本技术整体结构与运行过程如下，通过供电与调制模块控制光源模块交替发出不同波长的光，光经过导光模块(传入光纤)传入动物脑部。光在动物脑部经过吸收、散射等光学交互过程，其中一部分返回导光模块(传出光纤),返回光的光强由光经过的脑组织中含氧血红蛋白(HbO)与脱氧血红蛋白(HbR)的浓度决定。返回光经导光模块传入光学探测模块，光强信号被转化为电信号并记录。随后由数据处理与分析模块结合供电与调制模块传入的指示信号对光学探测模块记录的信号进行处理，得到植入光纤的脑区HbO与HbR浓度随时间变化的信息，从而得到血氧饱和度信息。