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纤维光学光导
近红外光谱技术在检测脑功能活动中的应用

August 13,2019.

近红外光(near infrared,NIR)是介于可见光和中红外光之间的电磁波,美国材料检测协会将近红外光谱区定义为波长780~2526nm的光谱区。


利用近红外光谱技术检测脑氧饱和度和脑血流动力学广泛应用于脑功能活动监测领域。    

近红外光谱技术(NIRS)的检测原理:    

NIRS检测脑功能的主要机制是:大脑的血流供应会随着功能活动的局部变化而进行局部响应,当大脑处于激活状态时,会引起局部脑血流与氧代谢率改变,从而引起相应区域内血氧浓度的变化,因此通过测量组织血氧状态,即可间接评价大脑功能活动。    NIRs检测组织血氧基于以下原理:在700~900 nm这段近红外区域内,存在一个“光谱窗”.这个“光谱窗”内,生物组织对光线的吸收作用大大降低,光线可以进入更深一些的组织.同时,由于血红蛋白和细胞色素含氧量不同导致的吸收光谱的差异仍然可以分辨.当波长大于900nm时,组织中的水成分对光子的吸收作用十分强烈,光子进入组织几毫米就会被吸收殆尽.而在低于700 nm的可见光范围内,血红蛋白对光线的吸收作用大大增加,同时,组织的散射作用也十分厉害.所以这两段光谱区均不适合作为光源,由于人体组织血管中的血红蛋白对光线的吸收能力与血红蛋白的状态有密切关系,因此通过检测人体组织对光线的吸收情况就可推测出此时血液中的含氧量。

近红外光脑功能成像

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