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基于近红外连续波的无创组织体血氧检测系统

缪辉  
【摘要】: 近红外光谱技术具有无创伤、灵敏度高、响应速度快等特点,因此,在医学诊断和治疗领域有着广泛的应用。检测人体组织中血红蛋白的氧合程度并实时监测组织的血氧饱和度,对医学临床的诊断和治疗起到至关重要的作用。本课题建立了基于漫反射测量方式的近红外连续波的检测系统,利用该系统可方便地实现对人体组织进行检测。为今后系统测量人体组织光学参数以及发展近红外拓扑成像提供了基础。 本文重点完成以下几个方面的工作: (1)系统地阐述了现有的近红外光谱技术检测方法。然后,比较了几种利用近红外光谱技术对人体组织检测的方案,并进行了可行性分析研究。最终选用近红外连续波作为组织检测系统的设计方案。 (2)采用了两种测量人体组织血氧饱和度的方案,即应用时间分辨方法估算组织体的差分路径因子,并根据修正的朗伯-比尔定律计算出组织血氧饱和度方案和由光子漫射方程理论推导出的基于空间分辨组织血氧饱和度的测量方案。 (3)设计搭建组织体近红外连续波的无创检测系统。该系统是基于双波长双探测距离的反射式检测系统,可对组织体组织光学参数和血氧饱和度进行测量。为了实现双距离下的探测,本文提出了应用微控型机械光开关进行光路转换的方法,同时此方法可大大降低了系统的成本并使系统小型化。在LabVIEW的软件环境下,我们编写了检测系统的控制程序。 (4)最后,应用该近红外无创血氧饱和度检测系统对人体前臂进行了血氧饱和度测量实验。实验结果表明,该系统能够方便、直观、快速的测量出待测人体组织血氧饱和度,可基本满足医学临床检测的需求。


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