理大塑料光纖傳感器供醫用 導航微創手術 監測骨折癒合

為克服傳統玻璃和塑料光纖的缺點，理大光子學講座教授、電機工程學系系主任譚華耀教授帶領的研究團隊，嘗試把光學塑料ZEONEX應用在光纖傳感器上；該塑料是一類環烯烴樹脂，常用於相機、影印機等光學零件。
「塑料邊孔光纖傳感器」具有柔軟、微型兼能感應極微小壓力變化的特點，可安裝於智能人工耳蝸內。（陳施敏攝）
譚華耀表示，團隊在光纖內加入邊孔，使光纖更容易產生形變，有助改善光線折射角度，從而提高光纖傳感器的靈敏度。新塑料光纖傳感器的直徑達微米級別，壓力敏感度較傳統光纖傳感器高20倍，可測量不足大氣壓力1%的變化，能夠監測如呼吸時肺內壓力的些微改變。再者，新的光纖傳感器的質地柔軟、富有彈性，不受濕度影響，並具有生物相容性，十分適合用來監測體內狀況。
助醫生植入人工耳蝸
光學解調儀（箭嘴示）體積與火柴盒相若，較傳統黑色的解調儀細得多。（陳施敏攝）
此外，理大研究團隊亦與澳洲莫納什大學合作，研究把光纖傳感器植入骨折病人患處周邊的骨骼，以監測癒合進度。譚華耀透露，雙方合作約一年，惟因疫情拖慢研究進度；待完成實驗室測試後，擬在羊等動物身上測試；冀日後的傳感器，可適用於改良固定骨頭的螺絲及鐵片設計。
現時市面上的光學解調儀，約磚塊大小，一般應用於檢測鐵路安全，價格數萬至數十萬元不等。理大研發的光學解調儀，體積只有火柴盒大小，成本約數千元，譚華耀估計3至4年內，解調儀的體積可縮至藥丸般細小，屆時便可植入皮下，連接病人體內的光纖及傳感器，配合物聯網技術組成傳感網絡，通過無線通訊監控生物醫學應用的元件，例如人工耳蝸等。
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Posted July 7, 2021
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