FIBRES PTIQUES EN APLICACIONS MDIQUES

Laura lvarez; Judith Gil; Borja LatorreEscola Tcnica Superior dEnginyers de Telecomunicaci de Barcelona (ETSETB)Universitat Politcnica de Catalunya

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques#Fibres ptiques en aplicacions mdiques

1.- INTRODUCCI2.- FO I ENDOSCOPIS3.- SENSORS FBG4.- TRACTAMENT DE LEPILPSIA5.- CONCLUSIONS

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques1.- INTRODUCCILa FO s un medi de transmissi de la llum, podem transmetre dades en forma de polsos de llum.Per tal dassegurar la propagaci del raig dins la FO cal complir amb el principi de reflexi total, langle incident a linterior de la FO ha de ser superior a langle crtic.Transformar les dades elctriques en llum s necessari una font LSER o LED i al final de la transmissi, un receptor convertidor optoelectrnic com un PIN o APD.

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques1.- FO I ENDOSCOPISACTUALITAT: s'ha substitut el feix de fibres per un microtransistor fotosensible o CCD.FUTUR: Actualment s'est investigant en les cpsules endoscpiques. Aquestes cpsules tindran una mida molt petita i s'integraran les diverses funcions de les endoscpies actuals; viatjar per dins el cos mostrant imatges a travs d'un dispositiu sense fil.

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques1.- FO I ENDOSCOPISb.Optrode d. Pulsioxmetre per a ressonncia magntica amb sensor de FOLes aplicacions que poden tenir les FO poden ser agrupades en les diferents rees: In-vitro (ex. anlisis de gasos, fluts corporals o mostres de teixits) In-vivo, de forma no invasiva (ex. optrodes collocades sobre la pell) In-vivo, invasiva (ex. en els instruments endoscpics) En entorns difcils en els quals no es pot utilitzar l'electrnica, com sistema de ressonncia magntica

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques3.- SENSORS FBG

Sensors de FO: seguretat, insusceptibilitat a les EMI, pes i mida redudes, integraci en materials compostos.

El Fiber Bragg Grating (FBG) s un reflector distribut tipus Bragg que s construt en un petit segment de fibra ptica i que reflexa tot un seguit de longituds dona i transmet/deixa passar totes les altres. Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques3.1.- Tipus de FBG

Canvis en lestructura de lndex de refracci segons el cas concret

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques3.2.- FBG i sensors de fibra pticaEls sensors FBG sn els sensors de FO ms usats, arrel de:(1) Disponibilitat comercial(2) Potencial nic a nivell de multiplexaci. Per exemple, implementaci dun OADM:

Desenvolupament de grans cadenes i xarxes de sensors: mesura de temperatura, pressi, tensi, vibraci...Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiquesExemples de sensors de FO basats en FBG Sensor de temperatura criognic: a partir 1,5K, no magntic ideal per a sistemes mdics MRI (Magnetic Resonance Imaging)

Sensor de pressi: catter.

Sensor de fora: endoscopis.

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiquesInstruments endoscpics basats en sensors de fora FBG (1/2) Lorigen daquesta aplicaci es troba en les limitacions de la Cirurgia Mnimament Invasiva (MIS), que ofereix al cirurgi una reduda informaci tctil del procediment mdic. Aquesta tecnologia est essent desenvolupada actualment pel TNO (Organitzaci dels Pasos Baixos de Recerca dAplicacions Cientfiques) per a una empresa mdica. Consisteix en uns frceps per agafar-se al teixit, un eix i un mnec.

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiquesInstruments endoscpics basats en sensors de fora FBG (2/2)Mesura de la fora dadherncia al teixit + Feedback amb el cirurgi.

Necessitat de calibrar la temperatura del sensor.

Pot funcionar fins a 300C i proporciona una resoluci de la fora de subjecci de fins a 10mN. Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques4.- TRACTAMENT DE LEPILEPSIA

El tractament definitiu de lpilepsia es complicat dassolir ja que:

Dificultat en lestudi neuronalEnfermetat sense cura definitivaTractaments ineficaos La Universitat de California ha optat per tractaments amb FO aturar crisis epilptiques en ratolins

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques4.2 Tractament

Consisteix en monitoritzar, mitjanant un electroencefalograma (EEG) lactivitat cerebraldetectant les crisis de manera immediata. Daquesta manera sinicia una estimulaci amb llum a travs de fibres ptiques implantades a prop del lbul temporal que activa les opsines i fa que aquestes crisis saturin.

Dispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques#

4.- CONCLUSIONSLes aplicacions de la FO en el mn de la medicina sn molt diverses. Com s'ha vist en el document grcies a les caracterstiques de la FO i a levoluci de tecnologies electrniques i mecniques, es poden aconseguir eines molt potents que ajuden a la millora notable en el que a la atenci de la salut de les persones es refereix.Gracies per latenciDispositius optoelectrnicsFibres ptiques en aplicacions mdiques