在运动科学与康复相关研究中，肌肉氧合为理解局部供氧与耗氧的变化提供了重要信息。PIONIRS NIRSBOX时域近红外组织血氧仪基于TD-NIRS技术，可无创、实时监测组织氧合，支持长期观察与纵向研究。

肌肉血氧监测，本质上是实时追踪骨骼肌中氧输送与氧消耗之间的动态平衡。骨骼肌的氧合状态反映了微循环供氧与肌细胞耗氧之间的博弈，是肌肉收缩做功、运动耐力以及组织活力的关键指标。其原理基于近红外光（700–1000 nm）对氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白吸收特性的差异——氧合血呈红色，脱氧血呈暗红至黑色，通过检测光在组织中的时间分布与吸收变化，即可推算肌肉氧饱和度。如今，近红外光谱技术已成为无创、连续监测肌肉氧合的主流手段。

市面上常见的连续波近红外（CW-NIRS）设备，虽然结构简单、成本较低，但存在一个根本性局限：它无法区分光在组织中的散射与吸收。散射会“稀释”光信号，而吸收才携带血氧信息。CW 方法只能测量光强度的相对变化，无法直接获取吸收系数和散射系数的绝对值，因此只能给出相对于某一基线的变化量，而非绝对浓度值。这意味着，不同次测量之间、不同受试者之间，甚至同一次测量中不同时间点的数据，都难以直接比较。

时域近红外（TD-NIRS） 从根本上解决了这一问题。它采用皮秒级超短光脉冲照射组织，并利用单光子探测器记录每个光子到达的时间，构建出光子飞行时间分布（DTOF） 。通过分析这一分布，TD-NIRS 能够独立解耦组织的吸收系数与散射系数，从而直接定量出 O2Hb、HHb、tHb 的绝对浓度值。额外的技术优势还包括：利用时间门控技术排除浅层组织的干扰信号，提升深层肌肉信号的信噪比；以及获得光子平均路径长度信息，降低个体组织光学特性差异对测量的影响。

TD-NIRS的价值在于提供绝对氧合指标及组织光学信息，为跨时间观察和个体间比较提供支持。 对于需要精确量化、跨时间对比、个体间比较的训练监控与康复评估而言，这个区别至关重要。

TD-NIRS原理示意图（以脑组织为例）

在实际应用中，肌肉血氧监测已覆盖多个关键场景：

• 脑与体部血氧监测

• 内皮健康评估

• 长期监测

• 受试者内与纵向比较

• 急性呼吸窘迫综合征床旁监测

• 康复干预过程中的组织氧合研究

• 精准评估 HHbMb、HbMbO2、HbMbtot 与 SmO2

• 追踪运动表现随时间的变化

• 心肺评估，深入洞察肌肉代谢与氧耗

• 直接评估差分光程因子（DPF）及其与脂肪组织厚度（ATT）的相关性

• 可靠的受试者内测量与纵向比较分析

医学研究、兽医科学、体育等领域

• 组织表征光谱学（离体与在体器官）

• 基于吸收与约化散射参数开展组织光学特性研究

• 衰老与肌肉/脑生理学

• 兽医相关组织氧合研究

• 食品质量与农业科技

PIONIRS公司诞生于2020年，由米兰理工大学科研团队创立，致力于将TD-NIRS技术从实验室推向全球应用，目前已发展成为欧洲TD-NIRS设备生产和商业化的领导者。其NIRSBOX产品基于TD-NIRS技术，实现了不受皮肤色素沉着影响的稳定组织血氧测量，为组织血氧监测的精准化、普惠化开辟了新路径。

• 抗运动干扰：对部分运动伪影敏感度较低；配合稳固的探头固定与信号质量检查，支持运动过程中的组织氧合研究

• 长期监测：长时间稳定测量，±1% 稳定性

• 实时检测：快速深层肌肉血氧测量

• 探头适配：无创测量，兼容PIONIRS多种光纤探头，可按测量部位和研究需求选择配置

• 普适性强：不受不同皮肤色素沉着影响

• 易用集成：不依赖操作者，即插即用，适配不同个体，易于集成到实验室

• 双波长、单检测通道：标称波长为685 nm和830 nm；可选配内置电池，续航超过5小时