NIRS应用于组织血氧无损监测,开启中国脑氧监测新篇章!
近红外光谱技术在新生儿脑组织氧合监测中的应用进展
近红外光谱技术在新生儿脑组织氧合监测中的应用进展2.出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室610041摘要目前国外脑组织氧饱和度监测中广泛应用了近红外光谱技术（NIRS）。
该手术可持续测量区域组织氧饱和度的同时，还是一项无创技术。
但目前国内对近红外光谱技术在新生儿脑组织氧合监测中的应用研究较少，仅在国内部分三甲医院得到了应用。
基于此，本文通过对国内外相关研究文献进行综述，首先讨论了NIRS设备监测rSO2的原理；接下来讨论了NIRS设备监测在新生儿脑组织氧合中的应用，其中包括在先天性心脏病患儿以及缺氧缺血性脑病（HIE）患儿中的应用；再接着讨论了NIRS设备监测rSO2的局限性；最后讨论了NIRS监测rSO2的未来发展潜力。
期望以此丰富目前国内关于NIRS的理论研究，为该基础进一步的实践推广做出薄弱贡献。
关键词：脑组织氧饱和度；近红外光谱技术；新生儿前言机体进行进行代谢提供能量的前提条件就是充分的组织氧合状态。
作为重要的生命指标，血气分析和经皮氧饱和度监测仅可单纯的分析血液中的氧分压和肢端的小动脉血氧饱和度，而不能分析出器官组织含氧量[1]。
近红外光谱测定技术（NIRS）采用可吸收光线对氧合血红蛋白（HbO2）与还原血红蛋白（Hb）的吸收谱之间存在显著差异进行血液的氧合状态测量，以此评估血流及氧合代谢变化，该方法具有直接性、客观性、无创性及可持续性等特征[2]。
研究显示：经NIRS 测量的脑组织氧饱和度（rSO2）比SpO2更能客观评价新生儿脑组织氧合情况。
但目前国内对此NIRS的推广较少，仅在一些顶尖的三甲医院中的重症监护室有所应用。
基于此，本文首先讨论了NIRS设备监测rSO2的原理、应用、局限性以及未来发展潜力。
通过本文的研究，不但可以进一步为相关理论研究做出贡献的同时，为该技术的进一步实践推广做出贡献。
1NIRS设备监测rSO2的原理近年来，近红外光谱学作为一种监测脑灌注的方法重新引起了人们的兴趣。
美敦力 脑氧 技术参数
美敦力脑氧技术参数引言美敦力（Medtronic）是一家全球领先的医疗器械公司，致力于通过科技创新帮助医疗行业提供更好的治疗方案。
脑氧技术是其重要研发领域之一，通过监测脑部氧合指标，帮助医疗专业人士更好地评估和治疗患者。
本文将介绍美敦力脑氧技术的技术参数，以便更好地了解该产品的特点和作用。
一、美敦力脑氧技术参数概述美敦力脑氧技术是一项基于近红外光（NIRS）原理的非侵入性脑部氧合监测技术。
其主要包括以下几个方面的技术参数：1. 传感器类型：美敦力脑氧技术传感器通常采用光散射和吸收原理，能够测量脑部组织中的氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的含量。
2. 监测波长范围：美敦力脑氧技术传感器能够覆盖近红外光范围内的特定波长，用于监测脑部组织中的血红蛋白的含氧量和氧合血红蛋白。
3. 数据采集频率：美敦力脑氧技术传感器能够以可调节的数据采集频率实时监测脑部氧合指标，一般可实现每秒多次的数据采集。
4. 数据传输接口：美敦力脑氧技术传感器通常采用数字接口，可与医疗监护设备或数据采集系统进行数据传输和共享。
5. 配套软件系统：美敦力脑氧技术传感器配备专业的数据分析和监测软件系统，能够对监测到的脑部氧合指标进行实时分析和记录。
以上是美敦力脑氧技术的一般技术参数概述，下面将对其具体技术参数进行更详细的介绍。
二、具体技术参数详解1. 光源波长：美敦力脑氧技术采用的光源波长一般为650nm至1000nm范围内的特定波长，用于照射脑部组织并测量其反射光谱。
2. 数据采集频率：美敦力脑氧技术传感器通常能够实现每秒10次以上的数据采集频率，以确保对脑部氧合指标的及时、准确监测。
3. 信号处理算法：美敦力脑氧技术传感器配备了专业的信号处理算法，能够对监测到的光谱数据进行实时处理和分析，提取出脑部组织中的氧合血红蛋白和去氧血红蛋白含量。
