Feasibility study on the development of Liquid crystal-optical fiber temperature sensor for minimal invasive laserthermia

Nowadays, laserthermia is widely used to treat malignant tumors with generating heat as the one of minimal invasive surgeries. Generally, the laserthermia probe system consists of the fiber-optic laser and light guides, image guide and temperature sensor. It is very important to measure the temperature of treating tumor and make a stable temperature ($42{\sim}43^{\circ}C$) during the treating time. Therefore, laserthermia probe needs temperature sensor which can measure it exactly and fast. In this study, to develop a new type of temperature sensor with LC(liquid crystal) and optical fiber, the reflectivity of LC according to the temperature changes are measured. Also, the relationships are derived from the results.

LC(Liquid crystal)-광섬유를 이용한 최소 침습적 레이저 온열 치료용 온도 측정 센서의 개발을 위한 기초 연구

최근 최소 침습적 수술(minimal invasive surgery)방법에 대한 관심이 높아지면서 인체 내부의 악성 종양을 치료하는 방법 중의 하나로 레이저를 이용한 온열 치료법(laserthermia)이 사용되고 있다. 인체 심부의 암세포에 대한 레이저 열 치료는 레이저를 조직에 흡수시키면서 발생되는 열을 이용하여 암세포를 제거하는 방법이다. 본 시스템은 레이저 전달용 광섬유, 영상 획득용 내시경, 온도 측정 센서 등으로 구성된다. 온열 요법은 치료할 암세포를 적절한 온도($42{\sim}43^{\circ}C$)로 유지시켜주면서 정상 세포는 레이저의 조사에 의한 열 발생을 최소화시키는 것이 중요한데 이러한 온도 유지를 위해서는 신속 정착한 온도 측정이 요구되고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 LC(liquid crystal)-광섬유 온도 측정 센서를 개발하기 위해 온도 변화에 따른 LC물질의 색 변화 정도를 수광-발광 광섬유로서 측정하였고 측정된 수광량과 온도 변화 사이의 관계식을 도출하였다. 그리고 광섬유와 LC물질간의 복잡한 거리 문제를 해결하고, 보다 향상된 실험 결과를 얻기 위해 Y-coupler를 제작하여 LC물질의 반사 광량과 온도 사이의 관계도 알아보았다.