न्यूनतम इनवेसिव चिकित्सा क्षेत्र में फाइबर ऑप्टिक तापमान माप और सेंसर प्रणाली का अनुप्रयोग

हाल के दशकों में, न्यूनतम आक्रामक अतिताप (यानी. रेडियोफ्रीक्वेंसी एब्लेशन, लेज़र एब्लेशन, माइक्रोवेव उच्छेदन, उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड एब्लेशन, और क्रायोएब्लेशन) ट्यूमर शोधन के क्षेत्र में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है. ये तकनीकें आसपास के स्वस्थ ऊतकों की अखंडता को बनाए रखते हुए ट्यूमर को हटाने के लिए स्थानीय तापमान में वृद्धि या कमी लाती हैं. उपचार के परिणामों में सुधार के लिए ऊतक तापमान को सटीक रूप से मापना विशेष रूप से फायदेमंद हो सकता है, क्योंकि यह पूर्ण ट्यूमर उन्मूलन प्राप्त करने और पुनरावृत्ति को कम करने के लिए एक स्पष्ट समापन बिंदु के रूप में कार्य कर सकता है. इस क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली कई तापमान माप तकनीकों में से एक है, फाइबर ऑप्टिक सेंसर (एफओएस) कई आकर्षक विशेषताएं हैं: सेंसर और केबल का उच्च लचीलापन और छोटा आकार एफओएस को गहरे ऊतकों में डालने की अनुमति देता है; इस आवेदन के लिए, फाइबर ब्रैग झंझरी और आवृत्ति प्रतिक्रिया (सैकड़ों kHz) पर्याप्त हैं; विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षा चुंबकीय अनुनाद या कंप्यूटेड टोमोग्राफी द्वारा निर्देशित थर्मल कार्यक्रमों के दौरान एफओएस के उपयोग की अनुमति देती है. इस समीक्षा में, थर्मल प्रक्रियाओं में तापमान की निगरानी के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले FOS की वर्तमान स्थिति (जैसे फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग सेंसर; प्रतिदीप्ति सेंसर) पेश किया गया है, उनके कार्य सिद्धांतों और मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं पर ध्यान देने के साथ. इन कार्यक्रमों में एफओएस का उपयोग करने के लाभों को समझाने के लिए सामान्य एब्लेशन तकनीकों के बुनियादी भौतिक सिद्धांतों को शामिल करें.
न्यूनतम इनवेसिव तकनीकों को कैंसर के इलाज के लिए और उन रोगियों के इलाज के लिए पारंपरिक सर्जरी के विकल्प के रूप में व्यापक रूप से मान्यता दी गई है जो सर्जरी के लिए उपयुक्त नहीं हैं।. न्यूनतम आक्रामक तकनीकों के एक विशेष परिवार को थर्मल एब्लेशन प्रोग्राम के माध्यम से दर्शाया जाता है, जिससे स्थानीय तापमान में वृद्धि होती है (लेज़र एब्लेशन (LA), रेडियोफ्रीक्वेंसी एब्लेशन (आरएफए), उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (HIFU), और माइक्रोवेव एब्लेशन (एमडब्ल्यूए)) या कमी (क्रायोब्लेशन) आसपास के स्वस्थ ऊतकों की रक्षा करते हुए पूरे ट्यूमर को नष्ट करना. पारंपरिक सर्जरी की तुलना में उनका मुख्य लाभ पर्क्यूटेनियस के माध्यम से एब्लेशन सर्जरी की संभावना में निहित है, एंडोस्कोपिक, या एक्स्ट्राकोर्पोरियल मार्गदर्शन, जिससे रोगियों को शारीरिक आघात कम से कम हो, प्रतिकूल जटिलताओं से बचना, सामान्य संज्ञाहरण की आवश्यकता को कम करना, और उन रोगियों का इलाज करना जो मैनुअल सर्जरी नहीं करा सकते. ये तत्व मरीजों के ठीक होने के समय को कम कर सकते हैं, जिससे अस्पताल की लागत कम हो.

