Sợi quang, nội soi và tương lai

Cáp quang đang tác động đến hầu hết mọi ngành công nghiệp có thể tưởng tượng được, từ truyền thông, ô tô đến quốc phòng. Không thể bỏ qua là ngành công nghiệp sợi quang y tế, theo NAI, dự kiến ​​trị giá 1 tỷ USD vào năm 2024. Mối quan tâm ngày càng tăng đối với sợi quang và cảm biến sợi quang (FOS) đã dẫn đến sự gia tăng nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới.

Với khả năng miễn nhiễm EM, độ an toàn nội tại, kích thước và trọng lượng nhỏ, khả năng tương thích nồi hấp và khả năng thực hiện cảm biến đa điểm và đa thông số từ xa, các cảm biến dựa trên sợi quang phù hợp lý tưởng cho nhiều ứng dụng – xâm lấn và không xâm lấn – trong khoa học đời sống, nghiên cứu lâm sàng, theo dõi y tế và chẩn đoán, từ hệ thống phân phối laser đến cảm biến khí máu dùng một lần cho đến đầu dò áp suất trong động mạch chủ.

Việc sử dụng sợi quang trong các thiết bị y tế, bao gồm cả máy nội soi và máy nội soi, đã cải thiện đáng kể quá trình phẫu thuật cho bệnh nhân. Các thiết bị này sử dụng các sợi mỏng và linh hoạt để truyền hình ảnh và ánh sáng theo thời gian thực, cho phép bác sĩ thực hiện phẫu thuật thông qua các vết mổ nhỏ. Nhờ đó, bệnh nhân có thời gian phục hồi nhanh hơn và ít để lại sẹo hơn. Ngoài ra, khả năng tiên tiến của kết nối cáp quang sâu cho phép điều trị từ xa và phẫu thuật từ xa với độ trễ giảm và truyền phát video trực tiếp chất lượng cao.

NAI lưu ý rằng sợi quang đóng vai trò trong nhiều tiến bộ về chăm sóc sức khỏe, bao gồm 'phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, việc tăng cường sử dụng đầu dò và ống thông dùng một lần cũng như tự động hóa các thủ tục y tế, tất cả đều cho thấy ảnh hưởng của chúng.' Mặc dù thường được coi là tích cực nhưng việc sử dụng sợi quang đã khiến các bác sĩ phẫu thuật giảm bớt cảm giác phản hồi xúc giác vốn có thể xảy ra nếu thực hiện các thủ tục theo cách thủ công.

Do đó, các nhà nghiên cứu đang tìm cách tăng phản hồi xúc giác khi bác sĩ phẫu thuật sử dụng những công cụ này. NAI viết: “Phần khó khăn trong việc mô phỏng sự tiếp xúc của con người… là con người trải qua các giai đoạn kích thích mà chúng ta hiểu là sự tiếp xúc”. 'Cho phép một robot được trang bị sợi quang y tế xử lý kết cấu, lực và định vị theo cách mà bộ não con người thực hiện là một vấn đề tính toán phức tạp.'

Các nhà khoa học hiện đang khám phá nhiều phương pháp phát triển cảm biến xúc giác khác nhau như áp điện, tụ điện và quang học. Những cảm biến này có thể được sử dụng trong hệ thống phản hồi xúc giác kết hợp với cảm biến và sợi quang y tế để tạo ra da nhân tạo đầy đủ chức năng. Hơn nữa, công nghệ này có khả năng dẫn đến sự phát triển của găng tay phẫu thuật không ảnh hưởng đến cảm giác nhờ chất liệu.