光纤医疗应用

光纤 (FO) 传感器在医学研究领域有着十分广泛的应用。光纤 (FO) 温度探头利用光测量温度,玻璃和聚合物制成的探头是非导电的,完全适合医学领域中存在的强磁场、微波 (MW)和射频 (RF) 电流的应用。

应用示例如下:

  • 磁共振成像MRI众所周知,磁共振成像 (MRI/NMR) 是近几十年来医学的重大突破之一。目前,这种成像技术仍在不断改进,且新型核磁共振扫描仪也在不断设计和测试中。

    在这些研发阶段的许多步骤中都需要进行温度测量。例如,制作不同类型线圈的温度图,或者跟踪被扫描的动物或人类的温度。在设计医疗设备(例如心脏起搏器)时,测试其放入MRI时是否过热也很重要。由于这些设备产生的磁场非常高,所以在扫描仪内或附近引入导体是不合适的。FO传感器仅由玻璃和聚合物制成,是监测温度的理想选择。

    MRI相关应用示例:

    o 测量人和动物在进行MRI扫描时的生理学温度

    ▪ 核心体温

    ▪ 表面温度

    ▪ 皮下温度

    o MRI扫描时医疗设备(如植入物)的温度测量

    o 磁共振成像 (MRI) 系统研发

    为什么FO传感器是最可靠的温度监测探头:

    光纤传感器由玻璃和聚合物制成,传感信息由光携带。传感器仅由样品加热(磁场不产生热量),且不存在影响读数的干扰。

  • 射频 (RF) 癌症消融术 在微波消融术中,能量通过放置在肿瘤内部的狭窄微波天线传送。微波能量被水分子吸收,产生热量,从而破坏患病的细胞和组织。在射频消融术中,在肿瘤中插入一个或多个电极,以便在组织中产生电流。由于生物组织不是完美的导体,电流产生的热量会被肿瘤吸收。给定组织的含水量及其导电性取决于组织类型。因此,测量与给定剂量的MW或RF相关的温升是优化不同治疗技术的有力工具。此外,在设备设计和测试阶段,监测天线或电极的温度也很重要。FO传感器的电敏感度为零,这使其成为测量暴露在MW或RF环境中的样品温度的理想工具。与微波和射频癌消融相关的FO探头测量示例:
    •  暴露于微波或射频感应电流下的活组织温度测量
    •  组成的癌症消融装置的微波天线和射频电极的温度测量

    为什么FO传感器是最可靠的温度监测探头:

    • FO传感器没有电敏感度,它们不会改变组织中的MW分布模式,也不会成为MW消融设备上不需要的额外电极。
    • 读数不受MW或RF的影响

     

  • 电外科电外科是将高频电流应用于生物组织,作为切割、凝固、干燥或电灼组织的手段。电外科设备由波形发生器和包括一个或多个电极(有时称为射频 (RF) 刀)的机头组成。FO传感器可用于测量电极的温度,并实时监测受此类手术过程影响的任何生物组织的温度。因为它们使用光传感信息,所以读数不受无线电频率的影响。而且它们完全绝缘,不会干扰组织中产生的电流。