उपचार के दौरान ऊर्जा वितरण को विनियमित करने के लिए तापमान की निगरानी विशेष रूप से फायदेमंद मानी जाती है. यह दिखाया गया है कि ट्यूमर को पूरी तरह से हटाने और पुनरावृत्ति को कम करने के लिए तापमान एक स्पष्ट समापन बिंदु के रूप में भी काम कर सकता है. इसके अलावा, उपचार प्रबंधन में उच्च तापमान उपचार योजना उपकरणों की प्रभावशीलता को ऊतक तापमान पर प्रतिक्रिया को सटीक रूप से मापकर बढ़ाया जा सकता है. हाल के दशकों में, अनुसंधान में उच्छेदन आधारित उपचारों का मार्गदर्शन करने के लिए कई तापमान माप तकनीक प्रस्तावित की गई हैं, और हाल ही में नैदानिक ​​​​सेटिंग्स में. इन तरीकों को आक्रामक में विभाजित किया जा सकता है (संपर्क आधारित) और गैर-आक्रामक (गैर-संपर्क आधारित). गैर-आक्रामक तापमान माप के मामले में, तापमान परिवर्तन को डिवाइस और आंतरिक बॉडी के बीच संपर्क के बिना मापा जाता है, और तापमान पर निर्भर ऊतक विशेषताओं की छवियों से अनुमान लगाया जाता है; सबसे प्रसिद्ध विधियाँ चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग पर आधारित हैं (श्री), परिकलित टोमोग्राफी (सीटी), अल्ट्रासाउंड (हम) इमेजिंग, और अनुप्रस्थ तरंग इलास्टोग्राफी. हालाँकि संपर्क की कमी और 3डी तापमान मानचित्र प्राप्त करने की संभावना से जुड़े स्पष्ट लाभ हैं, छवि-आधारित तापमान माप विधियां अभी तक इतनी परिपक्व नहीं हुई हैं कि सभी थर्मल कार्यक्रमों की निगरानी के लिए नैदानिक ​​​​उपकरण के रूप में उपयोग किया जा सके. वास्तव में, एमआर थर्मोमेट्री को गैर-इनवेसिव थर्मोमेट्री में वर्तमान नैदानिक ​​​​स्वर्ण मानक माना जाता है, विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए अनुक्रमों की आवश्यकता होती है जिनकी थर्मल संवेदनशीलता ऊतक के प्रकार पर निर्भर करती है, जब तक कि प्रोटॉन अनुनाद आवृत्ति शिफ्ट तकनीक का उपयोग नहीं किया जाता है. इसके अलावा, एमआर स्कैनर केवल एमआर संगत उपकरणों के साथ संचालित किया जा सकता है; सीटी थर्मोमेट्री विधि आयनीकृत विकिरण का उपयोग करती है (एक्स-रे), इसलिए पहली चिंता मरीज की खुराक से संबंधित है. इसके अलावा, इसकी थर्मल संवेदनशीलता ऊतक पर निर्भर है और विवो में इसकी व्यवहार्यता मूल्यांकन पर केवल प्रारंभिक अध्ययन आयोजित किए गए हैं; यह बहुत आशाजनक लग रहा है, लेकिन केवल लगभग तक की तापमान सीमा के भीतर 50 डिग्री सेल्सियस; इसके अलावा, जब तापमान करीब आता है 60 डिग्री सेल्सियस, विशिष्ट तरीकों का उपयोग करना (जैसे तापमान के साथ ध्वनि वेग में परिवर्तन के आधार पर तापमान माप) इस तकनीक की सटीकता ख़राब हो सकती है, और तापीय संवेदनशीलता ऊतक के गुणों पर निर्भर करती है.

आक्रामक तरीकों के लिए लक्ष्य ऊतक में सेंसर डालने की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिक लागत प्रभावी इमेजिंग सिस्टम, और कुछ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मॉडलों में, कार्यक्रम की आक्रामकता को कम करने के लिए ऊर्जा वितरण जांच में सेंसर लगाए गए हैं.

वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सेंसर थर्मोकपल और फाइबर ऑप्टिक सेंसर हैं (एफओएस). दो धातु के तारों से बना थर्मोकपल सस्ता है, काफी सटीक (~1°C), और इसका प्रतिक्रिया समय अपेक्षाकृत कम है (जो काफी हद तक जांच व्यास पर निर्भर करता है और उससे काफी छोटा हो सकता है 1 दूसरा). वहीं दूसरी ओर, दो मुख्य कारण हैं जिनसे माप त्रुटियां हो सकती हैं: (मैं) एलए से गुजरते समय धातु के तार के माध्यम से प्रकाश का सीधा अवशोषण, अल्ट्रासाउंड उपचार के दौरान एचआईएफयू तापमान में अत्यधिक वृद्धि का कारण बन सकता है, और धातु के तार की उच्च तापीय चालकता भी तापमान को अधिक आंकने का कारण बन सकती है (क्रायोब्लेशन) या कम आंकलन (उच्च तापमान चिकित्सा के लिए). इसके अलावा, धातु के तार सीटी या एमआर निर्देशित थर्मल कार्यक्रमों में महत्वपूर्ण छवि कलाकृतियों का कारण बन सकते हैं.

विशिष्ट विन्यास में, फ़ाइबर ऑप्टिक तकनीक इन बाधाओं पर काबू पाने की अनुमति देती है: उनके निर्माण के कारण (कांच या बहुलक), प्रकाश अवशोषण के कारण FOS को आसानी से अधिक महत्व नहीं दिया जाता है, और इसकी तापीय चालकता कम है (सिलिकॉन ग्लास एक उत्कृष्ट इन्सुलेशन है). इसके अलावा, एमआर संगत एफओएस का उपयोग सीटी और एमआर निर्देशित हॉट प्रोग्राम में किया जा सकता है. ये विशेषताएँ गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के दौरान तापमान की निगरानी के लिए FOS तकनीक को विशेष रूप से आकर्षक बनाती हैं.

FOS कई प्रकार के होते हैं, जो विभिन्न कार्य सिद्धांतों पर आधारित होते हैं और आमतौर पर दो अंतर्निहित श्रेणियों में विभाजित होते हैं, ऑप्टिकल फाइबर के साथ संवेदन तत्व बनाते हैं; बाह्य, फ़ाइबर ऑप्टिक का उपयोग केवल व्यक्तिगत घटकों या स्थानों से प्रकाश संचारित करने के लिए एक माध्यम के रूप में किया जाता है. FOS की एक बड़ी संख्या के बीच, ताप उपचार प्रक्रियाओं के दौरान तापमान माप के लिए केवल दो का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, अर्थात् फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग सेंसर (डीसीएफ) और प्रतिदीप्ति सेंसर. सूचीबद्ध मूल्यवान सुविधाओं के अतिरिक्त, एफबीजी वितरित भी कर सकता है, अर्ध वितरित, और बहु-बिंदु माप, एक छोटे आकार के तत्व को सम्मिलित करके संगठन में विभिन्न बिंदुओं पर तापमान माप की अनुमति देना (जैसे कोई ऑप्टिकल तत्व). कई सौ माइक्रोमीटर के बाहरी व्यास वाला फाइबर.

