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光纖壓力傳感器的原理與其在醫療領域的應用

   2020年10月26日 13:48  
  光纖壓力傳感器使常見的幾種壓力傳感器之一,是隨著光纖材料和光纖通信技術發展起來的新型傳感器,可以將被測信號以光信號的形式傳出。光纖傳感器通常具有體積小、穩定性好、靈敏度高、抗電磁*力強等特點。雖然對環境和光源要求相對嚴格,而且成本較高,但是還是在易燃易爆場景和臨床醫學等精細環境有較好的前景。
 
  光纖壓力傳感器通常以布里-珀羅腔為核心,基于多光束干涉原理構建,但腔體構造和工作機制各不相同,包括計數法、非本征法、反射法等。以非本征型光纖琺珀干涉傳感器為例,其原理是輸入光被反射后光程發生變化,通過感知到的光譜偏移量確定被測參數。光纖壓力傳感器體積小,結構相對簡單,精度和靈敏度*,在醫療領域有著廣泛的應用。主要用于用來測量血壓、顱內壓、心內壓、胃腸道壓力、氣管壓力、呼吸壓、膀胱和尿道壓力等。
 
  血壓及心血管壓力監測:
 
  光纖壓力傳感器作為光學儀器,不受到電磁的干擾,且本身不帶電流。與機電式壓力傳感器相比,消除了手術中因電氣故障誘發心室顫動或心臟驟停等意外的可能。而且光纖壓力傳感器具有更小的體積,可滿足狹小空間部位的測壓要求。
 
  顱內壓力監測:
 
  顱內壓監測一般是通過在開顱手術或鉆孔手術過程中植入顱內壓傳感器進行。光纖傳感器因其體積小,可以通過微創穿刺術進入監測部位,減小了開顱或鉆孔手術造成的二次傷害,也使傳感器的植入更方便。而且光纖壓力傳感器具有良好的生物相容性,會降低患者的感染率,延長測壓時間。
 
  氣道壓力監測
 
  利用傳統方法測量氣道壓力,誤差較大,且無法準確區分支氣管壓力和主氣道壓力。光纖壓力傳感器利用光纖的微彎效應損耗機制,在肺部手術插入雙腔導管后,經正確定位,雙腔管的左右管腔分別位于支氣管和主氣道內,可分別測定支氣管壓力和主氣道壓力。另外,采用光纖壓力傳感器直接測壓可有效避免呼吸回路、人工濕化器、連接器、氣管導管等因素的影響。

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