[发明专利]一种基于光纤传感的微型颅内多参数传感器

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感领域，特别是涉及一种基于光纤传感的微型颅内多参数传感器。

背景技术

重型颅脑损伤是神经科常见的危急重症，具有病情变化快、并发症多、致残和死亡率高的特点，如果不能及时发现并进行有效的治疗，将产生难以逆转的脑损伤甚至危及患者的生命。因此，及时、准确的获取患者的颅内特征数据及其变化趋势是观察颅脑疾病患者病情变化、判断手术时机、指导临床用药以及评估预后的必备手段，而先进的传感器技术则是实现这一目标的基础。

对颅脑损伤患者颅内特征数据的监测包括颅内压(Intracranial pressure，ICP)、脑温(brain temperature，BT)、脑电图、血压的监测等等，其中对颅内压的监测最为重要且难以准确获得。

颅内压增高是神经科疾病引起死亡的最主要原因之一，对其的实时监测非常重要。现有的颅内压监测技术分为非创伤性监测和创伤性监测。非创伤性监测包括Homburg等人提出的经颅多普勒法、周冀英等人提出的经眼监测法等等，但是目前这些监测方法还普遍存在准确性和可靠性较差的缺点，在临床上的应用有限。

创伤性颅内压监测指标可靠，适应范围广，在监测的同时还可以实现引流等治疗手段。从最初的腰椎穿刺测量法发展到脑室穿刺直接测量法，创伤性颅内压监测在技术上已经有了很大进步，例如Fisterer等人提出的被称为ICP监护“金标准”的脑室内插管法、Czosnyka等人提出的光纤压力监测技术等，是目前临床上使用最多的监测方法。但是，如何对压力传感器进行微型化以减小创伤，达到降低颅内感染、出血等并发症的发生是目前需要的改进之处。

脑温是脑外伤时决定脑损伤程度的重要因素之一，其数值与颅内压存在关联，在对脑损伤患者进行亚低温治疗过程中实时获得脑温数据对治疗有重要的指导作用。脑温监测一般采用金属或光纤温度探头进行颅内测量。

在颅脑损伤重症监测中，单一的颅脑指标有时敏感性不够，特异性不强，因此，近年来国内外研究机构都在致力于将颅脑损伤的监测向低创伤、多指标联合监测的方向发展。许多研究报道表明，在颅内压监护同时进行脑温、脑电图等特征参数的监测，是早期发现和治疗颅内疾病的重要措施，可为对症处理、防止继发性脑损害提供更多信息。因此，用一种传感器尽可能实现多的参数监测是降低损伤、提高诊断和治疗水平的最有效手段。

目前，光纤压力传感器和光纤温度传感器在工程上的研究应用已经比较成熟。但是，在如何用其获取人体颅脑内的压力和温度信号，这方面的研究还很少。一方面，颅内参数的监测对精度要求高；另一方面，在进行颅内参数监测时要求创口面积尽可能小，对传感器微型化有很高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种基于光纤传感的微型颅内多参数传感器，采用单根光纤作为传感媒质，在能够实时、准确的监测患者颅内压参数的同时，还能同时获取患者的颅内温度数据。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于光纤传感的微型颅内多参数传感器，包括有光源系统、信号处理系统、环行器和光纤微型颅内多参数传感器探头；

其中光源系统中的发光二极管(SLED)发出的宽带光经过环行器后到达光纤微型颅内多参数传感器探头，光纤微型颅内多参数传感器探头反射回来的光再次经过环行器，然后由信号处理系统接收，信号处理系统通过波长扫描装置检测光信号中的波长变化情况，将接收到的光信号转换为电信号，并经过计算给出颅内压和脑温数据。

按上述方案，所述的光纤微型颅内多参数传感器探头，包括有连接光纤、光纤布拉格光栅(FBG)、单芯玻璃毛细管、玻璃套管和玻璃隔膜，其中，光纤布拉格光栅通过准分子激光器采用紫外曝光法刻写在连接光纤上，且靠近连接光纤的经过抛光后的端面；连接光纤经过抛光后的端面的一端固定在单芯玻璃毛细管中，并和单芯玻璃毛细管一起被固定在玻璃套管中；玻璃隔膜固定在玻璃套管的一端，和连接光纤经过抛光的端面形成法布里-泊罗腔结构，且连接光纤、单芯玻璃毛细管、玻璃套管及玻璃隔膜之间的固定采用紫外固化胶进行固定。

按上述方案，所述的连接光纤的经过抛光后的端面与玻璃隔膜之间的距离为10～100微米。距离值的大小决定了法布里-泊罗干涉条纹的疏密程度。

按上述方案，所述的光纤布拉格光栅与连接光纤的经过抛光后的端面的距离为5mm～10mm。

按上述方案，所述的连接光纤为经过载氢处理的普通单模光纤或者光敏光纤。