यह आलेख FOS की नवीनतम तकनीकों की समीक्षा करता है (विशेष रूप से एफबीजी और प्रतिदीप्ति सेंसर) ताप उपचार में तापमान की निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है. पूरे लेख में, इन दोनों सेंसरों के मुख्य फायदे और नुकसान का महत्वपूर्ण विवरण दिया गया है, विभिन्न ताप उपचारों पर विचार करते समय. स्पष्टता के लिए, उत्पाद को दो मुख्य भागों में बांटा गया है: पहला भाग सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली थर्मल प्रक्रियाओं के बुनियादी भौतिक सिद्धांतों और इन प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के दौरान तापमान निगरानी के महत्व का वर्णन करता है; दूसरे भाग में, माप सिद्धांत, एफबीजी और प्रतिदीप्ति सेंसर के फायदे और नुकसान, साथ ही रुचि के क्षेत्र में उनके अनुप्रयोग, वर्णित हैं. तापमान के लिए फाइबर ऑप्टिक सेंसर का उपयोग किया जाता है ताप उपचार प्रक्रियाओं में निगरानी के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण लाभ हैं, आकार (सेंसिंग क्षेत्र और वायरिंग), और उनके इलेक्ट्रॉनिक समकक्षों की तुलना में एकीकरण की संभावनाएं (जैसे कि माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस)) कार्य सिद्धांतों और मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं के संदर्भ में. प्रतिदीप्ति आधारित तापमान माप पद्धति का पहली बार व्यावसायीकरण किया गया था 1978; फ्लोरोसेंट ऑप्टिकल सिस्टम ने हमेशा हाइपरथर्मिया में थर्मल माप का समर्थन किया है, खासकर पिछले दशक में. हाल ही में, एफबीजी सेंसर में नए विकास, विशेष रूप से तार खींचने वाले टावरों पर आधारित विनिर्माण विधि, एफबीजी सेंसर की लागत और स्थानिक रिज़ॉल्यूशन को कम कर दिया है 0.5 को 2 एक ही ऑप्टिकल फाइबर के भीतर सेंसर/सेमी. उभरती प्रौद्योगिकियाँ इसकी अनुमति देती हैं “अति सघन” संवेदन, स्थानिक विभेदन को मिलीमीटर से कम करना: दो उल्लेखनीय उदाहरण फाइबर ब्रैग झंझरी हैं, जो एफबीजी सिद्धांत का विस्तार करता है, और रेले स्कैटरिंग विश्लेषण के लिए स्कैनिंग वेवलेंथ इंटरफेरोमेट्री पर आधारित वितरित सेंसिंग सिस्टम.

प्रतिदीप्ति आधारित सेंसर संचालन दिशानिर्देश.

प्रतिदीप्ति आधारित सेंसर का संचालन सिद्धांत, ऑप्टिकल फाइबर के साथ संयुक्त, प्रतिदीप्ति जीवनकाल की माप पर आधारित है. 1990 के दशक में प्रतिदीप्ति आधारित तापमान माप पर कोई शोध नहीं हुआ था, जिसके दौरान फॉस्फोर सामग्रियों में प्रतिदीप्ति क्षीणन के सिद्धांत को ऑप्टिकल फाइबर में लागू किया गया था.

बाह्य प्रतिदीप्ति परीक्षण प्रतिदीप्ति क्षय समय की माप पर आधारित है, जो रूबी जैसी फ्लोरोसेंट सामग्री से प्रेरित है, पन्ना, वां, या कई दुर्लभ पृथ्वी सामग्री. बाह्य प्रतिदीप्ति पर आधारित एक विशिष्ट तापमान माप प्रणाली प्रस्तावित है. फॉस्फोरस को उत्तेजित करने के लिए एक मानक फाइबर के अंदर एक प्रकाश स्रोत के साथ आंतरिक रूप से संशोधित और युग्मित एक वर्गाकार तरंग पैटर्न का उपयोग करना; जांच सीआर 3+नीलम फाइबर की नोक पर एक डोप्ड क्षेत्र है, एक क्वार्ट्ज फाइबर में जोड़ा गया और एक एल्यूमिना शीथ में संपुटित किया गया. फ्लोरोसेंट सामग्री के क्षय समय को रिकॉर्ड करने के लिए उच्च गति फोटोडिटेक्टरों का उपयोग किया जाता है. आम तौर पर, तापमान मान दो चरणों के माध्यम से सेंसर आउटपुट से निकाले जाते हैं: प्रकाश स्पंदनों के साथ संवेदन तत्व को उत्तेजित करना; इस प्रोत्साहन के बाद, प्रतिदीप्ति संकेत तेजी से घटता है. घातीय प्रवृत्ति का समय स्थिरांक तापमान पर निर्भर करता है, इसलिए इसे तापमान का अप्रत्यक्ष माप माना जा सकता है. चरघातांकीय क्षय के कुछ μs तक सीमित होने के कारण. फ्लोरोसेंट लेंस सेंसर में आमतौर पर तेज़ प्रतिक्रियाएँ होती हैं.

