腦血氧儀作為一種重要的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備，通過非侵入性技術(shù)實(shí)時測量大腦血氧水平，為臨床診斷和科研研究提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。其核心技術(shù)基于近紅外光譜技術(shù)（NIRS），通過光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對腦部氧合狀態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)測。
 

　　一、近紅外光譜技術(shù)的物理基礎(chǔ)

　　腦血氧儀的核心原理是利用近紅外光（680-850nm波長）在生物組織中的特殊穿透性。不同于可見光或X射線，近紅外光能夠穿透頭皮、顱骨和腦膜，深入大腦皮質(zhì)層約2-3厘米。當(dāng)光束穿過腦組織時，血液中的氧合血紅蛋白（HbO）和脫氧血紅蛋白（HbR）會對特定波長的光產(chǎn)生差異化吸收——氧合血紅蛋白主要吸收850nm左右的光，而脫氧血紅蛋白對680nm左右的光更敏感。

　　二、信號采集與分析過程

　　設(shè)備通過發(fā)射端向額頭等部位投射近紅外光，并由接收端的傳感器檢測穿透后的光強(qiáng)度變化。以北京津發(fā)科技的腦血氧儀為例，其采用多通道檢測技術(shù)，通過比較入射光與出射光的強(qiáng)度差異，結(jié)合比爾-朗伯定律計算出血紅蛋白濃度變化。新加坡國立大學(xué)開發(fā)的TD-NIRS技術(shù)進(jìn)一步引入皮秒級時間分辨率，通過測量光子飛行時間，實(shí)現(xiàn)大腦表層下不同深度（2.5-4cm）的血氧參數(shù)（如HbO、HbR、StO?）的量化分析。

　　三、臨床應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢

　　與傳統(tǒng)有創(chuàng)監(jiān)測相比，該儀器具有無輻射、實(shí)時連續(xù)、安全便捷的特點(diǎn)。在神經(jīng)外科手術(shù)中，設(shè)備可實(shí)時反饋腦組織氧合狀態(tài)，輔助醫(yī)生調(diào)整呼吸機(jī)參數(shù)或輸血方案；在重癥監(jiān)護(hù)中，通過監(jiān)測StO?變化，能早期識別缺氧缺血性腦損傷風(fēng)險。北京津發(fā)科技的設(shè)備還支持多任務(wù)實(shí)驗(yàn)方案，幫助科研人員研究不同認(rèn)知任務(wù)下的大腦氧代謝規(guī)律。

　　四、技術(shù)局限與發(fā)展方向

　　當(dāng)前技術(shù)受限于近紅外光的穿透深度，主要監(jiān)測大腦淺層區(qū)域（約1-2cm）。未來隨著TD-NIRS等深度分辨技術(shù)的普及，結(jié)合AI算法的數(shù)據(jù)分析，儀器有望實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的全腦氧合圖譜繪制，為腦卒中急救、麻醉監(jiān)測等領(lǐng)域提供更強(qiáng)大的決策支持。

　　從光學(xué)原理到臨床應(yīng)用，腦血氧儀通過近紅外光譜技術(shù)架起了洞察大腦氧合狀態(tài)的橋梁，持續(xù)推動著神經(jīng)醫(yī)學(xué)向精準(zhǔn)化、智能化發(fā)展。