1、光纖醫(yī)用傳感器,簡介,光纖傳感器在觀察體內(nèi)器官，傳遞形態(tài)學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。 光纖體壓計可以測量人體內(nèi)各部位的壓力，甚至顱內(nèi)和心血管（尤其是動脈和心室）壓力也可以用光纖體壓計來測量。 醫(yī)用光纖傳感器種類還有很多，如光纖測氧計、光纖血流計、纖體溫計

2、和光纖醫(yī)用PH計等。,強度調(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。對某一定波長，液晶由于溫度的變化而呈現(xiàn)出顏色或反射率的變化。 液晶的傳感機理是相當簡單的；光進入入射光纖，被液晶反射后通過出射光纖而被探測，反射光的光強是溫度的函數(shù)。這類傳感器的測量范圍是很有限的， 為3550，但準確度可高達0.1 ，因此只適用于監(jiān)視生物過程。,強度調(diào)制型光纖溫度傳感器,強度調(diào)制型光纖溫度傳感器,雙折射晶體是光學透明的，對兩個互相垂直的偏振光，它的折射率是不同的。光通過入射光纖、起偏器和晶體，從反射鏡反射后再通過晶體、檢偏器和出射光纖而被探測。由于雙折射特性

3、是溫度的靈敏函數(shù)，而雙折射的變化引起了光強的改變。所以光強的變化是正比于溫度的。這種傳感器也只限于生物過程中的溫度測量。,二、雙折射晶體光纖溫度傳感器,強度調(diào)制型光纖溫度傳感器,采用液體介質(zhì)光纖方法進行溫度檢測的裝置是一種利用透明液體的折射率與溫度有關的光纖傳感器。 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。 其設計原理是利用光沿多模光纖傳播時，加在光纖末端部分的對溫度敏感的液體油包層會產(chǎn)生衰減。溫度的增加會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,強度調(diào)制型光纖溫度傳感器,波長調(diào)制型光纖溫度傳感器,一、半導體光纖體溫計 工作

4、原理 這種傳感器的基本原理是利用多數(shù)半導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。對應于半導體的透射率特性曲線邊沿的波長，隨溫度增加而向長波長方向移動.,波長調(diào)制型光纖溫度傳感器,傳統(tǒng)的半導體傳感器探頭是由夾在兩根光纖之間的半導體薄片組成，不利于醫(yī)用診斷、測量應用。為彌補這種缺陷，滿足測量方便化、結構小型化等要求，考慮將傳輸光纖置于半導體敏感元件的同一側，這種傳感器探頭結構可分為以下三種：,癌癥超熱治療中的光纖溫度計,一、醫(yī)學背景 在多年以前，研究人員就發(fā)現(xiàn)當把一些癌性腫瘤加熱到42時，惡性腫瘤細胞不是死亡，就是變得易于接受傳統(tǒng)的化療或放射性治療。 目前，對生物體組織加熱的途徑有兩

5、種：電磁被和超聲波。,癌癥超熱治療中的光纖溫度計,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，傳感器本身也不感應電流加熱式噪聲場的干擾。 因此將光纖溫度汁引人該治療領域，通過皮下注射針頭或?qū)Ч軐⒐饫w溫度傳感器探頭插入癌癥患者體內(nèi)，對病變腫瘤的溫度進行監(jiān)測和控制。,癌癥超熱治療中的光纖溫度計,二、設計簡介 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，它們阻礙了該技術的充分發(fā)展和廣泛使用。歸納起來有以下幾點； 探頭尺寸過大，尤其是多傳感器陣列， 探頭長度過短，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； 校難費時且不方便； 校準隨時間和周圍環(huán)境溫度而漂移，需多次反復校難； 在臨床的探頭操作中，由光纖彎曲而帶來的光學信號的改變，使測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差；,癌癥超熱治療中的光纖溫度計,光纖溫度計的系統(tǒng)設計 用于超熱治療監(jiān)測的光纖溫度計系統(tǒng)裝置包括一個熒光傳感器探頭、進行信號分析與控制的處理電路以及包括光源在內(nèi)的光學捕助系統(tǒng)。 傳感器探頭的設計 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(是非細胞毒性的)可以對散射光進行屏蔽。當陣列式傳感器(4個)探頭覆有保護層時其外徑為0.9mm或更小,癌癥超熱治療中的光纖溫度計,二、熒光傳感器設計 對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錳反應。這種磷