基于近紅外光的血氧濃度測量.pdf

1、近紅外光譜方法(NIRS)是最近發(fā)展起來的一種非侵入式、無損傷檢測方法，可廣泛用于細胞、組織、器官的化學(xué)、結(jié)構(gòu)分析。在其目前的發(fā)展過程中，主要目標集中在臨床監(jiān)控中，如胎兒、新生嬰兒和成年人的腦供氧檢測等，應(yīng)用于肌肉組織、胸腔和腫瘤等方面的測試也同樣是該技術(shù)發(fā)展的重要目標。由于近紅外譜區(qū)的光對人體組織有較強的穿透能力，當近紅外光進入人體組織被吸收和散射后，可得到對應(yīng)的漫反射和透射光譜，這種光譜就攜帶了人體組織中多種成分的信息，可以提供組織

2、生化、生理與病理過程的許多相關(guān)信息。本課題在查閱了大量文獻的基礎(chǔ)上，從理論上求證并在借鑒前人經(jīng)驗的同時，創(chuàng)新、合理地對組織模型進行簡化處理，推導(dǎo)依據(jù)所測衰減后的光譜信息來計算組織還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白濃度變化的算法公式，無須進行平均光學(xué)路徑的校正，可滿足定量測量的要求。本系統(tǒng)主要選用多個波長的近紅外發(fā)光管，采用集成的光敏接收管在滿足測量需要的同時也降低了測量噪聲，最后選用NI-9215A多通道同步采集的數(shù)據(jù)采集卡采集所測信號，實時監(jiān)

3、測并將結(jié)果傳到PC機上進行處理。在完成對系統(tǒng)暗噪聲、穩(wěn)定性和靈敏度測試的基礎(chǔ)上，進行了標準樣品的系統(tǒng)標定試驗及模擬人體環(huán)境的血模型實驗，證明了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有效性。進而開展了人體前臂靜脈阻斷實驗來檢測前臂局部還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白濃度變化趨勢，實驗證明與理論推導(dǎo)相符。為了進一步研究探測距離與檢測物質(zhì)濃度變化的影響，改變光源與探測器間距，觀察靜脈阻斷中血氧變化狀況。結(jié)果表明：當光源與探測器間距較小時，脂肪層厚度嚴重影響著近紅外光對肌