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光纤传感器在医疗保健中的作用和应用前景

2014-02-03 sensor 850

科学技术持续高速的发展带来了种类繁多的应用于生物医学研究和现代临床实验的不同领域的测量技术和记录手段。光缆厂家尤其是测量生理参数的传感器,作为生物医学仪器的最重要的一方面,其应用可以导致更准确的诊断和带来更高质量的医疗保健。对于生理器官和系统功能的准确描述,有赖于在临床上对一些基本参数的直接观察和测量。对于医学应用而言,有必要区别侵入式(例如在血流或组织中)和非侵入式(例如在皮肤表面)测量的结果。显然,从病人的安全和舒适角度考虑,人们倾向于使用非侵入式测量手段。但是,光缆厂家在必须取得精确可靠的生理参数测量值的情况下,就有必要使用通常是制成内插管形式、带有一个或几个传感器的侵入式传感器。因此,小型化是侵入式传感器的关键,而且内插管套材料的生化兼容性也不容忽视,尤其是在需要将插管置入血液中的场合。可能给测量带来相应的麻烦,包括给测量带来相应的麻烦,包括血液分离、斑点聚集和凝结。 

光导纤维的应用最先是在医学领域中的窥镜,这远远早于其在通信领域中的应用。由非常细的光纤组成的光纤束早于替代了原先用在不易弯曲的内窥镜中的用于照明和成像的光学系统,显著地减小了设备的体积,极大地增强了弯曲灵活性,使其可插入人体的自然腔管和用其他方法难以接近的地方。现在,隐形光纤传感器引起了研究者的兴趣,特别是在非侵入式测量领域。事实上,光缆厂家这些传感器已足以满足灵活性和微型化的要求;它们可以很容易地插入套管内做多点测量或伸入皮下注射针头,可以有足够的精度和稳定性。在使用了电子仪器的场合,例如在特别监护中,为避免病人遭电击的危险,这些传感器的本征电隔离性能和对电磁干扰的不敏感性就可能是不可缺少的。它们特别适合于需要施加高压(用于电振起搏)或微波或射频电磁场(在癌症治疗中用于局部升温)的场合。 

在医学领域中,光缆厂家虽然有时也可能用到本征传感器,但最常见的还是非本征的。物理结构大多是在光纤端点处安装一个换能器,该换能器依据所测量物理参数调制光信号。 各种医用成像技术虽然在某种程度上能显示出人体的内部组织形态,但这种显示是间接的、非直观的。真正能做到直观的器械,唯有内窥镜。人的眼睛通过光学内窥镜能直接观察到人体内脏器官的组织形态,从而提高了诊断的准确性。内窥镜的发展经历了漫长的时期,相继出现硬性内窥镜、软性内窥镜、电子内窥镜、超声内窥镜、激光内窥镜和三维内窥镜等几代产品。内窥镜发展到今天,虽然有几代产品,但由于它们有各自的优点,因此新一代内窥镜并不能完全取代旧一代内窥镜。目前,临床上应用最多的是软性内窥镜。 

1932年Wolf等人制成一种半可曲式胃镜,开创了软性内窥镜的新阶段。由于光纤的出现,可内窥镜才名副其实成为软性医械产品。软性内窥镜是以光纤达到柔韧弯曲的体内诊断为目的,故也称为光纤内窥镜。它的出现使医用内窥镜无论在功能和用途方面,还是在对人体脏器的适用性方面,都取得了突破性的进展。光纤束既能传光又能传像,柔软并且可挠曲,插入人体内部腔体时,既方便又能大大减少病人痛苦。由于光纤束比较灵活且易转动,也减少了检查中的盲点。利用光纤的传光特性,还能够把外部光源引入体内,光的强度可以自由调节以获得清晰的图像,易发现细小的病位。光缆厂家使用外部强的冷光源,能对病位进行彩色摄影,对检查的结果进行记录。还可以配合电视,供多人观察诊断和教学使用。 

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