इसके अलावा, अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी सामग्री कमरे के तापमान से लेकर तापमान तक के संचालन के अनुकूल हैं 200 डिग्री सेल्सियस, साथ ही नीचे दिए गए ऑपरेशन -40 डिग्री सेल्सियस. सामग्री; सिस्टम का ऑपरेटिंग तापमान रेंज है -100-290 डिग्री सेल्सियस, की सटीकता के साथ 0.1 डिग्री सेल्सियस. प्रतिदीप्ति आधारित प्रणालियों की आकर्षक विशेषताओं में पता लगाने की गति शामिल है, शुद्धता, और फाइबर ऑप्टिक जांच को डिस्पोजेबल इकाइयों के रूप में उपयोग करने की संभावना, और इसलिए थर्मल एब्लेशन में एक या अधिक फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर के संयोजन के लिए कई पेटेंट विकसित किए गए हैं.
फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग का कार्य सिद्धांत (डीसीएफ).

फाइबर ब्रैग झंझरी (डीसीएफ) आधुनिक फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग में सेंसर सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है. एफबीजी एक तरंग दैर्ध्य चयनात्मक नॉच फिल्टर है जो एकल शिखर तरंग दैर्ध्य के पास संकीर्ण स्पेक्ट्रा को प्रतिबिंबित कर सकता है; जब तापमान परिवर्तन FBG संरचनाओं पर लागू होते हैं, एफबीजी स्पेक्ट्रम लगभग पूर्ण स्थिर संवेदनशीलता के साथ बदलता है. इसलिए, प्रतिबिंब की वर्णक्रमीय तीव्रता के अधिकतम मान के अनुरूप तरंग दैर्ध्य को ब्रैग तरंग दैर्ध्य कहा जाता है (λ B)) तापमान का अनुमान लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. एफबीजी के संकीर्ण वर्णक्रमीय प्रतिबिंब और अन्य सभी तरंग दैर्ध्य के प्रति इसकी पारदर्शिता के कारण, एक ही फाइबर पर एकाधिक FBG सरणियाँ तैनात की जा सकती हैं, प्रत्येक एक अलग केंद्रीय तरंग दैर्ध्य के साथ, इस प्रकार तरंग दैर्ध्य विभाजन बहुसंकेतन का उपयोग किया जाता है (डब्ल्यूडीएम). इस विन्यास में, एफबीजी आधारित प्रणालियों ने बायोमेडिकल सेंसिंग का एक नया आयाम प्राप्त किया है, क्योंकि वे एक ही ऑप्टिकल फाइबर पर कई माइक्रो सेंसर को होस्ट करने की अनुमति देते हैं, संवेदन क्षमताओं को अधिकतम करना. FBG सेंसर की लागत लगभग है $35 या उससे कम. तथापि, सेंसर से पूछताछ करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली प्रणाली अधिक महंगी है.

