理大研超微细高敏度光纤传感器 可应用于医疗监测

2021-07-06 22:47

理大光子学讲座教授、电机工程学系系主任谭华耀。理大相片
理大光子学讲座教授、电机工程学系系主任谭华耀。理大相片

光纤在医学领域上的应用愈来愈广泛,但常见的玻璃光纤因硬度太高且容易折断,不易用于监测人体状况的微小变化,而且旧式的塑料光纤容易吸收水分,影响传感器运作,窒碍了光纤传感器在体内监测的应用。理大光子学讲座教授、电机工程学系系主任谭华耀带领的团队,研发出超微细、对压力变化灵敏度极高兼具生物相容性的「塑料边孔光纤传感器」,适合用来监测体内的状况。研究成果早前已刊登于美国学术期刊《Optics Letters》。

为克服传统玻璃和塑料光纤的缺点,理大团队将光学塑料ZEONEX应用到光纤传感器上,并于光纤内加入光纤边孔,以提升其对压力的敏感度,最终研发出微米大小、相较传统光纤传感器的压力敏感度高达20倍、具生物相容性的「塑料边孔光纤传感器」。而由于新传感器具有柔软、微型,兼且能感应极微小压力变化的特点,能于医疗用途上发挥重要作用,例如智能人工耳蜗、骨折修复监测,以及心脏微创手术导管的导航监测等,有助改善手术的准确度和提升治疗成效。

谭华耀表示,新的超微细塑料光纤传感器质地柔软、富有弹性,而且能抗折断兼抗化学腐蚀,不受湿度影响,具有生物相容性,十分适合用来监测体内的状况,同时新的传感器可以探测到小至不足大气压力1%的变化,足以监测如呼吸时肺内压力的些微改变。

他又透露,研究团队会继续开拓光纤传感器在更多医疗监测场景中应用,例如在微创手术中使用的导管,加入传感器以监测导管本身及其与体内组织接触的情况,以及会研究扩大传感器的监测范畴,如涵盖温度和酸硷度等;同时会进一步结合无线物联网等技术,形成可以监测人体全面状况的体内微型光纤传感网络。

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