الألياف الضوئية والتنظير والمستقبل

تؤثر الألياف الضوئية على كل الصناعات التي يمكن تصورها تقريبًا، من الاتصالات إلى السيارات إلى الدفاع. لا ينبغي استبعاد صناعة الألياف الضوئية الطبية، والتي من المتوقع أن تصل قيمتها، وفقًا لـ NAI، إلى مليار دولار بحلول عام 2024. وقد أدى هذا الاهتمام المتزايد بالألياف الضوئية وأجهزة استشعار الألياف الضوئية (FOS) إلى زيادة البحث والتطوير للمنتجات الجديدة.

نظرًا لمناعتها الكهرومغناطيسية، وسلامتها الجوهرية، وصغر حجمها ووزنها، وتوافقها مع الأوتوكلاف، وقدرتها على إجراء استشعار متعدد النقاط ومتعددة المعلمات عن بعد، فإن أجهزة الاستشعار القائمة على الألياف الضوئية مناسبة بشكل مثالي لمجموعة واسعة من التطبيقات - الغازية وغير الغازية - في علوم الحياة، والأبحاث السريرية، والمراقبة الطبية، والتشخيص، بدءًا من أنظمة توصيل الليزر إلى أجهزة استشعار غازات الدم التي يمكن التخلص منها إلى تحقيقات الضغط داخل الأبهر.

أدى استخدام الألياف الضوئية في الأجهزة الطبية، بما في ذلك المناظير الداخلية ومناظير البطن، إلى تحسين العملية الجراحية للمرضى بشكل كبير. تستخدم هذه الأجهزة أليافًا رفيعة ومرنة لنقل الصور والضوء في الوقت الفعلي، مما يسمح للأطباء بإجراء العمليات الجراحية من خلال شقوق صغيرة. ونتيجة لذلك، يتمتع المرضى بأوقات تعافي أسرع وتندب أقل. بالإضافة إلى ذلك، تتيح القدرات المتقدمة لاتصالات الألياف العميقة التطبيب عن بعد والعمليات الجراحية عن بعد مع زمن وصول أقل وبث فيديو مباشر عالي الجودة.

تشير NAI إلى أن الألياف الضوئية لعبت دورًا في العديد من التطورات في مجال الرعاية الصحية بما في ذلك 'الجراحة طفيفة التوغل، وزيادة استخدام المسابر والقسطرة التي تستخدم لمرة واحدة، وأتمتة الإجراءات الطبية، كلها تظهر تأثيرها'. وبينما يُنظر إلى استخدام الألياف الضوئية بشكل عام على أنه إيجابي، فقد ترك للجراحين إحساسًا متضائلًا بالتغذية المرتدة اللمسية التي كان من الممكن أن تحدث إذا تم تنفيذ الإجراءات يدويًا.

ونتيجة لذلك، يعمل الباحثون على طرق لزيادة ردود الفعل اللمسية عندما يستخدم الجراحون هذه الأدوات. 'الجزء الصعب من محاكاة اللمسة البشرية... هو أن البشر يختبرون على مراحل المحفزات التي نفهمها على أنها لمسة'، كما كتبت NAI. 'إن تمكين الروبوت المجهز بالألياف الطبية من معالجة الملمس والقوة وتحديد الموضع بالطريقة التي يعمل بها الدماغ البشري يمثل مشكلة حسابية معقدة.'

يستكشف العلماء حاليًا طرقًا مختلفة لتطوير أجهزة الاستشعار اللمسية مثل الكهرباء الضغطية والمكثفات والبصريات. يمكن استخدام هذه المستشعرات في نظام ردود الفعل اللمسية الذي يشتمل على الألياف الضوئية الطبية وأجهزة الاستشعار لإنشاء جلد صناعي كامل الوظائف. علاوة على ذلك، من المحتمل أن تؤدي هذه التقنية إلى تطوير قفازات جراحية لا تؤثر على الإحساس بسبب المادة.