论文部分内容阅读
我国心血管疾病患病人数众多,心血管病死亡占疾病死亡构成的比重很大,是我国居民的首位死因。长期以来,冠状动脉造影及血管内超声一直是诊断血管狭窄介入治疗的参考标准,然而它们在血管狭窄功能信息的获取方面十分有限,而基于压力测量的血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)是一种非常宝贵的功能学评价工具。FFR是准确的病变特异性指标,表明特定的狭窄或冠状动脉区域是否会导致缺血。现阶段FFR测量系统大多采用传统压电式传感器,存在漂移大,易受电磁干扰等局限性。微型光学压力传感器具有体积小、灵敏度高、漂移小,不受电磁干扰等特性,在FFR测量中应用越来越广泛。本论文主要以FFR参数测量为目标,选择MOEMS(Micro-Opto-ElectroMechanical Systems)压力传感技术进行研究,设计并搭建了传感器测量系统的压力标定装置,建立压力传感基准测试系统,搭建微压测量环境,并对搭建的传感器测量系统进行压力标定,采用白光低相干干涉方法对不同加载压力下的反射光谱进行解调,获取和挖掘传感器腔长变化与压力值之间关系。通过对比分析传感器测量系统实测的压力,验证了MOEMS压力传感器测量系统准确性高,相关性好的优异性能。为了探索性能更高的光学压力传感器,本文还提出了一种由金属-介质-金属纳米柱阵列构成的新型表面等离激元晶格共振(plasmonic surface lattice resonances,SLRs)结构,它在不对称的电介质环境中具有优异的性能。在设计优化的几何参数中,该结构具有86的高品质因数。本文设计的纳米柱阵列在与结构中金属板的空间间隔d在5-9nm范围内变化时,谐振波长移动非常明显,d值每变化1nm,谐振波长移动42nm,表明该结构具有反应灵敏,相关性好的优点,十分适用于高灵敏度压力传感系统。在系统的研究中发现可以通过更改结构几何参数和与金属板的空间间隔d来获得可调谐性。本论文的研究,为进一步探索构建准确测量FFR的光学压力传感系统奠定基础,为实现小体积、高灵敏度、高精度的压力传感器和高要求的介入诊断器械制造提供技术依据。