基于近紅外光譜技術的腦血氧監(jiān)測技術的研究.pdf

1、人腦作為人體的中樞神經器官，支配和指揮著人體一切的生理活動。人腦組織的血流量和耗氧量都非常的大。腦組織某一區(qū)域在活動時，其局部血容將增加，增加量反應了激活的程度。腦組織中血容變化量可作為腦功能活動的指標。利用近紅外光譜技術監(jiān)測腦血氧變化，具有非侵入式、實時、連續(xù)、時間分辨率高、價格便宜、操作簡單等多方面的優(yōu)點，在認識腦功能活動，區(qū)域腦功能定位和臨床腦保護領域具有廣泛的應用前景。
　　本文首先介紹了生物組織的光學特性和生物組織光學的

2、基本原理，在修正朗伯-比爾定律基礎上，結合穩(wěn)態(tài)空間分辨理論，研究設計了一套多波長多通道近紅外光譜血氧監(jiān)測系統(tǒng)。
　　本課題設計的血氧監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器，模擬電路，數(shù)字電路和上位機等系統(tǒng)模塊。傳感探頭采用集成化的多波長LED作為光源，并選用低噪聲、高增益的OPT101作為光檢測器，設計了光源與檢測器多距離的探頭。硬件電路以單片機C8051F020為核心，實現(xiàn)對光源驅動芯片的控制，A/D采集，數(shù)據(jù)處理，液晶顯示，按鍵控制，串口通信等功

3、能。上位機控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)了串口通信，數(shù)據(jù)存儲，實時顯示血氧飽和度等功能。
　　對系統(tǒng)進行了一系列的實驗測試。在離體組織模型實驗中，制作了光學特性接近人體組織的固態(tài)模型。通過單層組織模型實驗，證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有效性。在多層組織模型實驗中，模擬了頭部的多層組織結構，研究了外層組織對腦血氧檢測結果的影響，為在體監(jiān)測中對測量結果的校正提供了理論依據(jù)。人體前臂阻斷實驗結果說明，利用本系統(tǒng)檢測到的血氧飽和度變化趨勢與組織中血氧濃度變化趨