无创生化检测__培训课件.ppt

电磁波谱与物理效应 无创活体生化检测技术 王卫东 解放军总医院 人体湿热状态检测 热学参数的生化意义 人体的组织具有不同的热容（率）、热传导率、热平衡常数等热血参数，这些参数会随着环境的湿度、压力、组织成分、组织液物质的变化而发生改变，如红细胞增加会改变组织的热学特性、血液中的葡萄糖增加热学特性会发生改变、组织血流速的改变也会改变组织的热学特性等。 通过测量组织的热学特性可以间接反映出组织生化成分的变化。 血管热平衡长度 血管与组织温差从初起温度降低到1/e，这里e是指数，2.718。血管热平衡长度的典型表达式 热显著性差异 软组织热传输模型 假设 ，则 热损耗和产生 辐射（Radiation）热损耗 汗蒸发（Sweat Evaporation）热损耗 或者 人体组织红外热波检测 红外热波的生化意义 红外热波无损检测技术是近年来复合材料无损检测领域发展迅速的一种新方法，与常规的超声、射线等检测技术相比，该项检测技术具有非接触、全场、大面积、快速、直观、易实现检测自动化等优点，采用专用软件对获得的红外图像信息处理后，可直接识别缺陷位置坐标，除此之外，检测时对周围环境没有特殊要求，设备轻便、可移动，特别适合现场应用和在线、在役检测，国外已经用于金属和非金属材料及其复合结构件的无损检测 红外热成像技术理论及应用的研究重点是研究热源，产品被加热后，材料内部的缺陷改变复合材料局部的热性能，导致材料表面温度场的变化，通过材料表面的温度图谱即可判定缺陷，采用专用软件进行实时图像信号处理，显示出检测结果，从而达到检测目的。 红外热波检测 人体组织光学特学检测 血红蛋白种类 血氧饱和度就是血液中含氧血红蛋白与总血红蛋白的比，即血氧浓度，它是呼吸循环的重要生理参数，总血红蛋白是含氧血红蛋白、去氧血红蛋白、一氧化碳血红蛋白、高铁血红蛋白和糖化血红蛋白等各类血红蛋白的总和（HbO2+Hb+COHb+MetHb+……）。功能性血氧饱和度就是含氧血红蛋白与含氧血红蛋白和去氧血红蛋白总和之比，有别于含氧血红蛋白所占百分比。通常，临床上，采用光学血体积描记法进行无创血氧饱和度的测量。正常人的动脉血的血氧饱和度为98%，静脉血为75%。因此，监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行评价。 微循环 微循环障碍是“万病”之源（注：“凡病之起，多由于郁。郁者，滞而不通之意也。人禀七情，皆足以致郁，喜则气缓，怒则气上，忧则气凝，悲则气消，恐则气下，惊则气乱，思则气结，行气紊乱，皆致壅滞，足以郁结。”），微循环过强过弱皆会导致机体功能障碍，如打鼾、心悸、咳嗽、肿瘤、慢性疲劳综合症等多因微循环障碍所致。 如果微循环通畅，百病不生。这就是，“流水不腐，户枢不蠹”的道理。因此，无创检测组织和脏器局部的微循环的血流、血氧饱和度和氧代谢率等生理参数对于健康评估、疾病诊断和治疗预后等具有重要的指导意义。 朗博-比尔（Lambert-Beer）定律 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系 假设一束平行单色光通过一个吸光物体 吸收光谱法基本定律 续前 取物体中一极薄层 续前 讨论： 1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提） 入射光为单色光 溶液是稀溶液 2．该定律适用于固体、液体和气体样品 3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 应用：多组分测定 吸光系数和吸收光谱 1．吸光系数的物理意义： 单位浓度、单位厚度的吸光度 讨论： 1）E=f（组分性质，温度，溶剂，λ） 当组分性质、温度和溶剂一定，E=f（λ） 2）不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收） 同一物质在不同波长下E一定不同 3）E↑，物质对光吸收能力↑, 定量测定灵敏度↑ → 定性、定量依据 续前 2．吸光系数两种表示法： 1）摩尔吸光系数ε： 在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度 2）百分含量吸光系数 / 比吸光系数： 在一定λ下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度 3）两者关系 3．吸收光谱（吸收曲线）：λ~A 最大吸收 最小吸收 特征值→定性依据 肩峰 末端吸收 流动的Lambert-Beer定律 —第i波长的吸光光度； —第k组织流动物质被光照的时变体积； —第k组织中第j物质的浓度； —第j物质的第i波长的吸光系数； 通过血液流量 计算脉动周期内的体积变化 人体组织声学特学检测 声学参数的生化意义 人体的组织具有不同的声学压缩性、声速、声阻抗、声散射系数、声体积速度等声学参数，这些参数