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。

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:“

EGOS-600近红外组织血氧参数无损监测仪在人体解剖生理学实验教学中的应用

组织血氧仪能无损的监测人体各部位的组织血氧变化情况。苏州爱琴生物医疗电子有限公司生产的EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪被用于人体解剖生理学实验中进行多种条件下的血氧监测。文章简介了血氧仪的性能、参数、功能特点和界面等。详细写明了组织血氧仪生理学实验的步骤。设计并使用了基于matlab的实验结果处理和显示界面。

基于RF无线数据传输技术的近红外血氧监测仪的研制

针对血氧的无损测量 开发了一种无绳便携式近红外血氧监测系统。采用RF无线数据传输、单片机控制、PC机串口通 讯技术,可进行一定范围内的数据信息采集、显示和储存,并实现了微型化和便携化。利用该系统对专业运动员进行了 有氧负荷递增测试,得到运动过程中肌肉血氧相对浓度的变化趋势。结果表明该系统具有灵敏度高、抗干扰能力强,监 测范围大的特点,有望用于对运动员训练效果和运动水平的评定。

近红外光谱血氧监测仪发展现状

近红外光谱法血氧监测仪是光学CT成像仪研究的基础 .本文概述了红外光谱法血氧监测仪的理论基础 ,介绍了三种近红外光谱法研制方法 ,以及近红外光谱法血氧监测仪的发展现状 。

近红外血氧监测仪在TRAM乳房重建术后的评估研究

目的探讨近红外血氧监测仪对横行腹直肌皮瓣(TRAM)乳房重建术后移植皮瓣血运状况的评估作用。方法选取2013年11月-2015年10月于天津医科大学肿瘤医院行带蒂横行腹直肌皮瓣乳房重建术患者124例,按手术时间进行分组,以每月1-15日进行手术的患者为观察组(60例),每月16-31日进行手术的患者为对照组进行研究(64例)。观察组在行常规护理措施的同时,使用近红外血氧监测仪监测血氧饱和度,对照组则仅行常规护理措施。比较两组患者皮瓣并发症出现的时间。结果 72 h后,观察组发现皮瓣异常率(20.00%)明显高于对照组(6.25%),差异有统计学意义(P<0.05);且观察组患者皮瓣并发症出现的时间早于对照组(P<0.05)。结论近红外线血氧监测仪与传统评估皮瓣血供情况的方法相比,能更早的发现皮瓣异常,使移植皮瓣血管出现危象的患者可得到及时治疗,减少皮瓣术后并发症的发生率,提高手术成功率。

近红外光谱肌肉组织血氧定量监测技术的研究——模型实验与蒙特卡罗仿真研究

近红外光谱法组织血氧检测技术可实现对人体组织肌肉、脑组织含氧浓度的无创伤长时间连续监测 ,具有广阔的应用前景。但是 ,由于光在人体组织内的强散射现象和人体组织构造的复杂性、个体差异性 ,现有的监测方法还不能实现真正意义上的定量监测。本研究通过模型实验以及蒙特卡罗仿真研究定量地分析了监测肌肉组织血氧时皮肤、皮下脂肪等对测量结果的影响 ,并提出了一种可消除皮肤、皮下脂肪影响的近红外光谱肌肉组织血氧定量监测方法。经过理论分析其监测误差可控制在 10 %以内。所提演算方法还有待相关仪器开发完成后进行临床研究加以确认。

技术成果转化喜结硕果——具有自主知识产权的近红外组织血氧参数无损检测仪已在多个临床领域投入使用

清华大学医学院生物医学工程系课题组经过长期研究和开发,在国内率先研制出具有自主知识产权的近红外组织血氧参数无损检测仪。该仪器将近红外光谱技术用于强散射的人体组织,实现了组织氧饱和度绝对量、组织中血红蛋白浓度变化量的无创、连续、实时检测,使我国成为继日本、美国之后第3个生产此类产品的国家。《技术成果转化喜结硕果》阐述了近红外组织血氧参数无损检测仪与以往检测方法相比的特点及优势,近红外血氧参数无损检测仪应用的领域及临床应用发展势头和前景及怎样成功将国内自主知识产权的专利技术成功转化为临床应用产品的经验。《振幅整合脑电图的实现及其在新生儿脑功能监护中的应用前景》及《医工结合深入开展新生儿脑组织血氧检测的研究》对新生儿脑功能监护进行了探讨。

