Fibre ottiche, endoscopia e futuro

La fibra ottica sta avendo un impatto su quasi tutti i settori immaginabili, dalle comunicazioni all’automotive alla difesa. Da non tralasciare è l’industria medica delle fibre ottiche che, secondo NAI, è pronta a valere 1 miliardo di dollari entro il 2024. Questo crescente interesse per le fibre ottiche e i sensori in fibra ottica (FOS) ha portato a un’ondata di ricerca e sviluppo per nuovi prodotti.

Data la loro immunità EM, la sicurezza intrinseca, le dimensioni e il peso ridotti, la compatibilità con l'autoclave e la capacità di eseguire il rilevamento multipunto e multiparametro da remoto, i sensori basati su fibra ottica sono ideali per un'ampia varietà di applicazioni, invasive e non invasive, nelle scienze della vita, nella ricerca clinica, nel monitoraggio medico e nella diagnostica, che vanno dai sistemi di erogazione laser ai sensori monouso per gas nel sangue alle sonde di pressione intra-aortica.

L'uso delle fibre ottiche nei dispositivi medici, inclusi endoscopi e laparoscopi, ha migliorato significativamente il processo chirurgico per i pazienti. Questi dispositivi utilizzano fibre sottili e flessibili per trasmettere immagini e luce in tempo reale, consentendo ai medici di eseguire interventi chirurgici attraverso piccole incisioni. Di conseguenza, i pazienti sperimentano tempi di recupero più rapidi e meno cicatrici. Inoltre, le funzionalità avanzate delle connessioni in fibra profonda consentono la telemedicina e gli interventi chirurgici remoti con latenza ridotta e streaming video live di alta qualità.

NAI osserva che la fibra ottica ha avuto un ruolo in numerosi progressi nel settore sanitario, tra cui 'la chirurgia mini-invasiva, il maggiore uso di sonde e cateteri monouso e l'automazione delle procedure mediche mostrano tutti la loro influenza'. Sebbene generalmente visto come positivo, l'uso della fibra ottica ha lasciato ai chirurghi un senso di feedback tattile ridotto che si sarebbe verificato se si eseguissero le procedure manualmente.

Di conseguenza, i ricercatori stanno lavorando su come aumentare il feedback tattile quando i chirurghi utilizzano questi strumenti. 'La parte difficile dell'emulazione del tocco umano... è che gli esseri umani sperimentano per fasi gli stimoli che intendiamo come tatto', scrive NAI. 'Consentire a un robot medico dotato di fibra ottica di elaborare struttura, forza e posizione come fa il cervello umano è un problema computazionale complesso.'

Gli scienziati stanno attualmente esplorando vari metodi per sviluppare sensori tattili come piezoelettricità, condensatori e ottica. Questi sensori potrebbero essere utilizzati in un sistema di feedback tattile che incorpora fibre ottiche e sensori medici per creare una pelle artificiale completamente funzionale. Inoltre, questa tecnologia potrebbe potenzialmente portare allo sviluppo di guanti chirurgici che non compromettano la sensibilità dovuta al materiale.