一束光穿过大脑：河北地质大学学生团队用光学勘探技能做了一台便携无创脑血氧监测仪

  从河北地质大学到那家屠宰场大约10公里。他们拎着一次性容器，站在门口等一袋还温着的猪血。

  血会凝结。放久了，里边的成分就变了，测出来的数据也跟着变。他们要的是刚放出来的那一袋。

  这样的“接血”，前后继续了3个月。除了猪血，复原剂用哪一种、生物因子用哪一种，都要相同相同试。许多资料其时买不到，还得跑许多当地。

  “一个含糊的信号，经过算法的处理，让它看得更明晰，得到更精确的数据。”这是侯力筝的研讨方向——光学信号处理。

  2001年出世的她，是河北地质大学2024级硕士研讨生，也是“光脑芯锐”学生团队的负责人。团队14个人，学什么的都有：电子信息、生物医学，还有管帐学和管理学。姓名是咱们凑出来的：光是近红外光，脑是使用的当地，芯是那枚被塞进探头的芯片，锐是他们想做到的。

  他们做的是一台便携式无创脑血氧监测仪。但在测他人之前，得先知道它测得准禁绝——所以有了那套自己搭的试验设备，和那些从10公里外接回来的猪血。

  “不能连续。”侯力筝说。跑完一遍，把成果拉出来看，不对，改参数，再跑40个小时。她说，最难熬的不是失利自身，是“你花了一个星期做试验，成果还不如上一次”。

  “当你试了一条路，发现作用反而没有前次好，再试一条，仍是没有前次好。这个才是让人最溃散的当地。”

  每一次，做硬件的同学要把不同波长的激光器接到探头上，收集信号，再交给算法处理。一次40小时，总共做了16次。

  2024年秋天，侯力筝接手这一个项目的时分，上一届师兄留下的是一台测颈静脉血氧的仪器。

  “其时并没有一个完好的处理计划。”她说，“我也忧虑，万一做不出来怎样办。”

  团队用3个月跑遍了京津冀十余家三甲医院，蹲在麻醉科和ICU（重症监护室），跟一线医师、护理面临面聊，记下厚厚3本临床需求笔记。

  医师告知他们：颈静脉血氧不是有必要的方针。麻醉科更想知道的，是患者的脑子究竟缺不缺氧。

  2024年，脑血氧监测被列入麻醉手术中的必要监测方针。但临床上大多还在用有创检测——从颈静脉穿刺抽血。可据团队调研，并发症产生率在13%左右。

  进口的无创设备则是另一个极点：一台三四十万元，探头通道多、机器体积大，手术时来回移动很不便利。更费事的是运动伪影——重症患者无意识地翻个身，数据就飘了，机器跟着误报。报得多了，医护人员就不再信它。

  她回过一次承德老家，专门去区医院做调研。2025年，这家医院买了4台脑血氧监测设备，一台将近40万元，总共花了150万元。

  “我便是看，为什么这些技能打破都是国外的试验室做出来的，咱们自己研讨这项技能的人这么少。”她说，“年轻人比较争强好胜嘛。”

  那是一个20多岁的女孩，做了一个微创手术。手术很成功。但在麻醉复苏室，没有人发现她的喉罩移位了。

  采访中，她把这段话讲了两遍。第一遍，她说那个女孩“才20多岁”；第二遍，她说“跟咱们相同大”。

  “假如麻醉复苏室里也能配一台这样的设备，”她说，“或许这样的意外就不会再产生。”

  在这之前，她对这项技能的爱情“并没那么多”，更多是科研的要求。这件事让她意识到，自己每天在电脑前跑的那些数据，是跟人有联系的。

  近红外光的波长在600到900纳米之间，肉眼看不见。它能穿过颅骨、脑脊液和脑安排，再回来来。血液里的氧合血红蛋白和复原血红蛋白，吸收光的份额不相同——回来来的那束光，就带出了血氧的信息。

  “说起来很简单，便是一束光穿过你的大脑，然后再回来。”侯力筝说，“但在实践使用中是杂乱的。”

  杂乱在波长的挑选。两个波长挨得太近，差异小得看不出来；离得太远，噪声又大。人一动，血在流，信号里满是搅扰。

  他们最初选的是660和905纳米——市面上老练产品用的波段。试验室买回两台进口设备，接上光谱仪，把它们的波长量了出来，先照着做，再一点点改。

  成果是，勘探深度增加了30%，精度坚持不变。侯力筝打了个比如：原来是像素很低的相机，相同的间隔拍出来是糊的；现在像素提上去了，相同的间隔，相片清楚了。

  算法这一关更难。患者翻身带来的运动伪影，是进口设备也没彻底处理的老问题。团队用了双波长近红外光谱，加上去噪算法和深度学习，拿1200余例实在临床数据去“喂”模型。

  最终，患者烦躁状态下的测量误差被控制在3%以内，与有创金规范的相关性达0.95。

  硬件上，他们做了另一件事：把本来放在主机里的模块，集成到一枚更小的芯片上，挪进探头。

  这意味着，探头插上就能用。医院不需要再买一台主机，只要在自己的设备上装他们的软件，激活，就能读出一个人的脑血氧。

  针对进口设备“一体化探头”的耗材本钱，他们又把探头拆成“复用式传感器+一次性医用柔性贴片”，单次耗材本钱降了40%。

  团队建立5年来，这项技能获得了5项国家发明专利授权，2项中心专利进入本质检查。1篇SCI论文现已宣布，还有1篇在投，修改正一次。

  2025年2月，侯力筝作为校方代表，和河北金康安医疗器械科技有限公司、上海市胸科医院签订了三方协作协议，方针是拿到二类立异医疗器械注册证。

  二代样机随后进了上海市胸科医院、河北医科大学第四医院、石家庄市人民医院，在手术麻醉、重症监护、神经恢复这些场景里做科研临床验证。

  团队14个人，专业不同，对同一个项目的了解也不同。学管帐的会问：真要建立公司，法人是谁，股东怎样分，税怎样报；学医的会提示：医疗器械注册证的周期很长，投入很大。

  “各种思维磕碰。”她说，最终仍是得她来统筹，定计划。“众人拾柴火焰高嘛。”

  两年多前，她刚接手时，还不知道“负责人”这三个字有多重。“现在整个人更老练、更慎重，我也有决心，有才能去面临更大的应战。”

  她喜爱一句话：“为者常成，行者常至。”“地质人用技能看护祖国的山河大地，”她说，“咱们也能用相同的技能，看护国人的生命健康。”

  团队的试验室，灯火常亮到清晨。那台样机摆在桌上，接上电源，屏幕上会跳出一条曲线——一个人脑子里的血氧，正被一束肉眼看不见的光，一点一点读出来。（记者 姜文山）