光纖醫(yī)用傳感器

1、光纖醫(yī)用傳感器1簡(jiǎn)介光纖傳感器在觀察體內(nèi)器官，傳遞形態(tài)學(xué)檢查圖像中起到重要作用。它一般是由光纖和光電器件組成。光纖是由纖維芯和覆蓋層組成的。光纖的直徑多為10200m，長(zhǎng)度因用途而異。纖維芯的材料一般用多成分玻璃或塑料制成，而覆蓋層用折射率低的玻璃或其它材料。為了將光從光纖的一端傳到另一端，外部射入光線的入射角應(yīng)滿足全反射的基本條件。此外，還要避免光在一定的傳播距離內(nèi)，纖維芯的吸收、散射及彎曲處的輻射而造成能量被耗盡的情況。光纖體壓計(jì)可以測(cè)量人體內(nèi)各部位的壓力，甚至顱內(nèi)和心血管（尤其是動(dòng)脈和心室）壓力也可以用光纖體壓計(jì)來(lái)測(cè)量。醫(yī)用光纖傳感器種類還有很多，如光纖測(cè)氧計(jì)、光纖血流計(jì)、纖體溫計(jì)和光纖

2、醫(yī)用PH計(jì)等。2強(qiáng)度調(diào)制型光纖溫度傳感器一、液晶光纖溫度傳感器 液晶光纖溫度傳感器是最早研制的溫度光纖探頭之一。對(duì)某一定波長(zhǎng)，液晶由于溫度的變化而呈現(xiàn)出顏色或反射率的變化。 液晶的傳感機(jī)理是相當(dāng)簡(jiǎn)單的；光進(jìn)入入射光纖，被液晶反射后通過(guò)出射光纖而被探測(cè)，反射光的光強(qiáng)是溫度的函數(shù)。這類傳感器的測(cè)量范圍是很有限的， 為3550，但準(zhǔn)確度可高達(dá)0.1 ，因此只適用于監(jiān)視生物過(guò)程。3強(qiáng)度調(diào)制型光纖溫度傳感器4強(qiáng)度調(diào)制型光纖溫度傳感器雙折射晶體是光學(xué)透明的，對(duì)兩個(gè)互相垂直的偏振光，它的折射率是不同的。光通過(guò)入射光纖、起偏器和晶體，從反射鏡反射后再通過(guò)晶體、檢偏器和出射光纖而被探測(cè)。由于雙折射特性是溫度的靈

3、敏函數(shù)，而雙折射的變化引起了光強(qiáng)的改變。所以光強(qiáng)的變化是正比于溫度的。這種傳感器也只限于生物過(guò)程中的溫度測(cè)量。二、雙折射晶體光纖溫度傳感器5強(qiáng)度調(diào)制型光纖溫度傳感器采用液體介質(zhì)光纖方法進(jìn)行溫度檢測(cè)的裝置是一種利用透明液體的折射率與溫度有關(guān)的光纖傳感器。光纖傳感器的感溫段是利用透明液體作為纖芯或包層的原理制成的。其設(shè)計(jì)原理是利用光沿多模光纖傳播時(shí)，加在光纖末端部分的對(duì)溫度敏感的液體油包層會(huì)產(chǎn)生衰減。溫度的增加會(huì)使液體油包層的反射率減小，由反射端面反射的光隨溫度下降而衰減。三、液體介質(zhì)光纖溫度傳成器6強(qiáng)度調(diào)制型光纖溫度傳感器78波長(zhǎng)調(diào)制型光纖溫度傳感器一、半導(dǎo)體光纖體溫計(jì) 工作原理 這種傳感器的基

4、本原理是利用多數(shù)半導(dǎo)體所具有的能量帶隙隨溫度T的升高幾乎線性地減小的特性。對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體的透射率特性曲線邊沿的波長(zhǎng)，隨溫度增加而向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng).9波長(zhǎng)調(diào)制型光纖溫度傳感器10傳統(tǒng)的半導(dǎo)體傳感器探頭是由夾在兩根光纖之間的半導(dǎo)體薄片組成，不利于醫(yī)用診斷、測(cè)量應(yīng)用。為彌補(bǔ)這種缺陷，滿足測(cè)量方便化、結(jié)構(gòu)小型化等要求，考慮將傳輸光纖置于半導(dǎo)體敏感元件的同一側(cè)，這種傳感器探頭結(jié)構(gòu)可分為以下三種：11癌癥超熱治療中的光纖溫度計(jì)一、醫(yī)學(xué)背景 在多年以前，研究人員就發(fā)現(xiàn)當(dāng)把一些癌性腫瘤加熱到42時(shí)，惡性腫瘤細(xì)胞不是死亡，就是變得易于接受傳統(tǒng)的化療或放射性治療。目前，對(duì)生物體組織加熱的途徑有兩種：電磁被和超聲波。

5、12癌癥超熱治療中的光纖溫度計(jì) 由于光纖的電絕緣性，光纖傳感器探頭既不干擾射頻或微波發(fā)射產(chǎn)生的加熱場(chǎng)，傳感器本身也不感應(yīng)電流加熱式噪聲場(chǎng)的干擾。因此將光纖溫度汁引人該治療領(lǐng)域，通過(guò)皮下注射針頭或?qū)Ч軐⒐饫w溫度傳感器探頭插入癌癥患者體內(nèi)，對(duì)病變腫瘤的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。13癌癥超熱治療中的光纖溫度計(jì)二、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 在早期的醫(yī)用光纖溫度傳感器的使用中，存在著一系列的局限性，它們阻礙了該技術(shù)的充分發(fā)展和廣泛使用。歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)；探頭尺寸過(guò)大，尤其是多傳感器陣列，探頭長(zhǎng)度過(guò)短，在某些情況下，不利于臨床操作使用；探頭在日常使用中易損壞；校難費(fèi)時(shí)且不方便；校準(zhǔn)隨時(shí)間和周?chē)h(huán)境溫度而漂移，需多次反復(fù)校難；在臨床的探頭操作中，由光纖彎曲而帶來(lái)的光學(xué)信號(hào)的改變，使測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差；14癌癥超熱治療中的光纖溫度計(jì)光纖溫度計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 用于超熱治療監(jiān)測(cè)的光纖溫度計(jì)系統(tǒng)裝置包括一個(gè)熒光傳感器探頭、進(jìn)行信號(hào)分析與控制的處理電路以及包括光源在內(nèi)的光學(xué)捕助系統(tǒng)。傳感器探頭的設(shè)計(jì) 探頭的外殼由醫(yī)用上可接受的合氟聚合物(聚四氟乙烯)擠壓成形。其外面的黑色絕緣層(是非細(xì)胞毒性的)可以對(duì)散射光進(jìn)行屏蔽。當(dāng)陣列式傳感器(4個(gè))探頭覆有保護(hù)層時(shí)其外徑為0.9mm或更小15癌癥超熱治療中的光纖溫度計(jì)二、熒光傳感器設(shè)計(jì)對(duì)于傳感器端部的溫度敏感熒光物質(zhì)，可選用硅酸氟化鎂與四價(jià)錳反應(yīng)。這種磷光體可被紫