血氧无损光谱检测

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。