一种高精度的非侵入式脑组织氧监测系统

目的本研究旨在介绍一种集成功能性近红外光谱(functional Near-Infrared Spectroscopy,fNIRS)与USB接口的非侵入式脑组织氧监测系统,提升监测实时性和操作便利性。方法本研究利用改良的比尔-朗伯特定律(Modified Beer-Lambert Law,MBLL)测定头皮下组织氧合变化,采用硅光电倍增器(Silicon Photomultipliers,SiPM)作为探测器,通过整合fNIRS和便携的USB接口,开发一款轻便、易于使用且成本效益高的脑血氧监测设备。本研究通过一系列详尽的试验验证脑组织氧检测系统的准确性、稳定性、可靠性、易用性和实用性。结果系统在与商业产品NeurOs Cerebral Oximetry比较中显示出±10%的准确性范围内。重复性测试表现出0.42%到3.93%的复现性误差,并在8h连续监测中表现稳定。结论本系统的精确性和稳定性为脑组织氧合水平的实时监测提供了可靠工具。未来研究将探索系统的小型化、可穿戴化以及人工智能技术集成。

《近红外组织血氧参数无损检测技术临床应用》学术研讨会在清华大学召开

由清华大学医学院和北京大学第一医院联合举办的《近红外组织血氧参数无损检测技术临床应用》学术研讨会于7月2日在清华大学召开。清华医学院党委书记，副院长裴兆宏同志出席会议并代表举办单位致欢迎词。参加会议的专家教授来自北京大学，清华大学，复旦非常丰富医学院，

生物组织中血氧等参数的红外无损检测及其应用

本技术检测的是生物组织中微细血管（微动脉、微静脉、毛细血管）中的血氧参数，与常见的指端脉搏血氧仪不同，能在血液灌注微弱和心脏停止工作（靠体外循环机维持）情况下无创、定量、实时：连续地得到局部组织（脑、肌肉、皮瓣等）的血氧参数。

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。

网络化多参数体征监测仪的设计

目的设计一种基于无线传感网络的多参数体征监测仪,取代传统有线式数据传输,提高便携式心电监测仪的适应能力。方法系统采用Zigbee无线传感技术,对人体心电、血氧饱和度、无创血压等生命体征参数进行动态监测,并通过小波变换对心电监测算法进行改进,提高心电监测的分辨率和精准度。结果实现了各种医疗监测模块的即插即用功能,以及特征监测数据的网络化传输。结论网络化心电检测仪结构简单、精度高、系统功耗低。

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。

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。

昏迷病人监测血氧饱和度的临床意义及护理

血氧饱和度（ＳＰＯ２）是指血红蛋白氧合程度的百分比，正常值末梢ＳＰＯ２＞９５％。它与氧分压、氧流量、酸碱度、体温等有关，能有效地反映组织供氧情况，昏迷病人由于呼吸受到不同程度的影响，因而组织供氧也发生改变，故监测ＳＰＯ２有更重要的临床意义。１临床资料...

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。

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。

基于近红外光谱分析技术评价运动对老年人认知功能改善的作用

背景:认知老化是增龄性相关的认知功能衰退,临床上目前没有明确的治疗原则可循,进入终末期发展成为认知功能障碍,运动延缓认知老化得到普遍认可。目的:总结目前基于近红外光谱分析技术评价运动延缓认知老化的进展和不足。方法:遵循PRISMA指南,由第一作者以“运动,近红外光谱,认知,老年人,组织蛋白酶B,脑源性神经营养因子”为中文检索词,以“exercise,near-infrared spectroscopy,cognition,elderly or older adults,cathepsin B,brain-derived neurotrophic factor”为英文检索词,对PubMed,WOS,CNKI,万方等数据库分别进行检索,对文献中基于近红外光谱技术的运动,老年人的认知功能的文献,保留37篇文献进一步总结分析。结果与结论:综合目前基于近红外光谱技术分析运动延缓认知老化的研究,证实运动改善不同脑区皮质的激活程度,进而改善认知功能。长期的有氧运动对认知功能改善的效果较短期运动优,更有利于延缓认知老化。其潜在的生理学机制可能在于运动改善大脑的血流灌注,其次运动刺激骨骼肌分泌神经营养因子,促进神经元的生长、存活、增殖。但干预方案无统一标准,诸多环节,如个体差异、不同脑区指标的结合,被试的身体状况(心血管疾病和肺部疾病)的测试程序均有待于进一步完善,提高参数的可靠性和有效性。