4. 数据传输接口：美敦力脑氧技术传感器一般采用USB接口或者其他数字接口，能够与医疗监护设备、手持终端或数据采集系统进行连接，实现数据的传输和共享。
浅析肌氧在组织利用氧能力方面的应用
浅析肌氧在组织利用氧能力方面的应用摘要：随着近红外线光谱技术的发展，逐渐实现运动无创、监控实时化、检测设备便携化、数据采集精确化，依赖NIRS技术检测肌氧饱和度，可作为实时评估肌肉结构、功能以及状态的指标。
本文主要从肌氧饱和度与组织利用氧的能力方面论述，浅析肌氧饱和度在全身耐力，局部耐力与线粒体方面广泛的研究与应用，以获得氧供给和氧消耗过程中实时无创的动力学生理信息。
关键词：肌氧饱和度；近红外光谱1.前言肌肉血氧饱和度，是局部骨骼肌内微动脉、毛细血管和微静脉工作中氧供与氧耗的动态变化。
NIRS通过利用骨骼肌组织内HbO2和HHb吸收光谱波长的不同，动态监测骨骼肌组织中血红蛋白的光学参数的变化，进而了解骨骼肌组织内氧供和氧耗的动态平衡。
随着近红外技术的发展，其无创监控实时化、检测设备便携化、数据采集精确化，其在运动机能评估中的应用也越来越多，本文主要从肌氧与组织利用氧的能力方面论述。
2近红外线光谱测定技术近红外线光谱测定技术（NIRS）监测体内组织氧合变化的有效评价方法之一，其是利用近红外光波穿透皮下组织，以光谱吸收变化反应体内组织氧合以及氧化代谢的变化。
体内血液红细胞内血红蛋白（Hb）的氧合和氧离作用来运输氧和二氧化碳，同时一小部分氧与肌肉内Mb结合而不易释放，NIRS以此监测血液动力学。
NIRS测量常采用的波长通常在700–850nm范围内，这部分波长主要以检测血管内Hb、肌肉内Mb以及线粒体细胞色素C氧化酶等变化。
NIRS目前已广泛应用于运动医学、临床医学、康复医学等领域。
3.肌氧在运动机能评估中的应用在运动医学领域中，运动机能评估主要是对机体骨骼肌系统、心血管系统、呼吸系统以及能量代谢等各方面进行综合评价。
长期运动使机体产生中枢和外周适应，这是有氧运动能力改善的主要机制。
高强度运动中多达90%动脉血氧会被肌细胞利用[4]，已有研究证实运动强度达到最大摄氧量（VO2max）的80%即可诱导肌肉产生外周适应，而提高骨骼肌的转运、摄取和利用氧的能力，外周适应的主要表现为组织毛细血管量增加，肌细胞线粒体酶活性和氧化反应增加等[5]。
《2024年近红外光谱技术监测新生儿脑组织氧合的临床研究》范文
《近红外光谱技术监测新生儿脑组织氧合的临床研究》篇一一、引言随着医学技术的不断进步，新生儿脑部健康监测逐渐成为临床医学领域的重要研究课题。
近红外光谱技术（NIRS）作为一种非侵入性、无创的监测手段，在新生儿脑组织氧合监测中具有重要应用价值。
本文将通过一系列临床研究，深入探讨近红外光谱技术在新生儿脑组织氧合监测中的实践与应用。
二、近红外光谱技术概述近红外光谱技术是一种利用近红外光谱进行非侵入性检测的技术。
其原理基于近红外光在不同组织中具有不同的吸收和散射特性，通过测量这些特性可以推算出组织的氧合状态。
在新生儿脑组织氧合监测中，近红外光谱技术可实时监测脑部组织的血氧饱和度、血流速度等参数，为临床医生提供重要参考信息。
三、研究方法本研究采用近红外光谱技术对新生儿脑组织氧合进行监测，具体方法如下：1. 选取研究对象：选取某医院新生儿科收治的足月正常分娩的新生儿作为研究对象。
2. 仪器设备：使用先进的近红外光谱仪进行监测。
3. 监测方法：将传感器放置在新生儿的头皮上，确保传感器与头皮紧密接触。
通过仪器采集近红外光谱数据，实时监测脑组织氧合状态。
4. 数据处理与分析：对采集的数据进行处理与分析，包括血氧饱和度、血流速度等参数的提取与计算。
四、结果与讨论1. 结果：本研究共监测了XX名新生儿，通过近红外光谱技术得到了大量关于脑组织氧合的实时数据。
数据显示，新生儿脑组织氧合水平在出生后XX小时内波动较大，随后逐渐趋于稳定。
此外，我们还发现，某些病理情况下，如窒息、缺氧等，近红外光谱技术可及时发现并提示医生进行干预。
2. 讨论：近红外光谱技术在新生儿脑组织氧合监测中具有重要价值。
首先，该技术具有非侵入性、无创的特点，避免了传统有创监测方法带来的痛苦和风险。
其次，该技术可实时监测脑部组织的血氧饱和度、血流速度等参数，为医生提供了重要的参考信息。