एफबीजी में थर्मल एब्लेशन के लिए आवश्यक माप सीमा के भीतर निरंतर संवेदनशीलता होती है (यानी. 30-100 डिग्री सेल्सियस), ~10 बजे · डिग्री सेल्सियस-1 के सामान्य मान के साथ. उसी फाइबर ऑप्टिक पर उत्कीर्ण 5 एफबीजी सेंसर, आरएफ पृथक्करण के लिए उपयुक्त; प्रत्येक एफबीजी की प्रभावी लंबाई होती है 0.5 सेमी, की एक संवेदन क्षमता 1 एफबीजी/सेमी, और की दूरी 1.8 प्रत्येक शिखर तरंग दैर्ध्य के बीच एनएम; यह परिणाम थर्मल एब्लेशन में एफबीजी सेंसिंग के नवीनतम उदाहरणों में से एक से मेल खाता है. हीटिंग और कूलिंग प्रक्रियाओं के दौरान पांच एफबीजी सरणियों की प्रतिक्रिया चित्र में दिखाई गई है 4. डब्लूडीएम प्रदर्शन करने और संकीर्ण घनत्व के साथ एक ही फाइबर में एकाधिक सेंसर को एकीकृत करने की संभावना फ्लोरोसेंस आधारित सेंसर की तुलना में एफबीजी सेंसर का एक प्रमुख लाभ है।. एफबीजी स्पेक्ट्रा का पता लगाने और पोस्ट-प्रोसेसिंग लागू करने के लिए एक पूछताछकर्ता का उपयोग करके, प्रत्येक सेंसर का तापमान सटीकता के साथ प्राप्त किया जा सकता है 0.1 डिग्री सेल्सियस.
विनिर्माण प्रौद्योगिकी में कई नवीनतम प्रगति के साथ, एफबीजी सेंसर के पीछे की तकनीक तेजी से विकसित हो रही है. सबसे उल्लेखनीय पहलू यह है कि एफबीजी सरणी के तार खींचने वाले टावर निर्माण का समेकन औद्योगिकीकृत तथाकथित तार खींचने वाले टावर झंझरी पर आधारित है। (डीटीजी) जो चरण मास्क के माध्यम से फाइबर को यूवी प्रकाश में उजागर करता है, पारंपरिक एफबीजी विनिर्माण तकनीकों पर महत्वपूर्ण मेट्रोलॉजिकल लाभ प्रदान करना. डीटीजी का निर्माण सटीक स्थिति के माध्यम से किया जा सकता है: सरणी की रचना करने वाले प्रत्येक सेंसर की ब्रैग तरंग दैर्ध्य के अनुरूप एक-से-एक, और ऑप्टिकल फाइबर की ज्यामितीय स्थिति के साथ; विश्वसनीय तापमान पैटर्न पुनर्निर्माण प्रदान करने के लिए हाइपरथर्मिया में यह आवश्यक है. इस तथ्य के कारण कि डीटीजी निर्माण प्रक्रिया में फाइबर बफर परतों को छीलने और दोबारा रंगने की आवश्यकता नहीं होती है, मूल मजबूती और मोटाई को बनाए रखना, यांत्रिक शक्ति भी बढ़ती है. इसके अलावा, डीटीजी आमतौर पर झुकने वाले असंवेदनशील फाइबर पर निर्मित होता है. वर्तमान में, वाणिज्यिक DTG सरणियाँ का घनत्व प्राप्त करती हैं 1 एक फाइबर पर एफबीजी/सेमी.

एफबीजी विनिर्माण के लिए एक नई तकनीक हाल ही में स्थापित की गई है, जो बिंदु दर बिंदु रिकॉर्डिंग के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करता है. इस तकनीक में संवेदन क्षमताओं में सुधार करने की क्षमता है, क्योंकि यह जल्द ही लंबाई के साथ अत्यधिक परावर्तक एफबीजी का निर्माण कर सकता है<1सघन सरणी पैकेजिंग के लिए मिमी. मुख्य अनुप्रयोग. एलए के दौरान, आरएफए, और हाल ही में MWA और क्रायोएब्लेशन के दौरान, एफबीजी का उपयोग मुख्य रूप से ऊतक तापमान की निगरानी के लिए किया जाता है.

एफबीजी कार्य दिशानिर्देश. FBG एक सतत FBG श्रृंखला के रूप में प्रकट होता है, प्रत्येक एफबीजी की एक अलग शिखर तरंग दैर्ध्य होती है. सबसे दिलचस्प विन्यास रैखिक एफबीजी है (एलसीएफबीजी), जहां ब्रैग तरंग दैर्ध्य अंतरिक्ष में रैखिक रूप से भिन्न होता है.

FBG की विनिर्माण लंबाई है 1.5 सेंटीमीटर से 5 सेंटीमीटर, और बैंडविड्थ रेंज है 5 नैनोमीटर से 50 नैनोमीटर. मेट्रोलॉजी के नजरिए से, LCFBG सेंसर की एक श्रृंखला के रूप में प्रकट होता है; इसका स्पेक्ट्रम सभी सेंसरों के संपूर्ण तापमान मोड से आता है. स्थानिक विभेदन तापमान माप में एलसीएफबीजी का अनुप्रयोग अभी भी अपेक्षाकृत प्रारंभिक चरण में है. मानक FBG सरणियों के बजाय LCFBG का उपयोग करके, स्थानिक विभेदन घटकर 1 मिमी से भी कम हो गया है, और यह मुख्य रूप से एलसीएफबीजी स्पेक्ट्रम से तापमान पैटर्न का विश्लेषण करने की डिकोडिंग प्रणाली की क्षमता द्वारा सीमित है. एफबीजी से पिछड़े प्रतिबिंब स्पेक्ट्रम को समान एफबीजी के लिए उपयोग किए जाने वाले उसी पूछताछकर्ता द्वारा रिकॉर्ड किया जा सकता है, लेकिन सिग्नल को डिकोड करने और तापमान का अनुमान लगाने के लिए अनुकूलित सॉफ्टवेयर विकसित किया जा सकता है, चूँकि वर्तमान में कोई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ़्टवेयर उपलब्ध नहीं है.

