血氧无损光谱检测

2018年7月13日 22:18:06 来源: Avantes爱万提斯
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血红蛋白含量(Hemoglobin, Hb)是临床上判断携氧能力和贫血的重要指标。根据血红蛋白的含量能够筛查贫血患者,不仅如此,血红蛋白水平的监测能够了解患者的失血情况,指导临床输血管理。

光谱检测方法以其方便、无痛无创以及原理上高速、高精度、信息多维化等优点成为最有应用前景的方法。在近红外光谱血液成分无创测量中,目前只有血氧的监测在临床上得到普遍应用。对血氧的监测在手术麻醉、医疗监护和运动、睡眠过程的研究中具有非常重要的作用。国内外学者对血氧检测进行了大量的研究,并有多种商业化的血氧监测产品。血氧饱和度光谱测量中,通常选取特定的两个波长进行计算,得到血氧饱和度系数这个中间值,通过经验公式或拟合方法,计算出血氧饱和度的值。

 

图1 血红蛋白与水的吸收系数

   在300~1500nm可见-近红外波段中,还原血红蛋白(Hb)、氧合血红蛋白(HbO2)和水(H2O)的吸收系数曲线如图1所示,利用Hb和HbO2吸收系数的差别,由朗伯比尔定律进行血氧饱和度的测量。通常选取指端、耳垂等部位进行血氧测量。

血氧光谱测量采取在体指端透射测量。采集装置由光源、光纤、光谱仪、电脑四个部分构成,如图2 所示。光源采用卤素灯,光纤为定制光纤束,其出射端成“一”字排列与光谱仪入射狭缝匹配;光谱仪采用荷兰Avantes公司AvaSpec-HS1024x58TEC-USB2和AvaSpec-NIR256-1.7TEC,内置制冷型背照式CCD探测器阵列和制冷型InGaAs探测器阵列,其波长范围分别为200~1160nm和1050-1700nm;光谱仪与计算机之间通过USB线连接。

 

 

图2 血氧浓度测试装置图