理大研究人員突破醫療監測局限，開發出超微細光纖傳感器，可植入人體作醫學用途。

光纖技術發展日新月異，由以往主要用作數據傳送，逐步擴展至醫療領域。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研究團隊，成功開發嶄新的超微細光纖傳感器，可以植入人體，為手術及治療過程提供更準確的醫學監測資訊。

該傳感器名為「塑料邊孔光纖傳感器」，由先進光學塑料ZEONEX製成，研究團隊更在光纖內加入「邊孔」，以增加其敏感度。這款超微細光纖傳感器不但具備生物相容性，而且質地柔軟，可感應人體內極微細的壓力變化。

全新光纖傳感器的直徑可精細至數微米。

譚教授指：「這種光纖傳感器可以探測到小至不足1%的大氣壓力變化，足以監測人體呼吸時肺部的壓力改變。」他相信這項突破將為人體醫學監測領域，開展一系列全新的應用範疇。

理大技術突破光纖局限

事實上，光纖在醫療設備上的應用已愈見普遍，包括應用於裝有傳感器的可穿戴式醫療裝置和手術儀器。然而，現有的玻璃光纖和傳統塑料光纖都各有缺點，前者因硬度高而容易折斷，後者則會吸收水分，因而影響傳感器運作。

理大研發的超微細光纖傳感器具備各種優點，適合植入人體內應用。譚教授解釋：「光學塑料ZEONEX不但吸濕力低，而且可精確地塑造成不同形狀。此外，我們在光纖內加入邊孔，提升了光纖傳感器的敏感度。」

他續指：「因此，這款超微細光纖傳感器可細小至數微米，它對壓力的敏感度更比傳統的光纖傳感器高出20倍。」

為醫學監測開闢新途徑

超微細光纖傳感器不受濕度影響、不易折斷，並可抗化學腐蝕兼具生物相容性，未來將可更廣泛地應用於醫療領域當中。

更準確植入人工耳蝸 理大研究團隊正與澳洲墨爾本大學和維多利亞皇家眼耳科醫院合作，將特製的超微細光纖傳感器裝入人工耳蝸，讓外科醫生進行植入手術時，掌握位置和力度反應等實時資訊，有助提升植入人工耳蝸的成效。 於「心臟導管手術」中導航監測 新型光纖不易折斷兼具生物相容性，在微創手術中，可用作精準導航和形狀檢測。   骨折修復監測 理大研究團隊現與澳洲莫納什大學攜手研究，將超微細光纖傳感器安裝在矯形外科植入物，以監察骨骼康復進度。圖中顯示，在大腿骨折位置的固定植入物（中）附近，已放置了超微細光纖傳感器（由黃色膠紙固定），以監測康復進度。

 

嶄新傳感器的前景

「塑料邊孔光纖傳感器」的研究成果早前於美國光學學會的學術期刊《Optics Letters》中發表，而理大與其他大學合作的部分研究成果亦已獲得專利。

 

譚華耀教授（中）與程欣博士（左）及Dinusha Serandi Gunawardena博士（右）兩位研究員，期望結合超微細光纖傳感器與無線物聯網，開發能夠在人體內準確且全面監察身體狀況的微型光纖傳感網絡。

現時，譚教授正與團隊研究擴大傳感器的監測範疇，以量度人體內的其他物理或化學變化，例如酸鹼度和溫度等。

 

他表示：「我們亦計劃結合傳感器與無線物聯網等新興科技，開發能夠在人體內準確且全面監察身體狀況的微型光纖傳感網絡，運用創新科技惠及全球病患者。」