Un sensor de monitoreo respiratorio de fibra óptica en forma de globo basado en un recubrimiento PDMS

Área de la Ciencia:

• Optoelectrónica y sus derivados
• Ingeniería biomédica
• Tecnología de sensores

Sus antecedentes:

• El monitoreo respiratorio preciso es crucial para diagnosticar y manejar varias afecciones médicas.
• Los métodos de monitoreo respiratorio existentes pueden tener limitaciones en cuanto a sensibilidad, portabilidad o costo.
• Los sensores de fibra óptica ofrecen ventajas potenciales debido a su pequeño tamaño, inmunidad a la interferencia electromagnética y alta sensibilidad.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar un nuevo sensor de monitoreo respiratorio basado en una fibra óptica en forma de globo.
• Investigar el rendimiento del sensor para detectar las variaciones de temperatura asociadas con la respiración.
• Para evaluar la capacidad del sensor para distinguir entre diferentes estados y frecuencias de respiración.

Principales métodos:

• Fabricación de un interferómetro Mach-Zehnder de fibra óptica en forma de globo utilizando una fibra de modo único (SMF) recubierta con polidimetilsiloxano (PDMS).
• Excitación de los modos de orden superior mediante el ajuste del radio de flexión del SMF para interferir con el modo central.
• Caracterización de la sensibilidad a la temperatura del sensor debido a las propiedades termoópticas y de expansión térmica del PDMS.
• Integración del sensor en una máscara respiratoria para el monitoreo en tiempo real de los patrones de respiración.

Principales resultados:

• El sensor propuesto demostró una sensibilidad significativa a la temperatura de -166,29 pm/°C en el rango de 30 °C a 60 °C.
• El sensor diferenció con éxito entre los estados de respiración normal, rápida y lenta.
• El sensor monitoreó efectivamente las transiciones entre la respiración oral y la nasal, así como las frecuencias de respiración.

Conclusiones:

• Se ha desarrollado con éxito un nuevo y sensible sensor de fibra óptica en forma de globo para el monitoreo respiratorio.
• El sensor aprovecha la sensibilidad a la temperatura para detectar con precisión el estado y los patrones de respiración.
• Esta tecnología es prometedora para aplicaciones no invasivas de monitoreo respiratorio en tiempo real.