PDMSコーティングベースの気球形光ファイバー呼吸器モニタリングセンサー

科学分野:

• 光電子機器
• 生物医学工学
• センサー技術

背景:

• 呼吸器の正確なモニタリングは様々な病気の診断と管理に不可欠です.
• 既存の呼吸器のモニタリング方法には,感度,移植性,またはコストの制限があります.
• 光ファイバーセンサーは,小さいサイズ,電磁気干渉に対する免疫,および高い感度により潜在的な利点を提供しています.

研究 の 目的:

• バルーンの形をした光ファイバーをベースにした新しい呼吸器のモニタリングセンサーを提案し,実証する.
• 呼吸に関連した温度変動を検出するセンサーの性能を調査する.
• 異なる呼吸状態と周波数を区別するセンサーの能力を評価する.

主な方法:

• ポリジメチルシロキサン (PDMS) でコーティングされた単一モードファイバー (SMF) を使用した風船形光ファイバーマッハ-ゼンダー干渉計の製造.
• SMFの屈折半径をコアモードへの干渉に調整することによって,高次元のモードを刺激する.
• PDMSの熱光学および熱膨張特性によるセンサーの温度感度の特徴.
• 呼吸パターンをリアルタイムで監視するための呼吸マスクにセンサーを統合する.

主要な成果:

• 提案されたセンサーは30°Cから60°Cの範囲で -166.29 pm/°Cの有意な温度感を示した.
• センサーは正常,高速,遅い呼吸状態を 区別することに成功しました
• センサーは口腔と鼻の呼吸の間の移行を効果的に監視し,呼吸頻度も監視しました.

結論:

• 呼吸器のモニタリングのための新鮮で敏感な風船状の光ファイバーセンサーが開発されました.
• センサーは温度感度を活用して 呼吸状態とパターンを正確に検出します
• この技術は非侵襲的な リアルタイム呼吸器のモニタリングに 期待されています