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光纤压力传感器的原理与其在医疗领域的应用

2020年10月26日 13:48人气：2002

　　光纤压力传感器使常见的几种压力传感器之一，是随着光纤材料和光纤通信技术发展起来的新型传感器，可以将被测信号以光信号的形式传出。光纤传感器通常具有体积小、稳定性好、灵敏度高、抗电磁*力强等特点。虽然对环境和光源要求相对严格，而且成本较高，但是还是在易燃易爆场景和临床医学等精细环境有较好的前景。

　　光纤压力传感器通常以布里-珀罗腔为核心，基于多光束干涉原理构建，但腔体构造和工作机制各不相同，包括计数法、非本征法、反射法等。以非本征型光纤珐珀干涉传感器为例，其原理是输入光被反射后光程发生变化，通过感知到的光谱偏移量确定被测参数。光纤压力传感器体积小，结构相对简单，精度和灵敏度*，在医疗领域有着广泛的应用。主要用于用来测量血压、颅内压、心内压、胃肠道压力、气管压力、呼吸压、膀胱和尿道压力等。

　　血压及心血管压力监测：

　　光纤压力传感器作为光学仪器，不受到电磁的干扰，且本身不带电流。与机电式压力传感器相比，消除了手术中因电气故障诱发心室颤动或心脏骤停等意外的可能。而且光纤压力传感器具有更小的体积，可满足狭小空间部位的测压要求。

　　颅内压力监测：

　　颅内压监测一般是通过在开颅手术或钻孔手术过程中植入颅内压传感器进行。光纤传感器因其体积小，可以通过微创穿刺术进入监测部位，减小了开颅或钻孔手术造成的二次伤害，也使传感器的植入更方便。而且光纤压力传感器具有良好的生物相容性，会降低患者的感染率，延长测压时间。

　　气道压力监测

　　利用传统方法测量气道压力，误差较大，且无法准确区分支气管压力和主气道压力。光纤压力传感器利用光纤的微弯效应损耗机制，在肺部手术插入双腔导管后，经正确定位，双腔管的左右管腔分别位于支气管和主气道内，可分别测定支气管压力和主气道压力。另外，采用光纤压力传感器直接测压可有效避免呼吸回路、人工湿化器、连接器、气管导管等因素的影响。

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