最后，通过及时监测和干预，有助于降低新生儿脑部疾病的发生率和死亡率。
然而，近红外光谱技术也存在一定的局限性，如对环境光线、传感器位置等因素的敏感性等。
近红外光谱仪在小儿心外科脑功能监测中的应用
近红外光谱仪在小儿心外科脑功能监测中的应用
黄继红;苏肇伉
【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2002(022)006
【摘要】中枢神经系统损害是心脏外科术后影响小儿生活质量的主要并发症，临
床上可有清醒延迟、昏迷、清醒后再昏迷、躁动、抽搐、偏瘫、失语、认知障碍、生理反射异常等各种表现以及目前尚检测不到的征象。
有效的脑功能监测和早期的临床干预决定治疗效果的好坏。
近红外光谱仪(near infrared sPectro-seoPe，NIRS)是近年来应用日益广泛的一种无创性脑监测新技术，能实时、高分辨地提供脑组织氧合信息。
NIRs安全性良好，不干扰手术操作，不受体温、脉搏及停循环
的影响，并可用于床边监测，是无创监测全脑氧合和脑血流动力学的有前景的方法。
【总页数】5页(P567-571)
【作者】黄继红;苏肇伉
【作者单位】上海第二医科大学新华医院,上海儿童医学中心心胸外科,上
海,200092;上海第二医科大学新华医院,上海儿童医学中心心胸外科,上海,200092【正文语种】中文
【中图分类】R6
【相关文献】
1.近红外组织血氧参数无损监测仪在神经外科重症病人脑氧饱和度监护中的应用[J], 黄鑫;鲜继淑
2.护士与家长沟通技巧在小儿心外科护理工作中的应用 [J], 张永红
3.脑电双频指数在小儿先心快通道麻醉中的应用 [J], 沈艳喜;黄乐林;邓小兵;李伟
4.右美托咪定联合脑电双频指数监测在小儿全身麻醉清醒拔管中的临床应用 [J], 郭晓圆;李克伟;刘连涛;郭斌;秦寿泽
5.近红外分光仪在婴幼儿体外循环脑功能监测中的应用 [J], 黄继红;苏肇伉
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近红外脑功能成像
近红外脑功能成像近红外脑功能成像（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种非侵入性的脑成像技术，通过测量脑组织中血流和氧合血红蛋白/脱氧血红蛋白比率的变化来反映脑活动。
它有着许多优点，如安全性高、移动性强、实时性好等，因此在研究脑功能以及相关疾病方面有着广泛的应用前景。
近红外脑功能成像是基于光学原理的。
在脑部发生活动时，血液供应将发生变化，脑组织的血液含有氧的比例也会有所变化。
NIRS使用两个或多个光源波长（通常是近红外光），通过头皮组织透射的方式，发射光穿透脑组织，并在接收器上测量经过脑组织透射而回到皮肤表面的光强。
通过比较不同波长的光的吸收值，可以计算出血氧水平的变化，从而反映了脑血液氧合水平的变化。
近红外脑功能成像有很多应用领域。
在神经科学研究中，它被广泛用于研究大脑的活动模式、功能连接和网络。
与其他脑成像技术相比，NIRS特别适用于婴儿、儿童和运动受限的个体，因为它不需要患者保持完全静止。
近红外脑功能成像还可以与其他脑成像技术，如功能磁共振成像（fMRI）结合使用，从而提供更加全面和准确的脑活动信息。
除了神经科学研究外，近红外脑功能成像还在临床医学领域中得到广泛的应用。
在儿科中，它可以用于评估早产儿和新生儿的脑功能发育情况，帮助及早发现和干预相关的疾病。
在心理学和精神病学领域，近红外脑功能成像可以帮助研究人员了解不同神经疾病的发病机制，并为精神疾病的诊断和治疗提供参考。
总之，近红外脑功能成像是一种非常有前景的脑成像技术，它可以提供实时、非侵入性和高空间分辨率的脑活动信息。
它在神经科学研究和临床医学中都有广泛的应用前景，未来的研究将会进一步完善和发展这一技术，以更好地了解和治疗脑功能异常和神经相关疾病。
功能近红外光谱成像在脑血流动力学研究中的应用
功能近红外光谱成像在脑血流动力学研究中的应用近红外光谱成像(NIRS)是一种非侵入性的无创技术，可以实时监测脑血流动力学。
随着技术的不断进步和成像设备的不断优化，功能近红外光谱成像在脑血流动力学研究中的应用越来越受到关注。
