用于新生儿脑氧代谢和血流的光学神经监测器 (BabyLux)

BabyLux 项目旨在提供一种精确、准确且坚固的设备，以持续监测危重新生儿的脑氧代谢和血流量。 这将通过在单个设备中结合时间分辨近红外光谱 (TRS) 和新开发的漫相关光谱 (DCS) 来实现。 该项目的创新方面与先进解决方案的使用有关，这些解决方案基于最先进的光子组件，这些组件已经在成人的实验室和临床测试中进行了测试。

时间分辨近红外光谱和漫相关光谱

拟议的解决方案将集成两种先进的光子技术，TRS 和 DCS。 这两种技术都依赖于使用光纤探头（传感器）以非常低功率的近红外光照射头皮，并收集通过头皮和颅骨传播的漫反射光信号，从而携带更深层的信息皮质区。 近红外范围内含氧和脱氧血红蛋白的不同吸收光谱允许对皮质组织中的两种物种进行非侵入性监测。

TRS 和 DCS 原型可用，并已在实验室环境中进行技术测试，并在成人志愿者和患者的临床前试验中成功验证。

测得的 TRS/DCS 参数

TRS 通过扩散介质（例如新生儿的头部）测量相对较短的光脉冲（脉冲持续时间 ~100 ps）的衰减和时间加宽。 TRS 能够解析通过组织传播的光子的路径长度（或等效的飞行时间）。 这使得 TRS 能够分离吸收系数和散射系数，从而实现绝对测量，并利用路径长度的时间门控来强调来自更深组织的信号。 这对于分离脑内和脑外信号以进行大脑监测尤为重要。

DCS 依赖于混浊介质中光场的时间相关性也遵循扩散方程这一事实，尽管与用于 TRS 的方程略有不同。 因此，DCS 具有 TRS 的光穿透优势，但是，由于 DCS 明确测量红细胞运动，它提供了对脑血流量 (CBF) 等量的直接测量。

DCS 和 TRS 的特定组合允许全面评估脑氧代谢和 CBF（即 CBF 和充氧是同时独立提供的，准确的（即基于光学参数的绝对测量）和稳健的（即 可能较少受与表面系统活动或传感器/头部运动相关的人工制品影响）方式。

本研究的目的是在不同的临床现实环境中使用 BabyLux 仪器进行临床测量，以验证这项新技术在新生儿医学中的可行性、测量的可重复性和用户友好性。

BabyLux 系统在四种不同的现实生活环境中进行了测试，以衡量：

1. 出生后几分钟内氧合作用的增加和血流量的变化，以指定预期的测量范围；
2. 在相对稳定的条件下，在头部略有不同的位置多次重新应用 NIRS 传感器，测量的精度和可重复性；
3. 机械通气新生儿脑血管对动脉二氧化碳分压的反应性，以监测脑血流量的诱发变化；
4. 常规护理情况下的用户友好性和信号丢失（例如，在对接受重症监护的新生儿进行 24 小时监测期间）。