NIRS近红外光谱成像介绍
近红外光谱检测
∆ of max4mm LCBI>median (n=76) 33.0 ± 16.1 211 ± 119 581 ± 208 172 ± 162 -410 ± 193 61.75 ± 10.33 92.0 % 58.3 % 56.6 % 75.3 %
p-value 0.01 <0.001 <0.001 0.22 <0.001 0.38 0.30 0.19 0.75 0.23
• 大多数易损斑块检测设备都针对于薄纤维帽粥样
斑块(TCFAs， thin-cap fibroatheroma)，因为
TCFAs是最常见的易损斑块。
• 然而针对TCFA检测vulner有的TCFAs都有
破裂倾向*。
* Kolodgie FD, Burke AP, Farb A, Gold HK, Yuan J, Narula J, et al. The thin-cap fibroatheroma: type of vulnerable plaque: the major precursor lesion to acute coronary syndromes. Curr Opin Cardiol 2001;16:285-92.
TCFAs
• TCFAs are characterized by the presence
of the following: 较大的坏死核心, 薄纤维帽
, 炎性浸润, 丰富的斑块内字样血管, 正性重
构, 出血和钙化(or both).
NIRS
• 临床上将易损斑块的检测等同于脂质丰富 斑块。 • 其他的临床应用的检测手段，现用的和开 发中的各种设施，比如冠状动脉镜、OCT 、IVUS和磁共振均以脂质丰富（含或不含 坏死核心）的斑块为目标。 • 也有以其他可能指标作为检测标准（薄纤 维帽、炎性细胞等）。
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。
近红外光谱测定氧浓度
近红外光谱测定氧浓度
近红外光谱（NIR）是一种用于分析化学成分的非破坏性技术，可以应用于气体、液体和固体样品的分析。
在测定氧浓度方面，NIR 光谱可以通过分析样品吸收、反射或透射近红外光的方式来确定氧气的浓度。
首先，NIR光谱测定氧浓度的原理是基于样品对近红外光的吸收特性。
氧气在近红外光谱范围内也会表现出特定的吸收特性，因此可以利用这一特性来测定氧气的浓度。
通过将样品暴露在近红外光下，测量光谱图像并分析样品对光的吸收情况，就可以推断出氧气的浓度。
其次，NIR光谱测定氧浓度的方法可以采用基于化学计量学模型的定量分析方法。
通过建立标准曲线或者使用化学计量学方法，将样品的光谱特征与氧气浓度建立数学关系，从而实现对氧气浓度的准确测定。
此外，NIR光谱测定氧浓度的优点之一是其非破坏性，可以在不破坏样品的情况下进行测定，适用于对样品保持完整性的要求高的场合。
同时，NIR光谱测定速度快，操作简便，可以实现实时监
测和快速分析，因此在工业生产和环境监测中具有广泛的应用前景。
需要注意的是，NIR光谱测定氧浓度也存在一些局限性，比如
受到水汽、温度等环境因素的影响，需要对测量条件进行严格控制。
此外，样品的表面状态、形态等因素也会对测定结果产生影响，需
要进行适当的样品处理和校正。
综上所述，近红外光谱测定氧浓度是一种非常有前景的分析技术，可以通过样品对近红外光的吸收特性来准确测定氧气的浓度，
具有快速、非破坏性等优点，但也需要注意环境因素和样品状态对
测定结果的影响。
sar比吸收率
sar比吸收率sar比吸收率是反映血管里血液中血红蛋白与氧结合的程度的一个指标。
在医疗领域中，了解sar比吸收率的概念和测量方法对于疾病的诊断和治疗至关重要。
下文将会详细介绍sar比吸收率的定义、测量方法和相关应用。
一、sar比吸收率的定义sar比吸收率是近红外光谱成像技术（non-invasive measurement of functional parameters by near-infrared spectroscopy，NIRS）中的核心指标之一。
NIRS使用近红外光照射人体组织，然后测量光的吸收程度，从而得出有关血红蛋白的信息。
sar比吸收率代表血管里的血液中有多少血红蛋白与氧结合，是血氧水平的一个指标，通常用来评估人体各组织器官的代谢状态。
二、测量sar比吸收率的方法1.近红外光谱成像技术近红外光谱成像技术是测量sar比吸收率的主要方法。
它利用近红外光的穿透性强、组织吸光系数较小的特点，可穿透皮层测量人体深层组织的光的吸收和散射情况。
通过测量不同波长的光的吸收程度，来反映皮下组织内血红蛋白和氧的态势。
从而得出sar比吸收率的值。
2.脉搏血氧饱和度仪脉搏血氧饱和度仪也可以测量sar比吸收率的值。
脉搏血氧饱和度仪直接钳到病人的手指尖末端，通过脉搏血氧饱和度仪在手指尖部位测量到的血氧饱和度以及心率值，传递给监护仪，监护仪计算出sar 比吸收率值。
三、sar比吸收率在医疗领域的应用1.心血管疾病的诊断与治疗sar比吸收率主要通过近红外光谱成像技术进行测量，可用于心血管疾病的诊断与治疗。
不同心血管疾病对sar比吸收率的变化有明显的区别，可以帮助医生更准确地诊断心血管疾病。
