利用近红外光谱学探测脑氧合

本文综述了近红外光谱学（NIRS）的基本原理。该技术能够测量脑组织的氧合。文中讨论了检测局部脑氧合（rSO2）所涉及的特定问题。组织中主要的发色团（光吸收体）是水。仅在 650-1000 nm 的近红外光区域，总吸收率足够低，近红外光才能穿透厚层组织（包括皮肤、颅骨和大脑）并被检测到。在该区域存在许多吸光发色团，但就氧合而言，只有三种是重要的：血红蛋白（HbO2）、脱氧血红蛋白和细胞色素氧化酶（CtOx）。在过去 20 年中，NIRS 的仪器和应用取得了巨大发展。我们实验中使用的设备为：Somanetics 的 INVOS 脑血氧仪（IBO）和 Toomim 的 HEG 分光光度计。对两种设备的性能进行了比较，包括各自的优缺点。IBO 建立在研发团队为开发可靠设备所作的大量努力之上，能够很好地测量 rSO2。目前它已有效应用于手术室中，挽救生命并节约开支。然而，将其用于研究存在两个缺点：采样率过低，且读数仅限于两位有效数字。HEG 设备没有这些缺点，但目前尚未充分发展到能够测量 rSO2 的程度。我们测量了 HEG 的读数，并将其与 IBO 的 rSO2 读数进行了比较。我们的研究结果表明，HEG 可用于测量 rSO2 的相对变化。