NIRS应用于组织血氧无损监测,开启中国脑氧监测新篇章!

NIRS应用于组织血氧无损监测，开启中国脑氧监测新篇章！

此前，国内临床上检测脑血氧饱和度多通过在颈动脉和颈静脉埋置导管，不定期采集颅内血样，然后将血样放置于血气分析仪内进行检测。这种侵入式的检测方式一方面有较大的出血风险，由于是动脉插管，尤其是对于中老年人，如果止血不到位可能造成体内出血；另一方面，通过有创采血进行检测，只能在某些时间点进行数据采集，不能作为监护手段进行脑氧实时监测。而事实上，已经有研究表明，对脑血氧状况进行实时监测并及时干预，可以降低术中或术后患者发生脑中风的概率，并且可以缩短患者在重症监护室以及在普通病房的住院时间等。

之后临床上开始应用指端脉搏可无创、连续、实时监测全身动脉血氧饱和度，此法不受开颅手术影响，颅内有无特殊情况，只要脉搏搏动正常即可测量，但是也有局限性，指端脉搏监测反映全身动脉氧供应，不能直接反映局部组织血氧情况，同时对于低体温、低血压、低灌注或停循环等条件下无法测量。

随着科学技术的发展，光以及光电转换技术在各领域已经有效地得到广泛的应用。利用近红外光谱法（NIRS：Near Infrared Spectroscopy），根据血红蛋白在该波段下的吸收特性来无创检测脑功能的研究、探索将来实现光CT的可能性，在日本、美国已经开展起来并取得了不少成绩。这是将先进光电技术运用于生物医学工程研究的一个极有意义的尝试。另一方面商界也利用该技术推出相应高科技的医疗仪器，应用于手术室（尤其是体外循环的开胸手术）、神经内外科、妇产科、药物疗效检测、脑功能研究、中老年医学科等多方面。

此前，国外已经有利用近红外光谱技术无创检测脑血氧饱和度的设备，但相关产品直到在2010年后才获准进入中国，且售价非常昂贵。同期国内脑氧技术迅速发展，由清华大学生物医学工程系发明的新型NIRS设备，使用SRS算法，基于光子慢射方程解析，即分析近红外光与具高散射特性的脑组织之间的相互作用设备EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪，该设备已应用于麻醉、新生儿、ICU、神外等重要科室。

EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪采用近红外光谱（NIRS：Near Infrared Spectroscopy）技术，能够无创、连续、实时监测人体组织的血氧参数。该产品采用700~900nm之间波长的的近红外光。一方面，利用该波段不同波长的NIRS对氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的吸光特异性，二者既是主要吸收体，有容易区分，从而得到组织血氧饱和度。另一方面，由于NIRS对皮肤，脂肪、颅骨等组织具有较好的穿透性，因此它可以透过上述外层组织，到达更深层的脑和肌肉组织测量得到相应血氧参数。

同时，EGOS-600系列采用空间分辨光谱（SRS）算法对采集的数据进行演算，可以更好地消除外层组织对待测组织结果的影响，确保数据具有较高精准度。此外，通过SRS算法可以得到TOI和THI两个重要参数，可分别反映局部组织氧供需平衡，以及组织的灌注变化情况。

EGOS-600系列近红外组织血氧参数无损监测仪由主机（含数据采集系统、数据处理系统和显示屏）、组织血氧探头等组成。系统配备12.1英寸触摸屏，自带可充电锂电池，最多可支持4通道同时监测。近红外组织血氧参数无损监测仪有EGOS-600A、EGOS-600B、EGOS-600C三个型号，均可测量5个生理血氧参数，包括：

组织血氧饱和度（TOI）

组织血红蛋白浓度指数（THI）

脱氧血红蛋白浓度变化量（△CHb）

氧合血红蛋白浓度变化量（△CHbO2）

总血红蛋白浓度变化量（△CtHb）。

其中，TOI和THI为核心测量指标。TOI数值上接近于人体局部组织静脉血氧饱和度，反映人体局部组织氧供应与消耗的动态平衡。THI正比于局部组织血容积（Blood Volume，BV）和红细胞压积比（HCT），在HCT稳定的前提下可反应局部组织血管的舒张或收缩、开放或闭合。