例如，心肌缺血时sar比吸收率值下降，心室功能改善时sar比吸收率上升。
根据sar 比吸收率的变化，医生可以根据情况调整治疗方案，提高治疗效果。
2.运动训练中的应用近年来，sar比吸收率在运动训练中得到了广泛应用。
可以监测运动员在不同强度训练下的sar比吸收率值，帮助运动员探测训练状态，制定科学的训练计划，优化训练效果。
现代近红外光谱技术及应用进展
现代近红外光谱技术及应用进展一、本文概述近红外光谱（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS）是一种基于物质对近红外光的吸收和散射特性的分析技术。
近年来，随着光谱仪器设备的不断改进和计算机技术的飞速发展，现代近红外光谱技术在分析化学、生物医学、农业食品等领域的应用日益广泛。
本文旨在综述现代近红外光谱技术的最新进展，特别是在仪器设备、数据处理方法、化学计量学以及应用领域的最新发展。
文章首先介绍了近红外光谱的基本原理和技术特点，然后重点论述了现代近红外光谱技术在不同领域的应用实例和取得的成果，最后展望了未来发展方向和潜在应用前景。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的现代近红外光谱技术及应用进展的概述。
二、现代近红外光谱技术的理论基础现代近红外光谱技术，作为一种高效、无损的分析手段，其理论基础源自电磁辐射与物质相互作用的原理。
近红外光谱区域通常是指波长在780 nm至2500 nm范围内的电磁波，其能量恰好对应于分子振动和转动能级间的跃迁。
因此，当近红外光通过物质时，分子中的化学键和官能团会吸收特定波长的光，产生振动和转动跃迁，从而形成独特的光谱。
现代近红外光谱技术的理论基础主要包括量子力学、分子振动理论和光谱学原理。
量子力学为近红外光谱提供了分子内部电子状态和行为的基本描述，而分子振动理论则详细阐述了分子在不同能级间的跃迁过程。
光谱学原理则将这些理论应用于实际的光谱测量和分析中，通过测量物质对近红外光的吸收、反射或透射特性，来获取物质的结构和组成信息。
现代近红外光谱技术还涉及到光谱预处理、化学计量学方法以及光谱解析等多个方面。
光谱预处理包括平滑、去噪、归一化等步骤，旨在提高光谱的质量和稳定性。
化学计量学方法则通过多元统计分析、机器学习等手段，实现对光谱数据的深入挖掘和信息提取。
光谱解析则依赖于专业的光谱数据库和算法，对光谱进行定性和定量分析，从而确定物质中的成分和含量。
近红外技术(NIRS)在药物生产过程质量控制中的应用
广东化工2021年第1期· 60 · 第48卷总第435期近红外技术(NIRS)在药物生产过程质量控制中的应用周雷，李钢，苏哪锋(广东省中山市质量计量监督检测所，广东中山528403)[摘要]近红外光谱法(NIRS)具有信息丰富、简便快速、无损检测等特征，已成功应用于制药领域多个生产过程质量控制，是目前应用较为广泛的一种过程分析技术。
NIRS技术结合化学计量学和统计学方法，可快速实现药品多个生产过程关键指标的分析，甚至可直接应用于生产线上实现在线、实时、远程分析。
通过对过程质量的准确监测，实现药品质量的提升，生产工艺的优化。
本文对NIRS技术在化学药、中药以及生物制药等生产过程中的应用进行了综述，以期为提高药物生产过程和质量的可控性提供参考。
[关键词]近红外光谱技术；过程分析；质量控制；制药领域[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)01-0060-02Application Progress of Near Infrared Spectroscopy (NIRS) in Quality Control ofPharmaceutical Production ProcessZhou Lei, Li Gang, Su Nafeng(Zhongshan Supervision Testing Institute of Quality & Metrology, Zhongshan 528403, China) Abstract: The near-infrared spectroscopy (NIRS), as a process analytical technology, with the advantages of its abundant information, rapid, non-destructive, has been successfully applied to the quality control of manufacturing process in the pharmaceutical field. Coupled with methods of chemometric or statistics，NIRS technology can quickly realize the analysis of key indicators in the manufacturing process of medicines and perform on-line, real-time, and remote analysis in production lines. Through accurate