光纤压力传感器在生物医学和生物力学应用方面的综述
引用
Roriz, P., Frazão, O., Lobo-Ribeiro, A. B., Santos, J. L., & Simões, J. A. (2013). 光纤压力传感器在生物医学和生物力学应用中的综述。《生物医学光学杂志》，18(5), 050903。
关键词
- 光纤传感器
- 压力
- 生物力学
- 生物医学
简述
光纤传感器 (FOS) 是生物医学和生物力学应用中测量压力的传统传感器的一种有前途的替代品，具有微创操作、远程操作、体积小和生物相容性等优势。虽然 FOS 已经存在了大约 40 年，并且能够感测许多物理和化学量，但市售产品却很少。这些产品缺乏同行评审的出版物和标准化测试，这使得它们难以进入医疗市场。
摘要
光纤传感器 (FOS) 在生物医学和生物力学应用中正变得越来越重要，因为它们具有微创性，并且能够提供精确的压力评估。传统压力传感器，例如 Millar Mikro-Tip® 压力传感器导管，虽然精度高，但也存在诸如易碎、成本高以及易受电磁干扰等局限性。而 FOS，尤其是光纤布拉格光栅 (FBG) 传感器，则突破了这些局限性。它们直径小，不受电磁场影响，并提供绝对应变测量。不同类型的 FOS 已用于监测体内各种压力，包括：
- 血管内压：早在 20 世纪 60 年代和 70 年代，研究人员就使用强度调制 FOS 监测犬和人类的血管内血压。近年来，F-P 传感器（例如 FOP-MIV）已用于测量左心室压力。
- 肌内压 (IMP)：研究人员已成功使用光纤传感器导管在动物和人体研究中测量肌内压。这些传感器可以长时间连续测量压力，并且不受静水压力伪影的影响。
- 关节内压 (IAP)：光纤压力传感器已用于测量膝关节运动期间以及肘管综合征患者的关节内压 (IAP)。光纤光栅 (FBG) 传感器尤其显示出在关节压力测绘方面的潜力。
- 椎间盘内压：FBG 传感器因其测量椎间盘内压力的能力而被广泛研究。这些微创传感器克服了传统大型传感器的局限性，为诊断和监测脊柱疾病提供了潜力。
- 颅内压 (ICP)：FOS，尤其是体积更小、侵入性更低的 FOS，在增强 ICP 监测方面显示出良好的前景。市售的 FOS，例如 FOP-MIV 和 OPP-M 系列，有潜力与传统的 ICP 传感器竞争。
尽管 FOS 具有诸多优势，但仍存在挑战，包括潜在的机械脆弱性、体内应用需要生物相容性保护层，以及某些光电元件的高成本。
本文全面回顾了光纤光纤 (FOS) 在生物医学和生物力学应用中的压力测量。作者认为，FOS 在这些应用中是一项很有前景的技术，但仍需进一步研究以应对剩余的挑战。
来源：https://www.semanticscholar.org/paper/Review-of-fiber-optic-pressure-sensors-for-and-Roriz-Fraz%C3%A3o/dddf3d369f7ace3a9f818dca59f15341d6050741