腦血氧儀作為一種重要的醫療監測設備，通過非侵入性技術實時測量大腦血氧水平，為臨床診斷和科研研究提供了關鍵數據支持。其核心技術基于近紅外光譜技術（NIRS），通過光學原理實現對腦部氧合狀態的精準監測。
 

　　一、近紅外光譜技術的物理基礎

　　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，深入大腦皮質層約2-3厘米。當光束穿過腦組織時，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

　　設備通過發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度變化。以北京津發科技的腦血氧儀為例，其采用多通道檢測技術，通過比較入射光與出射光的強度差異，結合比爾-朗伯定律計算出血紅蛋白濃度變化。新加坡國立大學開發的TD-NIRS技術進一步引入皮秒級時間分辨率，通過測量光子飛行時間，實現大腦表層下不同深度（2.5-4cm）的血氧參數（如HbO、HbR、StO?）的量化分析。

　　三、臨床應用中的技術優勢

　　與傳統有創監測相比，該儀器具有無輻射、實時連續、安全便捷的特點。在神經外科手術中，設備可實時反饋腦組織氧合狀態，輔助醫生調整呼吸機參數或輸血方案；在重癥監護中，通過監測StO?變化，能早期識別缺氧缺血性腦損傷風險。北京津發科技的設備還支持多任務實驗方案，幫助科研人員研究不同認知任務下的大腦氧代謝規律。

　　四、技術局限與發展方向

　　當前技術受限于近紅外光的穿透深度，主要監測大腦淺層區域（約1-2cm）。未來隨著TD-NIRS等深度分辨技術的普及，結合AI算法的數據分析，儀器有望實現更精準的全腦氧合圖譜繪制，為腦卒中急救、麻醉監測等領域提供更強大的決策支持。

　　從光學原理到臨床應用，腦血氧儀通過近紅外光譜技術架起了洞察大腦氧合狀態的橋梁，持續推動著神經醫學向精準化、智能化發展。