探究生命健康的光纤传感技术

我们开创了微创颅内压力和温度光纤实时检测技术。在开颅手术过程中，必须实时检测颅内温度和压力，现在使用的技术和设备都是从国外引入的，使用成本很高。我们制备了压力和温度传感器，将光纤传感器插入脑室中，在光纤末端制作了一个气泡FP腔，利用该腔检测压力，并在光纤侧面做了一个超短并联集成的FBG检测温度，通过联立方程可以解决温度和压力交叉敏感问题。该成果解决了三个关键技术问题：温度和压力实时检测技术问题、温度和压力交叉敏感问题，以及光纤探头医用封装技术问题。该传感器直径为125 μm，压力分辨率为10 Pa，温度分辨率达到0.1℃。我们进行了生物活体实验，将光纤传感器插入老鼠的脑部进行了脑室内温度和压力的实时监测。

我们研发了可穿戴光纤型无创生命体征综合监护技术。基于光纤传感器技术，把光纤传感器集成到衣服中，实时检测人体生命体征，包括体温、血压、心率、呼吸、咳嗽、血氧饱和度等，通过无线传输芯片经收集终端传输到疾控中心或大数据云平台。其关键技术是传感器可穿戴问题和传感器折叠问题，其温度精度达0.1℃，血压精度可到3 mmHg，心率精度达2 bpm，呼吸精度达1 bpm，咳嗽精度达1 bpm，血氧饱和度精度达2％。(www.xing528.com)

我们研发了基于多芯光纤的机器人灵巧手位姿和触觉光纤传感技术。构建机器人灵巧手的多芯光纤传感神经网络，实现机器人灵巧手位姿和触觉的实时传感，获得具有位姿和触觉自主感知能力的机器人灵巧手样机。将光纤集成到机器人灵巧手上，用FBG在每个关节上布置一个矢量弯曲传感器，检测弯曲曲率和弯曲方向，并在光纤的末端集成一系列光纤微腔干涉仪，作为压力传感器实现触觉的传感。