背景：脑卒中幸存者经常出现严重残疾并且生活质量受损。运动或认知功能的恢复需要很长时间。神经影像学可以测量大脑的变化并监测恢复过程，以便提供及时治疗并评估治疗效果。非侵入性神经影像技术近红外光谱（NIRS）具有动态，便携，低成本的特性，并且对受试者无特殊要求，因此引起了广泛关注。
方法：我们进行了全面的文献回顾，回顾2018年7月前NIRS在卒中或卒中后患者中的应用。搜索NCBI Pubmed数据库，EMBASE数据库，Cochrane图书馆和ScienceDirect数据库。
结果：总的来说，我们审查了66篇论文。NIRS在监测上肢，下肢恢复，运动学习，皮质功能恢复，脑血流动力学变化，脑氧合，以及治疗方法，临床研究和卒中风险评估等方面有着广泛的应用。
结论：本研究为脑卒中患者应用NIRS作为监测，治疗和研究工具提供了初步证据。进一步的研究可以更加强调NIRS与其他技术的结合及其在预防脑卒中中的效用。
引言
脑卒中,指由于大脑血液供应不足导致细胞死亡,是全球死亡和残疾的主要原因。幸存者伴随功能的恶化或丧失，例如感觉运动后遗症，包括运动无力和自主运动控制受损，痉挛，动作不协调，失用，感觉丧失/麻木，吞咽困难和构音障碍，中风也可导致各种认知和精神缺陷。这些功能障碍与血液供应不足和脑氧合导致的皮质损伤有关。因此，监测脑循环和氧合的变化可以及时反映康复和康复治疗的效果。
神经影像学已被证明是一种有效的监测和治疗工具，可评估神经活动和卒中康复与康复的进展。传统方法，如功能磁共振成像（fMRI），正电子发射断层扫描，脑电图（EEG）和脑磁图描记术（MEG），为初始复苏期间的大脑变化提供了相当多的初步评价。然而，监视环境限制，头部需要固定和高成本等若干缺点限制了其在需要持续和实时监测时的应用。
近红外光谱（NIRS），由Jöbsis等人于1977年引入。作为脑和心肌氧合的监测工具，已部分克服了这些困难。 NIRS是一种非侵入性神经影像工具，具有几个潜在的优势，包括实时监控，低价格，简单性，便携性，相对较小的设备，几乎完全安全和非侵入性。
近红外光谱可分为连续波近红外光谱(CW NIRS)、时域近红外光谱(TD NIRS)和频域近红外光谱(FD NIRS)。连续波近红外光谱(CW NIRS)发射连续波，测量通过组织的光的强度变化，而时域近红外光谱(TDNIRS)利用短脉冲激光，测量光子从组织中出现的到达时间。频域近红外光谱记录了被测光的强度和相移。这些信号可以转化为含氧血红蛋白(脱氧血红蛋白)和脱氧血红蛋白(脱氧血红蛋白)的浓度。最常用的算法之一是改进的比尔朗伯定律(MBLL)。连续波近红外光谱(CW NIRS)无法测量氧Hb和脱氧Hb的绝对浓度，因为这种方法假设组织是均匀的，这是不正确的。这并不改变定性分析的结果，但可能导致定量结果的误差。TD近红外光谱记录脉冲穿透研究区域时的时间展宽，可以精确地定量浓度，具有更好的空间分辨率。神经活动导致对氧气的需求增加，从而由于神经血管耦合引起脑血流量增加。近红外光谱可以捕捉氧Hb和脱氧Hb的变化来推断大脑活动的变化。近年来，近红外光谱技术从单点测量发展到二维、三维测量。其中最有前途的应用之一是脑-机接口(brain-computer interface, BCI)，它最早由Coyle等人提出。BCI利用大脑活动来控制绕过周围神经系统的外部设备。近红外光谱(NIRS)具有非侵入性和实时监测功能，是一种有价值的脑信号采集工具。然而，由于信息传输速度慢、精度低，f NIRS-BCI系统仍主要用于研究。
卒中主要有两种类型: 缺血性卒中(由于脑血流量不足)和出血性卒中(由于出血)。缺血性中风时，动脉粥样硬化或栓塞引起的血管狭窄会破坏脑血供。在高血压或动脉瘤破裂引起的出血性卒中中，由于直接失血或血管受压，血流量减少。在这两种情况下，都可以观察到血液供应的显著下降。脑氧合的减少导致神经血管单元的损伤，神经元活性降低和无氧代谢产物的积累。近红外光谱可以监测氧合信号的变化，从而反映这一病理生理过程。
NIRS是一种安全有效的脑卒中康复监测工具，包括上肢、下肢康复、运动学习、皮质功能恢复、脑血流动力学变化、脑氧合、治疗、临床研究和卒中风险评估。脑-机接口(brain -computer interface, BCIs)是一种新兴的工具，它利用大脑活动来控制外部设备，促进瘫痪患者与环境的互动。近红外光谱(NIRS)联合BCI作为治疗手段具有很大的潜力。此外，近红外光谱技术已用于多项临床研究，反映脑血流动力学或氧合变化，以及评估术后卒中和肌肉代谢的风险。近红外光谱法已被证明是一种有效且有前景的方法，但其临床价值仍存在争议。因此，为了解决这些差异，我们对近红外光谱技术在脑卒中患者中的应用进行了系统的综述。
方法
为了评估近红外光谱技术在脑卒中患者监测和治疗中的应用，我们对所有涉及近红外光谱技术在脑卒中患者中已发表的原始研究进行了系统的文献综述。2018年7月进行的文献检索首先使用以下搜索术语初步搜索NCBI Pubmed数据库:(光谱学，近红外[MeSH主题]或近红外光谱[标题/摘要]或fNIRS [标题] /摘要]）和（卒中[主题词主题]或脑血管疾病[主题词主题]或脑梗塞[主题词主题]）。还对已确定的工作中的关键参考文献进行了额外的抽查检查，以进一步加强文献综述的可靠性。仅包括在同行评审期刊上发表的英文文章。然后我们搜索了EMBASE数据库，Cochrane Library和ScienceDirect数据库（图1）。所有涉及NIRS在任何年龄的卒中患者中的研究均被纳入。纳入研究的详细情况见（表1）。总之，我们的文献检索确定了66篇与卒中恢复有关的独立论文，包括运动恢复，运动学习，皮质功能，血流动力学变化，脑血氧，基于近红外光谱脑-机接口和脑卒中患者的其他应用，纳入并进行进一步分析
NIRS评价运动恢复
我们共纳入了14篇关于近红外光谱(NIRS)对399例患者运动恢复的报道，包括上肢功能恢复、下肢功能恢复、平衡控制和运动学习(表1)。在大多数患者中，他们的运动功能因卒中而显着受损，导致偏瘫或四肢瘫痪。在各种任务中，通过NIRS计算氧-Hb，脱氧-Hb和总Hb的浓度，反映了运动皮层的活性。探头通常位于前额部区域，覆盖运动皮层，包括双侧前运动皮层（PMC），辅助运动区（SMA），初级和次级运动区域以及体感区域。
