一种手持式多光谱近红外（NIRS）设备，用于实时相对监测组织氧饱和度

《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》：A Handheld Multispectral NIRS Device for Real-Time Baseline-Relative Monitoring of Tissue Oxygen Saturation

手持式多光谱近红外光谱仪PhasorDetect通过8波长（525-940 nm）实时监测组织血氧饱和度，在14名健康受试者双臂血管闭塞实验中验证其性能。对比Hutchinson InSpectra设备，发现基于MBLL分析的回归模型方向匹配但幅度不一致，转而采用基线相对的早期预警分类器，有效检测≥10%和≥20%的血氧饱和度下降。研究证实该设备可可靠追踪血氧动态变化，适用于无法使用常规设备的场景。

　　

摘要：

目的：组织氧饱和度（SO）在临床评估局部灌注情况时非常有用，但许多近红外光谱（NIRS）系统价格昂贵且体积庞大。我们开发了PhasorDetect，这是一种便携式多光谱连续波NIRS设备，专为实时监测相对基线氧饱和度变化而设计。
方法：在健康受试者（n = 14；双臂）的血管阻塞测试中，将PhasorDetect（8个波长，525-940 nm）与Hutchinson InSpectra进行了对比。InSpectra放置在手掌隆起处，而PhasorDetect则放置在前臂远端。我们评估了三种互补的方法：基于MBLL的分析估计器、用于连续相对基线估计的回归模型以及用于检测相对基线下降的早期警报系统。为了防止数据泄漏，采用按手臂划分的交叉验证方法对模型进行了评估。
结果：连续氧饱和度回归（分析方法和基于学习的模型）能够捕捉到氧饱和度变化的方向，但无法在所有受试者中一致地反映变化的幅度，这与同轴反射测量的局限性一致。因此，我们将监测目标调整为相对基线的早期警报，并评估了在氧饱和度下降幅度≥10%和≥20%时的警报系统。在所有测试模型中，这种方法的表现最为有效。
结论：PhasorDetect能够可靠地追踪受试者在血管阻塞和再灌注过程中的氧饱和度动态变化，支持相对基线的监测而非绝对值的测量。意义：这种低成本、便携式的多光谱NIRS平台能够在传统设备不适用的场合实现趋势监测和早期灌注障碍预警。