मुख्य अनुप्रयोग. हाल के थर्मल कार्यक्रमों में ऊतक तापमान निगरानी के क्षेत्र में एफबीजी तेजी से लोकप्रिय हो रहा है, विशेषकर आरएफए. का स्थानिक रिज़ॉल्यूशन प्रदर्शित करें 75 की लंबाई पर माइक्रोन 1.5 सेंटीमीटर. तथापि, डिकोडिंग तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से मोनोटोनिक तापमान मोड के लिए किया जाता है. वर्तमान शोध का उद्देश्य गैर मोनोटोनिक तापमान मोड के लिए तेज़ डिकोडिंग एल्गोरिदम विकसित करना है, जैसे कि आमतौर पर थर्मल एब्लेशन में प्राप्त होते हैं.

रेले स्कैटरिंग वितरित संवेदन का कार्य सिद्धांत.

वितरित तापमान संवेदन (डीटीएस) पिछली तकनीकों से भिन्न दृष्टिकोण अपनाता है, क्योंकि यह सेंसर के रूप में मानक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करता है; डिकोडिंग बैकस्कैटर रेले पैटर्न को मापकर समय या आवृत्ति डोमेन में की जाने वाली एक प्रक्रिया है,. वर्तमान में, घने स्थानिक रिज़ॉल्यूशन थर्मल माप के लिए उपयोग किया जाने वाला डीटीएस गोल्ड मानक उपकरण स्कैनिंग तरंग दैर्ध्य इंटरफेरोमेट्री के ऑपरेटिंग सिद्धांत पर आधारित है. यह डीटीएस प्रणाली स्रोत संवेदन फाइबर की रेले बैकस्कैटरिंग विशेषताओं को रिकॉर्ड करने और उप मिलीमीटर स्थानिक सटीकता के साथ उनका विश्लेषण करने में सक्षम है।. ये सेंसर मानक सिंगल-मोड ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके विकसित किए गए थे (नगण्य लागत पर), लेकिन उन्हें संकेतों का विश्लेषण और रिकॉर्ड करने के लिए महंगे पूछताछकर्ताओं की आवश्यकता होती है.

प्रदर्शन स्थानिक संकल्प के बीच घनिष्ठ व्यापार-बंद पर निर्भर करता है, शुद्धता, प्रभावी लंबाई, और नमूना लेने का समय. का एक स्थानिक संकल्प प्राप्त किया 200 माइक्रोन और लगभग की सटीकता 0.5 डिग्री सेल्सियस, की माप दर के साथ 1 हर्ट्ज. सिस्टम में मानक ऑप्टिकल फाइबर के उपयोग के कारण, किसी संरचना के निर्माण की कोई आवश्यकता नहीं है, ताकि कम लागत वाली डिस्पोजेबल जांच विकसित की जा सके; वहीं दूसरी ओर, पूछताछकर्ता की लागत अन्य फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग सिस्टम और एब्लेशन उपकरणों की तुलना में कम से कम एक परिमाण अधिक है. रेले का बिखराव वितरित संवेदन चिकित्सा परिदृश्यों में प्रणालियों को अपनाया गया है, हालाँकि वे वितरित तापमान या थर्मल ग्रेडिएंट माप के लिए आशाजनक समाधान हैं.

फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर, बुद्धिमान निगरानी प्रणाली, चीन में वितरित फाइबर ऑप्टिक निर्माता