本文将介绍功能近红外光谱成像的原理、优势以及在脑血流动力学研究中的应用。
功能近红外光谱成像是基于近红外光波的吸收和散射特性来测量生物组织中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度变化，从而间接反映出脑组织的血液灌注变化。
其工作原理是通过近红外光线穿透头皮和颅骨，并在大脑区域散射或散射回来。
红外光的不同波长会被不同组织成分吸收，如血红蛋白和氧合血红蛋白。
通过比较不同波长的透射和散射光强的变化，可以计算出血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度变化。
由于血红蛋白和氧合血红蛋白能够反映脑血流量和脑氧合状态的变化，功能近红外光谱成像被广泛应用于脑血流动力学研究中。
与传统的成像技术相比，功能近红外光谱成像具有以下优势。
首先，它是无创的，不需要手术或注射任何药物。
其次，它具有良好的时序分辨率和空间分辨率，可以实时观察脑血流动力学的变化。
此外，它是便携式设备，可以在床旁或实验室中使用，便于长时间监测和追踪。
功能近红外光谱成像在脑血流动力学研究中有广泛的应用。
首先，它可以用于研究脑血流动力学响应。
脑血流动力学响应是指脑组织对外界刺激（如视觉、听觉、运动等）产生的血流变化。
功能近红外光谱成像可以监测到脑血流量和氧合状态的变化，从而揭示脑功能活动的特征。
例如，在听觉任务中，当受试者听到声音刺激时，可以观察到相关脑区域的血流和氧合状态的变化，反映了听觉处理的活动。
另外，功能近红外光谱成像还可用于研究脑损伤和疾病。
脑损伤和疾病通常会引起脑血流动力学的改变，如缺血、脑膜炎、脑肿瘤等。
功能近红外光谱成像可以提供无创的血流动力学参数，以评估脑组织的功能状态。
例如，通过监测患者的血流变化，可以判断缺血性脑卒中的程度和预后，从而指导临床治疗。
功能近红外光谱成像在脑卒中康复中的应用
功能近红外光谱成像在脑卒中康复中的应用近年来，功能近红外光谱成像（functional near-infrared spectroscopy, fNIRS）作为一种新兴的神经影像学技术，逐渐在脑卒中康复中得到广泛应用。
fNIRS技术基于光的散射和吸收原理，通过测量脑部组织的血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度变化，可以间接地反映脑区的代谢活动和功能变化，为脑卒中患者的康复提供了重要信息。
脑卒中是一种常见的神经系统疾病，由于其发病率高、致残率高的特点，对患者的生理和心理功能影响较大。
脑卒中后的康复过程中，病理性可塑性是一个非常关键的概念。
病理性可塑性是指脑部组织在受损后重新组织和重建的能力，对于提高患者的康复效果至关重要。
而fNIRS作为一种非侵入性、易操作的神经影像学技术，能够观察到脑部组织在功能性任务中的活动变化，为研究和促进脑卒中康复提供了巨大的帮助。
fNIRS技术在脑卒中康复中的应用主要包括以下几个方面：1. 神经可塑性研究：fNIRS可以实时监测脑区血氧水平变化，为研究脑卒中康复中神经可塑性的机制提供窗口。
通过观察脑部组织对康复训练的响应，可以了解脑卒中后脑部功能的重塑和修复程度。
这对于制定个性化康复方案和评估康复效果具有重要意义。
2. 运动功能康复：脑卒中患者常伴有运动功能障碍，fNIRS技术可以帮助评估康复训练对患者运动功能的改善效果。
通过监测运动相关区域的血氧水平变化，可以了解康复训练对脑部神经活动的影响，从而指导康复训练的调整和优化。
3. 语言和认知功能康复：脑卒中患者常伴有语言和认知功能障碍，fNIRS技术可以帮助研究这些功能的康复过程。
通过监测大脑的联结和激活模式，可以进一步了解脑卒中对语言和认知功能的影响，以及康复训练对其修复的效果。
4. 情绪和认知康复：脑卒中后常伴有情绪和认知障碍，fNIRS技术可以帮助评估康复训练对患者情绪和认知状态的改善效果。
通过观察特定脑区的活动变化，可以了解康复训练对患者心理健康的影响，并指导康复方案的个性化设计。
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NIRS应用于组织血氧无损监测，开启中国脑氧监测新篇章！