monitoring of process quality, the improvement of product quality and the optimization of production process are realized. In this article, the research progresses of NIRS in the production process of chemical medicine, traditional Chinese medicine, and biopharmaceuticals is reviewed to provide references for improving the controllability of the production process and drug quality.Keywords: near infrared spectroscopy；process analytical technology；quality control；pharmaceutical field过程分析技术(Process Analytical Technology，PAT)是通过对原材料、中间产品和过程本身的关键质量特征和性能属性进行及时测量、设计、分析和控制生产加工的系统分析方法[1]。
近红外光谱在儿科的应用
近红外光谱在儿科的应用主要体现在以下几个方面：
监测脑功能：NIRS是一种用于监测脑组织氧合的非侵入性光学技术。
在儿科领域，NIRS可以用于监测新生儿和儿童的脑功能变化，包括脑氧饱和度、脑血流等指标。
这些指标可以反映脑组织的代谢状态和氧合情况，有助于早期发现脑功能损伤，为临床诊断和治疗提供依据。
评估病情：NIRS可以用于评估病情的严重程度和预后。
例如，在新生儿缺血缺氧性脑病（HIE）的治疗过程中，NIRS 可以监测脑组织的氧合情况，评估治疗效果，为调整治疗方案提供依据。
指导治疗：NIRS还可以用于指导治疗。
例如，在新生儿呼吸窘迫综合征（NRDS）的治疗过程中，NIRS可以监测肺部的氧合情况，指导呼吸机的参数调整，确保患儿得到最佳的治疗效果。
需要注意的是，NIRS在儿科的应用仍处于研究阶段，其临床应用价值还需要进一步研究和临床验证。
同时，由于儿科患者的特殊性，使用NIRS时需要特别注意安全性和准确性。
近红外光谱
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三、近红外光谱定量及定性分析
3.1近红外光谱的定量分析
3.2近红外光谱的定性分析
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3.1近红外光谱的定量分析
近红外光谱的定量分析就利用化学分析 数据和近红外光谱数据建立模型，确定 模型参数，然后以这个模型去定量预测 某些信息（如浓度）的方法。
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定量分析过程具体步骤如下：
1．选择足够多的且有代表性的样品组成校 正集； ２．通过现行标准方法测定校正模型样品 的组成或性质； ３．测定校正模型样品的近红外光谱；
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1.3近红外光谱分析技术的特点
1）分析速度快，测量过程大多可在1min 内完成。因此在日常分析中，包括了样 品准备等工作时间，在5min以内即可得 到数据。近红外光谱分析技术的另一个 特点是通过样品的一张光谱，可以测得 各种性质或组成。 2)适用的样品范围广，通过相应的测样器 件可以直接测量液体、固体、半固体和 胶状体等不同物态的样品光谱。
近红外光谱记录的是分子中单个化学键 的基频振动的倍频和合频信息，它常常 受含氢基团X-H（X-C、N、O）的倍频 和合频的重叠主导，所以在近红外光谱 范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动 的倍频和合频吸收。
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不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或 同一基团在不同化学环境中的近红外吸 收波长与强度都有明显差别，NIR 光谱 具有丰富的结构和组成信息，非常适合 用于碳氢有机物质的组成与性质测量。 但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对 较低，吸收带较宽且重叠严重。因此， 依靠传统的建立工作曲线方法进行定量 分析是十分困难的，化学计量学的发展 为这一问题的解决奠定了数学基础。
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虽然建立模型所使用的样本数目很有限， 但通过化学计量学处理得到的模型应具有 较强的普适性。对于建立模型所使用的校 正方法，视样品光谱与待分析的性质关系 不同而异，常用的有多元线性回归、主成 分回归、偏最小二乘法、人工神经网络和 拓扑方法等