基于近紅外光的血氧濃度測(cè)量.pdf

1、近紅外光譜方法(NIRS)是最近發(fā)展起來(lái)的一種非侵入式、無(wú)損傷檢測(cè)方法，可廣泛用于細(xì)胞、組織、器官的化學(xué)、結(jié)構(gòu)分析。在其目前的發(fā)展過(guò)程中，主要目標(biāo)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(cè)等，應(yīng)用于肌肉組織、胸腔和腫瘤等方面的測(cè)試也同樣是該技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。由于近紅外譜區(qū)的光對(duì)人體組織有較強(qiáng)的穿透能力，當(dāng)近紅外光進(jìn)入人體組織被吸收和散射后，可得到對(duì)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(guò)程的許多相關(guān)信息。本課題在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從理論上求證并在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，創(chuàng)新、合理地對(duì)組織模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，推導(dǎo)依據(jù)所測(cè)衰減后的光譜信息來(lái)計(jì)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(wú)須進(jìn)行平均光學(xué)路徑的校正，可滿足定量測(cè)量的要求。本系統(tǒng)主要選用多個(gè)波長(zhǎng)的近紅外發(fā)光管，采用集成的光敏接收管在滿足測(cè)量需要的同時(shí)也降低了測(cè)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(cè)信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)

3、測(cè)并將結(jié)果傳到PC機(jī)上進(jìn)行處理。在完成對(duì)系統(tǒng)暗噪聲、穩(wěn)定性和靈敏度測(cè)試的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)樣品的系統(tǒng)標(biāo)定試驗(yàn)及模擬人體環(huán)境的血模型實(shí)驗(yàn)，證明了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性與有效性。進(jìn)而開(kāi)展了人體前臂靜脈阻斷實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)前臂局部還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白濃度變化趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)證明與理論推導(dǎo)相符。為了進(jìn)一步研究探測(cè)距離與檢測(cè)物質(zhì)濃度變化的影響，改變光源與探測(cè)器間距，觀察靜脈阻斷中血氧變化狀況。結(jié)果表明：當(dāng)光源與探測(cè)器間距較小時(shí)，脂肪層厚度嚴(yán)重影響著近紅外光對(duì)肌