此前，国内临床上检测脑血氧饱和度多通过在颈动脉和颈静脉埋置导管，不定期采集颅内血样，然后将血样放置于血气分析仪内进行检测。
这种侵入式的检测方式一方面有较大的出血风险，由于是动脉插管，尤其是对于中老年人，如果止血不到位可能造成体内出血；另一方面，通过有创采血进行检测，只能在某些时间点进行数据采集，不能作为监护手段进行脑氧实时监测。
而事实上，已经有研究表明，对脑血氧状况进行实时监测并及时干预，可以降低术中或术后患者发生脑中风的概率，并且可以缩短患者在重症监护室以及在普通病房的住院时间等。
之后临床上开始应用指端脉搏可无创、连续、实时监测全身动脉血氧饱和度，此法不受开颅手术影响，颅内有无特殊情况，只要脉搏搏动正常即可测量，但是也有局限性，指端脉搏监测反映全身动脉氧供应，不能直接反映局部组织血氧情况，同时对于低体温、低血压、低灌注或停循环等条件下无法测量。
随着科学技术的发展，光以及光电转换技术在各领域已经有效地得到广泛的应用。
利用近红外光谱法（NIRS：Near Infrared Spectroscopy），根据血红蛋白在该波段下的吸收特性来无创检测脑功能的研究、探索将来实现光CT的可能性，在日本、美国已经开展起来并取得了不少成绩。
这是将先进光电技术运用于生物医学工程研究的一个极有意义的尝试。
另一方面商界也利用该技术推出相应高科技的医疗仪器，应用于手术室（尤其是体外循环的开胸手术）、神经内外科、妇产科、药物疗效检测、脑功能研究、中老年医学科等多方面。
此前，国外已经有利用近红外光谱技术无创检测脑血氧饱和度的设备，但相关产品直到在2010年后才获准进入中国，且售价非常昂贵。
同期国内脑氧技术迅速发展，由清华大学生物医学工程系发明的新型NIRS设备，使用SRS算法，基于光子慢射方程解析，即分析近红外光与具高散射特性的脑组织之间的相互作用设备EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪，该设备已应用于麻醉、新生儿、ICU、神外等重要科室。
EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪采用近红外光谱（NIRS：Near Infrared Spectroscopy）技术，能够无创、连续、实时监测人体组织的血氧参数。
该产品采用700~900nm之间波长的的近红外光。
一方面，利用该波段不同波长的NIRS对氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的吸光特异性，二者既是主要吸收体，有容易区分，从而得到组织血氧饱和度。
另一方面，由于NIRS对皮肤，脂肪、颅骨等组织具有较好的穿透性，因此它可以透过上述外层组织，到达更深层的脑和肌肉组织测量得到相应血氧参数。
同时，EGOS-600系列采用空间分辨光谱（SRS）算法对采集的数据进行演算，可以更好地消除外层组织对待测组织结果的影响，确保数据具有较高精准度。
此外，通过SRS算法可以得到TOI和THI两个重要参数，可分别反映局部组织氧供需平衡，以及组织的灌注变化情况。
EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪由主机（含数据采集系统、数据处理系统和显示屏）、组织血氧探头等组成。
系统配备12.1英寸触摸屏，自带可充电锂电池，最多可支持4通道同时监测。
近红外组织血氧参数无损监测仪有EGOS-600A、EGOS-600B、EGOS-600C三个型号，均可测量5个生理血氧参数，包括：
组织血氧饱和度（TOI）
组织血红蛋白浓度指数（THI）
脱氧血红蛋白浓度变化量（△CHb）
氧合血红蛋白浓度变化量（△CHbO2）
总血红蛋白浓度变化量（△CtHb）。
其中，TOI和THI为核心测量指标。
TOI数值上接近于人体局部组织静脉血氧饱和度，反映人体局部组织氧供应与消耗的动态平衡。
THI正比于局部组织血容积（Blood Volume，BV）和红细胞压积比（HCT），在HCT稳定的前提下可反应局部组织血管的舒张或收缩、开放或闭合。