我国首次研制出近红外组织血氧参数无损监测仪应用于临床

用近红外光谱(NIRS)方法实现人体组织中血氧饱和度、血红蛋白浓度的无创、连续监测是一项新兴技术。当心血管搏动微弱甚至使用体外循环时,脉搏血氧计已无读数,但组织血氧参数无损监测仪仍能提供信息。它特别适合于监测脑、肌肉、皮瓣等局部组织的血运状况。本文介绍仪器的技术指标、检测原理及临床应用。已开展的临床应用包括:新生儿脑损伤、脑发育的评定;体外循环手术过程中脑氧监测及脑的保护;组织移植后血运的监测以及骨骼肌代谢功能评定等4个方面。该仪器已由清华大学生物医学工程系研制成功,并于2005年1月通过鉴定,现已进入产品化、推广和应用阶段。用近红外光谱(NIRS)方法实现人体组织中血氧饱和度、血红蛋白浓度的无创、连续监测是一项新兴技术。在国家自然科学基金支持下,清华大学医学院生物医学工程系启动了这项技术的基础研究工作,于2002年研制成功了实验样机,并于2005年1月通过鉴定,现已进入产品化、推广和应用阶段。目前中国市场上,国外同类产品售价为3万多美元,价格很高。本样机已在5个医疗领域进行了600多例检测,目前有5台样机在5家医院长期使用,并成为临床研究所必备产品。上海复旦大学附属儿科医院将国外同类产品与本样机进行了对比测试,院方评价:“

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

[目的]研究近红外组织血氧参数无损监测仪(NIRS)对神经外科重症病人脑氧饱和度(rSO2)检测的临床应用价值。[方法]选取我院神经外科重症监护室收治的诊断明确的符合选择标准的病人64例,其中颅脑外伤47例、脑出血17例。病人经右侧桡动脉留置动脉留置针,在安静平卧状态下,给予入组病人人工鼻吸氧(氧流量为2L/min),开始心电监护和NIRS持续监测,5min后抽取右侧桡动脉血做血气分析,并调节吸氧流量为4L/min、6L/min,5min后再次抽取右侧桡动脉血做血气分析。分析不同吸氧流量前后各指标的变化及相关性。[结果]吸氧4L/min、6L/min时rSO2和PaO2两个指标均显著高于吸氧2L/min时(P<0.01),吸氧6L/min时rSO2和PaO2两个指标显著高于吸氧4L/min时(P<0.05);吸氧2L/min、4L/min、6L/min时SaO2、PaO2、SpO2指标相关(P<0.01),rSO2与SaO2、PaO2、SPO2无相关性(P>0.05)。[结论]NIRS能准确监测脑组织局部氧饱和度,客观地评价脑组织的氧合状态。

不同角度人体“倒牵”状态下组织血氧参数的变化研究

通过近红外光谱技术测量人体处于不同角度"倒牵"状态时局部组织的血氧参数,了解局部组织氧的供需情况,为倒牵健身应用于全民健身运动提供生理学依据。选取大学生20人作为受试者,在"倒牵放松器"上分别处于水平卧位,以及30°、60°、90°倒牵状态各五分钟,采用近红外组织血氧参数无损监测仪测量脑组织和下肢肌肉组织的△Hb和△HbO^2,rSO^2。结果表明,脑组织△HbO^2、rSO^2在倒牵60°状态下与水平卧位相比较明显增加,下肢肌肉组织rSO^2在倒牵90°状态下与水平卧位、倒牵60°状态下相比较明显降低,且均有统计学差异。最后得出60°是最佳倒牵角度的结论。

组织血氧参数近红外无损检测技术及自主创新之路

用近红外光谱方法无损、实时、连续检测人体组织中的血氧参数,可直接得到大脑皮层、肌肉等组织中微细血管血液的氧饱和度、血红蛋白浓度的平均值。与有创血气分析和检测指端脉搏血氧饱和度等现有技术相比,具有不可替代的特色和优势。本课题组通过10余年的不懈努力,在原理算法、测试技术、临床应用等方面取得了大量创新性的成果。现已成功地将实验室样机转化为具有独立自主知识产权、达到国际先进水平的产品(TSAH-100)。在新生儿医学、运动医学、组织移植、体外循环、药物疗效评定、基础研究等领域得到推广应用,已测试900余例受试者。在长期的工作中,建立了高校、医院、企业紧密合作的科研体制,为研发具有自主知识产权的先进医疗仪器提供了有益经验。

近红外组织血氧参数监测在游离腹部皮瓣监测中的应用

目的 评估近红外组织血氧参数监测仪（NIRS）在游离腹部皮瓣乳房重建术皮瓣监测中的应用价值. 方法 采用NIRS对2012年8月至2014年2月期间接受游离腹部皮瓣乳房重建的41例患者进行监测,记录并分析术前、术中以及术后皮瓣的组织氧合指数（TOI）和组织血红蛋白指数（tHI）,并进行统计分析. 结果 术前测量提示内侧皮瓣的血供较好,与腹壁下血管穿支多分布于脐周有关.术中血流阻断前NIRS即可检测出皮瓣Ⅳ区明显的血供障碍.术后检测结果提示皮瓣的血供自Ⅰ区至Ⅲ区逐渐削弱（P＜0.001）,Ⅲ区皮瓣的血供情况与重建时机有关,Ⅱ期较佳（TOI：P=0.019;tHI：P=0.009）,Ⅰ期患者中乳房重量较大者血供较好（TOI：P=0.071;tHI：P=0.042）,两手术时间（P=0.003）、吻合血管时间（P＜ 0.001）与Ⅰ期患者皮瓣Ⅲ区tHI成正比.研究期间,NIRS成功地在临床观察发现异常之前预警了1例血管危象的发生,体现出其在皮瓣术后监测中具有较高的应用价值. 结论 NIRS具有较高的灵敏度,能早期预警皮瓣血管危象的发生.它通过实时、无创、连续的监测方式,提供客观、可靠的指标,对游离腹部皮瓣的血运情况进行监测,有望降低监护压力,为该术式的推广奠定基础。

