본 연구는 경도 인지장애(mild cognitive impairment, MCI) 환자와 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD) 환자를 대상으로, fNIRS(functional near-infrared spectroscopy, 기능성 근적외선 분광법)에서 검출되는 혈역학적 활성화와 양전자방출단층촬영(positron emission tomography, PET) 및 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)의 결과를 비교 분석함으로써 fNIRS의 유용성을 조사하고자 수행되었다. 연구 참여자는 주관적 기억장애(subjective memory impairment, SMI), 기억상실형 MCI(amnestic MCI, aMCI), 비기억상실형 MCI(non-amnestic MCI, naMCI), AD의 네 집단으로 나누었다. 우리는 상용 무선 연속파 NIRS 시스템을 사용하여 의미적 언어 유창성 과제(semantic verbal fluency task, SVFT) 동안 혈역학적 반응을 기록하였다. 집단 간 신경영상 평가의 지표들 사이의 상관관계를 분석하였다. 관심영역(region of interest) 기반 비교 결과, 네 집단은 양측 배외측 전전두피질(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)에서 SVFT 동안의 혈역학적 반응이 유의미하게 서로 다른 것으로 나타났다. 선형 혼합효과모형 결과는, 연령 및 집단 간 fNIRS 신호의 차이를 통제한 후 양측 DLPFC 영역의 평균 ΔHbO2가 전반적인 FDG-PET과 유의미한 양의 상관관계를 보였음을 시사한다. 또한 Amyloid PET 신호는 다른 집단에 비해 AD 집단을 더 잘 구별하는 경향을 보였고, fNIRS 신호는 다른 집단에 비해 SMI 집단을 더 잘 구별하는 경향을 보였다. 더 나아가 집단 쌍 간 비교에서는 해마 용적과 DLPFC의 혈역학적 반응 사이에 거울처럼 반대 양상의 패턴이 관찰되었다. fNIRS로 검출된 혈역학적 반응은 질병 진행과 관련된 대사 및 해부학적 변화와 유의미한 상관관계를 보였다. 따라서 fNIRS는 MCI 및 AD 환자에서 뇌의 혈역학적 및 대사 상태를 예측하기 위한 선별 도구로 고려될 수 있다.

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