光ファイバー織物の醫(yī)療分野での応用

光ファイバー（光ファイバと略稱する）は光波ガイドとして広く知られていますが、皆様がよく知っている通信分野以外に、光ファイバは醫(yī)療分野でどのような応用がありますか？

作製した材料によって，ファイバは通常無機(jī)ファイバと有機(jī)ファイバの2種類に分類される。無機(jī)光ファイバはガラス光ファイバと石英光ファイバを含み、通信、建築、航空宇宙などの分野に一般的に用いられる。有機(jī)光ファイバとは、主に高透明性の有機(jī)高分子材料から作られた高分子光ファイバ（「プラスチック光ファイバ」ともいう。「POF」ともいう）を指し、より柔軟なテクスチャで無機(jī)光ファイバより幅広い応用分野に與えられる。

光ファイバー織物は光ファイバと紡績織物を結(jié)合して形成される複合織物製品で、スマート織物に屬しています。光ファイバ織物は一般に高分子光ファイバを用いており，そのため織物の柔軟性と光ファイバの導(dǎo)光性能を兼ね備えている。光ファイバー織物の応用は通信、照明、裝飾、娯楽、醫(yī)療などの多くの分野をカバーしています。光ファイバの役割に応じて、醫(yī)療分野に用いる光ファイバ織物を信號伝送ファイバ織物、表面発光光ファイバ織物、光ファイバセンシング織物など3種類に細(xì)分化することができる。

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シグナル伝送光ファイバ

光ファイバ織物は，裝著可能なスマートデバイスの一部として機(jī)能デバイス間の物理的接続と信號伝送機(jī)能を擔(dān)うことができる。1996年にはJAYARAM ANなどが率先してスマートウェアに関する研究を始めました。彼らは光ファイバをスマートウェア（Smart Shart）の信號伝送バスとして利用し、織物に埋め込まれた電子部品と電子線を接続して「マザーボード（Wearable Motherboard）を著用することができる」となり、干渉のない環(huán)境下での人體生理信號監(jiān)視を初めて実現(xiàn)し、「裝著可能電子」の新たな分野を切り開いた。

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光ファイバー織物

光ファイバ発光織物とは、光ファイバの光伝導(dǎo)性能を利用して、光源の光信號を放出して発光効果をもたらす光ファイバ織物のことで、照明、裝飾、醫(yī)療などの分野に応用できる。醫(yī)用光ファイバー発光織物は主に光力療法の裝備として使われています。異なる波長の光源信號を変調(diào)することにより、予想される治療光波が得られ、また、適切な光ファイバ配列またはレンズ裝置を使用して異なる面積、異なる光強(qiáng)度分布の発光面を得ることができ、新生児黃疸のブルーレイ照射治療、傷の癒合を促進(jìn)する光照射治療、角化病の治療などの様々な疾患の治療要求を満たすことができる。

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センシング光ファイバ織物

光ファイバセンシング織物は光ファイバ織物の別の応用であり、通常は光ファイバをセンサーとして用い、繊維原料の役割を織物に加えて、織物の一部を構(gòu)成する。センシング織物を作るのによく使われる光ファイバセンサは、ラスタセンサー、マクロカーブセンサー、マイクロカーブセンサーの3種類があります。

（1）光ファイバプラハラスタ（FiberBragg Grating，F(xiàn)BG）は、ラスターセンサーの典型的な代表であり、1970年代以降、光ファイバデバイスとして、溫度、濕度、変位、加速度などの信號を検出し、航空宇宙、軍事防衛(wèi)、生物醫(yī)學(xué)などの分野に用いられてきた。

光ファイバ裝著可能システム

（2）ファイバの曲率半徑がファイバ直徑よりもはるかに大きい曲がりをマクロベンディングと呼び，これによる付加損失はマクロベンディング損失である。この損失は外部干渉（溫度、圧力、屈折率など）によって変化します。この原理を利用して外部干渉情報(bào)を検出するデバイスを光ファイバマクロカーブセンサと呼ぶ。現(xiàn)在の光ファイバーマクロ曲げセンシングは醫(yī)療分野で多くの人の呼吸特徴の監(jiān)視に使われています。

（3）ファイバマイクロ曲げ損失とは、光ファイバ軸に極小の曲げ（マイクロベンディング）を発生させた追加損失をいう。マクロベンディングと同様に，光ファイバマイクロベンド損失原理を用いて光ファイバマイクロベンディングセンサを開発することもできる。光ファイバマイクロベンディングセンシングは醫(yī)療分野でも応用されている。