目前醫(yī)用光纖傳感器主要采用傳光型,其體積小,絕緣性好,不受射頻和微波干擾,測量精度高,與生物體親合性好等優(yōu)點備受關(guān)注。光纖傳感器在醫(yī)學(xué)上主要應(yīng)用于壓力測量、血流速度測量、PH值測量三個方面。另外,還可用于溫度測量和醫(yī)用圖像傳輸。
一是壓力測量。
目前臨床上使用的壓力傳感器主要用于測量血管中的血壓、顱內(nèi)壓、心內(nèi)壓、膀胱和尿道壓等。其中,對壓力敏感的部分是探針導(dǎo)管末端側(cè)壁上的防水膜,一面帶懸臂的微型反射鏡與膜連接,反射鏡對面是一束光纖,用于傳輸入射光到反射鏡,同時傳輸反射光。當(dāng)膜上有壓力時。膜變形了,可以驅(qū)動懸臂改變反射鏡的角度,從光纖傳來的光束照射到反射鏡,然后反射到光纖的端點。由于反射光的方向隨著反射鏡角度的變化而變化,光纖接收到的反射光的強度也隨之變化。這種變化通過光纖傳輸?shù)搅硪欢说墓怆娞綔y器變成電信號,通過電壓的變化就可以知道探針的壓力。
二是血流速度測量。
多普勒光纖速度傳感器測量皮下組織的血流速度。該裝置利用光纖的端面反射現(xiàn)象,測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。發(fā)光頻率為f的激光通過鏡頭將光纖輸送到表皮組織。對于不動的組織,如血管壁,反射的光不會頻繁移動;對于皮層毛細血管中的紅細胞,反射光應(yīng)該頻繁移動,頻率變化為△f;頻繁移動的反射光強度與紅細胞的濃度成比例,頻率變化值可以與紅細胞的運動速度成正比。發(fā)射光經(jīng)光纖收集后,先在光檢測器上混頻,然后進入信號處理器,從而獲得紅細胞的運動速度和濃度。
三是PH值測量。
用于測量活體組織和血值pH光纖傳感器,其工作原理是利用發(fā)射光和透射光的強度隨波長的分布光譜進行測量。這種光纖傳感器將兩根光纖插入可透過離子的纖維素膜盒中。膜盒中裝有試劑。當(dāng)針頭插入組織或血管時,體液滲入試劑,導(dǎo)致試劑吸收某種波長的光。用光譜分析儀測量這種變化,可以獲得血液或組織的PH值。