作為治療手段具有很大的潛力。此外，近紅外光譜技術已用于多項臨床研究，反映腦血流動力學或氧合變化，以及評估術后卒中和肌肉代謝的風險。近紅外光譜法已被證明是一種有效且有前景的方法，但其臨床價值仍存在爭議。因此，為了解決這些差異，我們對近紅外光譜技術在腦卒中患者中的應用進行了系統的綜述。
方法
為了評估近紅外光譜技術在腦卒中患者監測和治療中的應用，我們對所有涉及近紅外光譜技術在腦卒中患者中已發表的原始研究進行了系統的文獻綜述。2018年7月進行的文獻檢索首先使用以下搜索術語初步搜索NCBI Pubmed數據庫:(光譜學，近紅外[MeSH主題]或近紅外光譜[標題/摘要]或fNIRS [標題] /摘要]）和（卒中[主題詞主題]或腦血管疾病[主題詞主題]或腦梗塞[主題詞主題]）。還對已確定的工作中的關鍵參考文獻進行了額外的抽查檢查，以進一步加強文獻綜述的可靠性。僅包括在同行評審期刊上發表的英文文章。然后我們搜索了EMBASE數據庫，Cochrane Library和ScienceDirect數據庫（圖1）。所有涉及NIRS在任何年齡的卒中患者中的研究均被納入。納入研究的詳細情況見（表1）。總之，我們的文獻檢索確定了66篇與卒中恢復有關的獨立論文，包括運動恢復，運動學習，皮質功能，血流動力學變化，腦血氧，基于近紅外光譜腦-機接口和腦卒中患者的其他應用，納入并進行進一步分析
NIRS評價運動恢復
我們共納入了14篇關于近紅外光譜(NIRS)對399例患者運動恢復的報道，包括上肢功能恢復、下肢功能恢復、平衡控制和運動學習(表1)。在大多數患者中，他們的運動功能因卒中而顯著受損，導致偏癱或四肢癱瘓。在各種任務中，通過NIRS計算氧-Hb，脫氧-Hb和總Hb的濃度，反映了運動皮層的活性。探頭通常位于前額部區域，覆蓋運動皮層，包括雙側前運動皮層（PMC），輔助運動區（SMA），初級和次級運動區域以及體感區域。