非侵入性手术中的光通信
发布时间：2025-08-12 16:31:43 阅读数： 171
光纤在医疗领域已应用数十年，是实现某些侵入性治疗（例如内窥镜检查）的原因之一。然而，光纤在医疗行业中扮演着新的角色，如今已应用于各种光学传感器中，用于各种非侵入性和微创外科手术。本文将探讨光纤如何成为传感器领域的先锋，以及其在微创手术中的后续应用。
光纤因其在手术室中比其他设备更具优势而得到了越来越广泛的应用。除了无创（在某些情况下甚至微创）之外，它们通常体积更小，不含任何电子部件，不受任何电磁干扰，并且具有更高的稳健性和灵敏度。
目前使用的光学传感器通?；诜ú祭?珀罗干涉仪或光纤布拉格光栅，这两种器件都是广泛应用于各种光通信领域的元件。除了比其他监测方法更具优势外，它们还可以使用高压灭菌器进行消毒，而高压灭菌器是任何医疗程序的必需品。
光学活检
活检是一种微创技术，用于确定患者体内的组织是否患病或癌变。进行光学活检需要使用光纤电缆作为信号载体，进行光谱（和显微镜）分析。目前，人们也在努力使光学活检成为一种完全非侵入式的过程，使外科医生能够完全不侵入患者体内即可分析组织。目前的光学活检具有极低的侵入性，虽然仍然需要内窥镜探头进入患者体内，但可以通过连接到探头的组织部位传感器进行组织分析，从而无需切除组织进行物理分析。因此，虽然它并非完全非侵入式，但与其他活检方法相比，它的侵入性要小得多。
除了对组织进行分析外，光学探针还可以用来简单地照亮组织?；褂幸恍└丛拥墓庋低常梢栽诜治龊蠼形锢硎质?。同样，虽然激光切除、消融和凝固方法只是微创的，但与其他方法相比，它们可以以更低的侵入性和更低的复杂度来治疗组织。从设计的角度来看，用于照亮、治疗或分析组织的光纤设备在本质上几乎是相同的。
生物触觉传感器
使用光纤的生物触觉传感器已被开发用于一系列手术，包括活检、腹腔镜和内窥镜手术，作为传统上更具侵入性（且体积更大）的电子触觉传感器的替代品。虽然有些手术是微创的而非完全无创的，但这些光学传感器的侵入性大大降低，并为外科医生提供了远程手术的选择。这类传感器提供触觉力信息，使外科医生能够更有效地控制手术工具，有助于防止对健康组织造成任何损伤，防止任何不必要的并发症，并使外科医生更容易表征、区分和检查任何局部组织。由于远程手术的侵入性远低于外科医生亲自执行手术，因此更高的控制程度也有助于避免由于初次手术中出现的问题较少而出现进一步侵入性手术的需要。
无创生命体征监测
虽然这并非手术的主动环节，但在整个手术过程中测量患者的生命体征仍然至关重要。许多测量生命体征的方法需要侵入患者体内，但光学传感器探头已经问世，可以非侵入性地测量患者的体温、呼吸频率和心率。
这些探头采用多功能传感器，可以监测身体的机械振动，从而测量患者的呼吸频率和心率，并将心率与通过固定在患者胸部外部的电极获取的心电图参考值进行比较。此外，还可以利用两个具有不同热和变形灵敏度的光纤布拉格光栅来确定和监测患者的体温，其中患者体温的任何变化都会被光学传感器捕捉到。
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