• variazione del grado di ossigenazione del sangue
• spettroscopia nel vicino infrarosso
• Near Infrared Spectroscopy (NIRS)

La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS, Near Infrared Spectroscopy) è una tecnica ottica di imaging per applicazioni mediche fra le più importanti, il cui impiego si è notevolmente sviluppato negli ultimi venti anni.
Il crescente interesse che si è creato verso la NIRS è dovuto al fatto che essa permette di ottenere, con una buona risoluzione spaziale e temporale, immagini di tessuti relativi ad organi diversi (tessuti muscolari, cardiaci, cerebrali) e attraverso l’utilizzo di queste immagini possono essere rilevate patologie oppure effettuati studi di carattere funzionale.
Altro aspetto fondamentale è quello della totale sicurezza per il paziente, il quale non è sottoposto a radiazioni ionizzanti.
Le mappe che si possono ottenere con la spettroscopia nel vicino infrarosso forniscono essenzialmente la variazione di concentrazione dell’emoglobina all’interno dei tessuti, in particolare i muscoli o il cervello, in conseguenza di stimoli di carattere motorio o visivo.
L’alta sensibilità della spettroscopia nel vicino infrarosso permette di rilevare cambiamenti di 0,05μM-0,1μM nella concentrazione di emoglobina.
La tecnologia NIRS utilizza sorgenti luminose in una finestra ottica che va da 700 a 900nm (vicino infrarosso); in questo intervallo la luce penetra attraverso i tessuti biologici e viene assorbita dal cromoforo principale. Per cromoforo si intende un pigmento che assorbe la luce nella regione spettrale di interesse, ogni cromoforo presenta un particolare spettro che ne descrive il livello di assorbimento per ogni lunghezza d’onda. Nel cervello il principale cromoforo è l’emoglobina nelle due forme ossigenata e non ossigenata.
I due stati dell’emoglobina hanno proprietà ottiche differenti che possono essere utilizzate per determinare l’attivazione funzionale del cervello in seguito ad uno stimolo esterno.
Punto debole dei sistemi oggi in commercio è l’elevato costo: per questo ci siamo posti il problema di realizzare un dispositivo in grado di ottenere risultati soddisfacenti, ma a basso costo e di semplice realizzazione.
Nella tesi, dopo aver dapprima illustrato i principi fisici su cui si basa la spettroscopia nel vicino infrarosso, descriveremo i vari tipi di sorgenti e di rivelatori utilizzabili, infine illustreremo il nostro sistema e come è stato realizzato.