光ファイバー、内視鏡検査、そして未来

光ファイバーは、通信から自動車、防衛まで、考えられるほぼすべての産業に影響を与えています。 NAI によれば、医療用光ファイバー産業も見逃せない。この産業は、2024 年までに 10 億ドルの価値があると見込まれている。光ファイバーと光ファイバーセンサー (FOS) への関心の高まりにより、新製品の研究開発が急増している。

電磁波耐性、本質安全性、小型軽量、オートクレーブ互換性、およびマルチポイントおよびマルチパラメータセンシングをリモートで実行できる機能を考慮すると、光ファイバーベースのセンサーは、レーザー送達システムから使い捨て血液ガスセンサー、大動脈内圧プローブに至るまで、ライフサイエンス、臨床研究、医療モニタリング、診断における侵襲的および非侵襲的の幅広い用途に最適です。

内視鏡や腹腔鏡などの医療機器での光ファイバーの使用により、患者の手術プロセスが大幅に改善されました。これらのデバイスは、薄くて柔軟なファイバーを利用してリアルタイムの画像と光を送信するため、医師は小さな切開を通して手術を行うことができます。その結果、患者は回復時間が短縮され、傷跡が少なくなります。さらに、ディープファイバー接続の高度な機能により、待ち時間を短縮し、高品質のライブビデオストリーミングで遠隔医療や遠隔手術が可能になります。

NAIは、光ファイバーが「低侵襲手術、使い捨てプローブやカテーテルの使用増加、医療処置の自動化など、すべてがその影響を示している」など、数多くの医療の進歩に貢献したと指摘している。一般に光ファイバーの使用は良いことだと考えられていますが、外科医は手動で手術を行った場合に生じるであろう触覚フィードバックの感覚が低下しています。

その結果、研究者たちは、外科医がこれらのツールを使用するときに触覚フィードバックを増やす方法に取り組んでいます。 「人間の接触を模倣することの難しい点は、人間が接触として理解する刺激を段階的に経験するということです」とNAIは書いている。 「医療用光ファイバーを装備したロボットが人間の脳と同じように質感、力、位置を処理できるようにすることは、複雑な計算上の問題です。」

科学者たちは現在、圧電、コンデンサー、光学などの触覚センサーを開発するさまざまな方法を研究しています。これらのセンサーは、医療用光ファイバーとセンサーを組み込んだ触覚フィードバック システムで利用して、完全に機能する人工皮膚を作成することができます。さらに、この技術は、素材による感覚を損なうことのない手術用手袋の開発につながる可能性があります。