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光纤传感器在人体内压力监测中的应用
来源:赛斯维传感器网 发表于 2014/9/11

  颅内压监测 

  Chavko等[3]将光纤压力传感器用于监测爆炸时大鼠脑部的压力波。将光纤传感器用于老鼠硬膜外颅内压监测,具有很高的压力保真度。Tamburrini等[7]将光纤压力传感器用于连续监测颅内压,实验结果表明光纤设备所测得的压力结果可靠、且并发症少。 Gelabert-Gonzalez等[8]提出Camino传感器仍然是危重脑外科患者中最常用的颅内压监测设备,该系统提供了可靠的颅内压测量,且 可以体内重新校准,技术上的并发症发生率低。有学者设计并研制了一种可用于对颅内压持续检测的非对称型法布里-珀罗(F-P)光纤 压力微探头和传感器系统,该探头改善了一般F-P腔的反射响应特性,有助于提高传感器的灵敏度和测量范围,压力测试表明该传感器能满足对颅内压范围压力的测量。

  咽部压力测量 

  Takeuchi等[9]将光纤传感器用于测量咽部压力,对吞咽进行分析。光纤测压计可以充分探测出食糜运动诱导的食管胃横向压力和吸入压力。在咽部测压中食管胃段产生的压力有重要的作用。将光纤传感器用于患者咽部测压,该患者没有咽部和上消化道的功能紊乱,在 内镜监测时比较光纤咽部测压计和传统压力传感器检测结果,发现光纤咽部测压计具有光学传感器及传统固态传感器的特征,所测得 的压力结果与传统测压结果呈线性相关。


  心血管及血液压力监测

  Narendran等[12]介绍了一种基于白光干涉的光纤压力传感器。Reesink等[13]指出光纤系统血液压力监测时具有可靠性及高保真性。

  Woldbaek等将一种新的光纤压力记录系统,即Samba用于记录离体老鼠的心血管系统测量。实验发现Samba传感器可以准确测 量鼠左心室压力,且具有稳定性高,不影响实验鼠的中心血液动力学变化等优点。1^7以匕等[15]提出利用光纤传感器在磁共振扫描时无创性监测血压,实验发现MRI检查与非侵入性的光纤传感器测压具有兼容性。Tucker-Schwartz等[16]使用了精密的光纤压力传感器和 一个新的信号分析法,用于识别可允许安全穿刺进入心包腔的压力频率。实验表明,使用压力频率信号识别心包穿刺的部位具有很高 的功效,该结果可以为心脏病专家提供心包压力频率信号,这样可以更安全地行心包穿刺,并为某些心脏病患者提供重要的治疗方法。

  椎间盘压力测量 

  Guehring等[17]将光纤压力传感器用于测定椎间盘压力,发现光纤压力传感器装置是一种评价椎间盘压力的一种准确方法,且不会对椎间盘造成重大损伤。Nesson等[18]将微型光纤压力传感器用于测量椎间盘破裂时压力,实验发现,光纤传感器测出的椎间盘核压力与外 在负载的压力呈线性相关,且这种线性关系与之前测得人类和猪椎间盘破裂时压力的结果一致。Dennison等[19]使用光纤布拉格光栅测 量腰椎间盘压力,所测得的数据与之前使用其他类型传感器测得的压力一致,且与现有的压力测量方法相比,使用光纤布拉格光栅测 量压力对脊柱生物机械学有很少的破坏性。

  分娩时子宫压力测量 

  Svenningsen将光纤传感器用于测量子宫内压力,光纤传感器由两端分开的光纤束组成,该光纤束末端由压力敏感的不锈钢膜组成。

  光纤在圆锥体发光,其强度由光纤的物理性能决定。大量孕妇分娩实验结果表明该光纤传感器测得的压力与实际内压力高度一致性, 且不会对胎儿有损害。

  结肠压力测量 

  Arkwright等[28]使用光纤导管测量结肠压力,发现该传感器可以记录人类结肠的24 h蠕动收缩,并能分析结肠复杂的运动模式。

  足底压力和剪切力测量

  Delbridge等提出剪切力是溃疡进展的一个重要的组成部分。Wang等[32]将光纤传感器用来测量足底压力和剪切力,该传感器由被弹 性衬垫分开的垂直于行和列的光纤纤维组成,两束相邻垂直光纤维的物理形变引起强度衰减以宏观弯曲形式表现出来,以该弯曲为基 础,绘制正常的和剪切压力图,实验结果发现该传感器可以用来测量足底压力和剪切力,且重复性较好。

  食管曲张静脉压力监测

  作者与医疗器械公司合作,开发“光纤压力传感器的食管曲张静脉测压系统”,该光纤压力传感器由光接收器、光电转换、 数模转换光源和电源管理等5个模块组成,设计一个包括压力敏感探头(由加拿大opsens solutions研制)、接收装置和数据处理终端 为一体的测量系统,将压力敏感探头过内窥镜的活检通道置于探测部位,再将探头获取的压力应变光信号通过光纤传导至接收装置, 在接收装置中设置光电转换模块和模/数(A/D)转换模块,依次将测量数据调并转换为模拟电信号再转换为数字信号。选择一款合适的掌上电脑(PDA)作为采样信号的处理终端,通过数据接口与接收装置链接,分析报告并记录存储测量数据。孔德润等[40]研究发现该传导系统可通过胃镜活检孔通道2 mm插入,性能测试可获得稳定的压力曲线,但更大范围临床病例检测尚在进一步研究中。

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