香港理工大学研发用于健康检测的高灵敏度微型光纤传感器

这种具有生物相容性的微型光纤传感器对于人体内的微小压力变化具有超高的灵敏度。

图片来源：香港理工大学

据麦姆斯咨询报道，香港理工大学的一支研究团队基于过去用于铁路安全监测的光纤传感器技术，成功研制出一种具有生物相容性的高灵敏度超微型光纤传感器，可以应用于医疗健康监测领域。

它的原理是什么?

在一篇报道中，香港理工大学研究团队关于其开发的新型侧孔聚合物光纤传感器表示，这种传感器“具有生物相容性、柔韧性，并且对人体内微小的压力变化具有超高的灵敏度”。

香港理工大学电气工程系主任兼首席研究员Hwa-yaw Tam教授表示：“这款传感器具有足够高的灵敏度，能够检测到小于大气压力1%的极其细微的变化，也能够测量人体在呼吸时肺部产生的仅仅几千帕斯卡(kPa)的压力变化。”

在光纤内部的光束传输路径中添加平行的侧孔有助于提高传感器的灵敏度。

此外，由于光纤由具有低吸水性和高耐热性的先进聚合物ZEONEX制成，因此这种新型光纤传感器突破了基于玻璃或塑料材料的传统光纤的局限性。

有关新型光纤传感器的研究成果发表在光学学会期刊Optics Letters上。

为什么这很重要?

从提高手术精度到提供从内部监测人体恢复的新方法，香港理工大学最新研发的光纤传感器可应用于各种医疗用途。香港理工大学提供的应用范例包括智能人工耳蜗植入、骨折恢复监测和心导管插入术中的导航监测等。

这种光纤传感器通过观测光束反射来检测外部变化。光纤技术在外科器械、诊断和成像设备、基于传感器的可穿戴医疗设备中已经被广泛应用。

Tam教授的研究团队正在探索这种新型光纤传感器在医疗监测方面的更多应用，包括它们在心导管插入术中的精确导航和形状检测。他们还致力于扩展该光纤传感器测量酸度和温度等其他物理或化学参数的能力。

此外，该研究团队正在研究将新型光纤传感器与无线物联网等新兴技术集成化。Tam教授说：“传感网络能够提供人体内部变化的全面精确的数据，从而通过技术创新来帮助世界各地的患者。”

更广阔的前景

香港理工大学的研究团队已与来自澳洲和日本大学的同行们合作，联合开发应用于医疗监测的各种光纤传感器。其中一个实例是智能人工耳蜗植入，光纤传感器可以在手术植入过程中实时向外科医生提供有关位置和力度的关键信息。该设备的体外试验将在墨尔本大学和皇家维多利亚眼耳医院进行。

该研究团队还与墨尔本莫纳什大学的研究人员合作，将其光纤传感器与骨科植入物结合在一起以监测骨折的恢复情况。

在亚太地区的其他与健康监测相关新闻中，三星研究人员最近的一项研究展示了一种新的皮肤贴片，该贴片将光电容积描记(PPG)传感器与可伸缩的有机LED显示屏相结合来实时测量和显示用户的心率。

Tam教授说：“这种新型光纤传感器对湿度不敏感、柔韧且不易破碎。它们还具有化学惰性、生物相容性，并且可以制成超微小的尺寸。这些独特的特性使新型光纤传感器成为与医疗植入物集成的理想选择。”