光子晶体光纤传感器在疾病诊断中的应用综述：从癌症到COVID-19的生物医学监测新前沿

本综述系统探讨了光子晶体光纤（PCF）传感器在疾病检测领域的最新进展，涵盖了癌症、疟疾、阿尔茨海默病、COVID-19等关键疾病类型。文章深入分析了核心几何结构、材料选择及功能涂层等设计参数对折射率灵敏度（RI）、检测限等性能指标的影响，并详细阐述了限制损耗（CL）、相对灵敏度（RS）等核心特征的计算方法。该研究为开发高灵敏度、实时无标记诊断工具提供了重要理论支撑，同时指出了人工智能（AI）融合与多疾病生物传感等未来发展方向。

　　

亮点（Highlights）

光子晶体光纤（PCF）传感器因其卓越的灵敏度、设计灵活性和强大的光-物质相互作用，在疾病诊断领域展现出巨大潜力。本综述系统探讨了针对COVID-19、癌症、阿尔茨海默病和疟疾等多种疾病的PCF设计方案。传感器性能与核心几何结构、材料选择以及等离激元或介电涂层的使用密切相关。相对灵敏度（R_S）、双折射和限制损耗（C_L）等指标凸显了其在无标记、实时检测方面的精确性。

生物医学监测的重要性

光子晶体光纤（PCF）凭借其独特的光学特性和能力，在生物医学监测中具有重要意义。PCF通过空气孔的周期性排列形成光子带隙，使其能够比传统光纤（OF）更有效地传导光。这一特性使得光能够在长距离和复杂的生物环境中高效传输。PCF可以传输从可见光到近红外甚至中红外区域的宽波长（λ）范围的光。

生物医学监测的最新进展

生物医学监测的最新进展得益于尖端技术的融合，包括可穿戴传感器、微流控技术、纳米技术以及先进的数据分析和人工智能（AI）。远程医疗的实施，借助先进的数据传输和处理技术，通过实现对患者的远程监测和评估来提升患者护理水平。总的来说，这些进展促进了更高效、个性化的医疗保健服务。

局限性与挑战

各种PCF结构在检测所有疾病（如癌症、疟疾、阿尔茨海默病、COVID-19和脑肿瘤）方面的局限性和挑战如表7所示。

结论（Conclusion）

光子晶体光纤（PCF）传感器具有出色的灵敏度、设计灵活性和强烈的光-物质相互作用，使其在疾病诊断领域前景广阔。本综述考察了用于检测COVID-19、癌症、阿尔茨海默病和疟疾等疾病的各种PCF设计。传感器性能与核心几何结构、材料选择以及等离激元或介电涂层的使用紧密相关。相对灵敏度（R_S）、双折射和限制损耗（C_L）等指标凸显了其在无标记、实时检测方面的精确性。