人脑血氧的数据分析及其临床验证

本文采用自制的近红外双波长脑血氧监测仪对20例正常人、30例手术麻醉病人和30例心功能不全病人进行了脑血氧监测,应用功率谱和互相关函数的方法对采集的血和氧数据进行了分析,实验结果表明:(1)正常人及麻醉后病人脑血氧饱和度的值为80%左右,符合正常生理参数,心功能不全患者脑血氧饱和度平均值为72.8%,明显低于正常人及麻醉后病人,医学统计学分析P<0.01。(2)正常人及麻醉后病人脑血、氧波形信号显示血、氧波形中波峰、波谷对应良好;波形频率和节律稳定,而心功能不全患者脑血、氧波形信号表现为波动的频率和节律均不规则,其血、氧波动信号之间的对应性差。这提示出近红外光在生物组织中传递时可带来较为直观的脑组织血、氧变化信息。(3)心功能不全患者的功率谱曲线主频峰不清晰、功率谱基底宽,有许多活跃的频峰,血、氧的功率谱曲线吻合性差,与正常人及麻醉后病人脑血、氧波形主频峰清晰、功率谱基底部绝少主频峰外的其它频峰功率谱图存在明显差异。(4)正常人及麻醉后病人血氧互相关函数系数为-0.9825±0.1027,接近-1;而心功能不全患者的血氧互相关函数系数仅为-0.8923±0.1035,与正常人及麻醉后病人存在显著差异,医学统计学分析P<0.01。临床试验表明,血氧波形、功率谱和互相关函数对于分析人脑血、氧生理参数状况及其变化有一定的效果。

背阔肌肌皮瓣与腹直肌皮瓣移植修复乳腺癌根治术后创面的效果观察

目的探究背阔肌肌皮瓣与腹直肌皮瓣在乳腺癌根治术创面修复中的应用价值。方法收集2020年4月至2022年12月我院200例行乳腺癌根治术患者临床资料,根据术中移植皮瓣不同分为背阔肌组100例(背阔肌肌皮瓣修复)和腹直肌组100例(腹直肌皮瓣修复)。比较两组围手术期指标、组织血氧参数[末梢血流灌注量、氧分压(TePO_(2))]、并发症、乳房美观效果(Harris评分)及生活质量满意度。结果背阔肌组手术时间(6.72±0.28)h、血管蒂长度(6.62±0.29)cm、住院时间(17.43±2.81)d短于腹直肌组[(7.12±0.37)h、(10.58±0.54)cm、(20.22±3.01)d],皮瓣温度(35.31±0.39)℃、皮瓣一期成活率95.00%高于腹直肌组[(34.92±0.41)℃、86.00%](P<0.05);术后1周,背阔肌组末梢血流灌注量为(139.72±16.29)BPU,高于腹直肌组的(131.28±17.53)BPU,TePO2为(64.71±8.47)mmHg,高于腹直肌组的(60.94±8.25)mmH(P<0.05);背阔肌组并发症发生率4.00%与腹直肌组8.00%比较,无显著差异(P>0.05);术后6个月两组乳房美学效果、生活质量满意度比较,均无显著差异(P>0.05)。结论背阔肌肌皮瓣、腹直肌皮瓣是乳腺癌根治术后安全可靠的乳房重建方式,而前者能优化手术流程,改善早期皮瓣微循环,有助于皮瓣成活,加快术后恢复进程。

功能性近红外光谱成像用于全麻儿童疼痛评估的效果

目的探讨功能性近红外光谱成像技术应用于全身麻醉儿童疼痛评估的效果。方法该研究为前瞻性研究,纳入2021-11至2022-09在解放军总医院第七医学中心行尿道下裂修补术或隐匿型阴茎矫治术的45例0~14岁患儿为研究对象,根据是否行阴茎背神经阻滞分为全身麻醉组(G组,n=30)和全身麻醉+阴茎背神经阻滞组(N组,n=15)。两组均采用连续波功能性近红外光谱成像设备采集切皮前5 min至切皮后5 min左侧前额叶脑组织血氧参数和心率,比较切皮前后左侧前额叶脑组织血氧参数和心率的平均值和峰值变化。结果与切皮前基线(T_(1))相比,G组切皮后左侧前额叶皮质被激活,脑组织血氧参数均在3 s内达到峰值(T_(2)),T_(2)时氧合血红蛋白平均浓度、脱氧血红蛋白平均浓度、总血红蛋白平均浓度、平均心率均显著增加或增快,差异均有统计学意义(P<0.05);而N组切皮后左侧前额叶皮质未被明显激活,T_(2)时氧合血红蛋白平均浓度、脱氧血红蛋白平均浓度、总血红蛋白平均浓度、平均心率无显著变化,差异均不具有统计学意义。G组接受切皮刺激后,与心率到达峰值的时间[(2.100+0.845)s]相比,患儿左侧前额叶脑组织血氧参数到达峰值的时间更早,其中脱氧血红蛋白浓度[(1.723±0.783)s,P=0.041]和总血红蛋白浓度[(1.763±0.770)s,P=0.028]到达峰值的时间差异具有统计学意义。结论功能性近红外光谱成像技术可用于全身麻醉儿童的疼痛评估,与常规的生理指标心率相比更具灵敏性,在优化临床疼痛评估及管理方面有巨大潜力。