光纤传感器的基本原理及在医学上的应用

目的:本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类,重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、pH值等五方面的应用。方法:光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类:一类是传光型传感器,另一类是传感型传感器。结果:目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点:小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束,就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后,扩大了内窥镜的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的,且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术时,血管镜可提供很多重要的信息,用以引导激光辐射的方向,选择激光的能量和持续时间,并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断,也正进入治疗领域中,例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症的有效途径,但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制,而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测,从而使温度不致于过高杀死人体的正常细胞,也不会过低达不到治疗目的,使癌细胞进一步扩散。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和开发正日益兴起。结论:光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器在医学领域得到应用,为治疗疾病提供了一种崭新的方法。可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将会进一步推动医学的飞速发展。