控制微创手术工具和人体组织之间相互作用力的重要性已经得到医学界的广泛认可，例如在心导管插入术过程中，如心脏消融治疗，或机器人辅助腹腔镜手术中。
力传感
光纤力传感：新一代的精准外科手术方案
光纤力传感作为交钥匙解决方案。
力传感是一种测量多物体间相互作用的方法。医学领域的一个例子是测量导管末端和人体组织之间的作用力。
集成了FBGS拉丝塔技术的多芯光纤是这种前沿的末端光纤力传感的基础。基于这一技术，FBGS目前正在开发一种高分辨率的力传感解决方案。这种力传感器，设计简单且功能强大。将光纤集成在一个特殊弹性体中，再通过弹性体把外力传递给光纤。光纤力传感器的纵向力和横向力都被很好的解耦，所以可以测量三个方向的力。该力传感解决方案包括一个光纤传感器、一台解调仪和管理实时数据读出和算法处理的软件。
这种通用的设计可以适应不同的应用。一种典型的设计是将导管末端和其他类型的非机器人和机器人手术工具整合起来。
产品特点
∙ 交钥匙解决方案 （光纤、解调仪和软件）
∙ 易集成到现有的系统中
∙ 解耦纵向力和横向力
∙ 根据客户需求量身定制
∙ 重复精度高
∙ 革命性的微型导管末端力传感器设计
∙ 无源器件：电磁兼容，对患者风险很低
∙ 光纤细小且生物相容
应用领域
光纤力传感特别适合于对安全至关重要的应用，如微创外科手术和需要辅助医疗机器人，包括核磁共振MRI和类电磁应用。FBGS为您的应用提供量身定制的交钥匙解决方案。
这里有一些光纤力传感的应用场景
微创生物医学和导管插入术
∙ 穿刺针的力传感
∙ 消融导管的末端力监测
. 医疗夹具的力感知
∙ 机器人力感知和触觉反馈
连续体机器人的力感知
更进一步 – 将力和形状传感结合在一个装置中
形状信息是实现导航和定位的必要条件，而力信息则是了解器械末端和本体与环境的交互作用的必要条件。这样看来，两种技术的互补性是显而易见的。因此，我们已经开始了研究工作，以使两者在一个系统中成为可能，并已经进行了初步测试，取得了令人满意的结果。该技术的目标是一种一体化的解决方案，可以提供实时可靠的形状和受力信息，以提高手术过程的安全性和有效性，而成本仅需一根光纤。
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215122 Suzhou, Jiangsu China
常见问题
为什么光纤力传感特别适合微创医疗应用?
光纤力传感在多种医疗和工业应用中具有巨大的潜力，可用于测量施加在多物体之间的力。考虑到纤维的小尺寸、对辐射的免疫、生物相容性和与导管头集成的灵活性，光纤力传感是微创手术的理想选择。
FBGS如何/为什么能够提供完整的交钥匙式力传感解决方案?
凭借在光纤、光栅和测量设备领域超过十年的经验，FBGS结合了技术和应用知识，实现完整的传感解决方案。在完成一套高性能的应变传感系统后，力传感理所当然是下一步要解决的问题。
此外，我们还投资于研发，不断改进我们的传感系统，以满足医疗应用的需要。
因此，它使我们成为力感知领域的先驱之一。
将形状和力结合在一个传感装置中有意义吗?
是的。形状信息是实现导航和定位的必要条件，而力信息则是了解器械末端和本体与环境的交互作用的必要条件。这两种测量结果都可以来自一根MCF光纤。这种技术的好处是，它是一个一体化的解决方案，可以提供可靠的形状和力的信息，以提高手术过程的安全性和有效性，而成本仅需要一根光纤。
我们已经在进行研究，以使两者的整合成为可能，并进行了初步测试，取得了令人满意的结果。该课题已经发表了论文: O. Al-Ahmad, M. Ourak, J. Vlekken, and E. Vander Poorten, “FBG-Based Estimation of External Forces Along Flexible Instrument Bodies,” Front. Robot. AI, vol. 8, 2021.
下一阶段，我们将在医疗仪器上测试我们的算法。