概念普及：光纖形狀傳感的綜述
光纖形狀傳感技術(shù)是近年來(lái)在光纖傳感領(lǐng)域又一項(xiàng)新的研究方向，目前除了國(guó)外少有的幾個(gè)產(chǎn)品在商業(yè)化應(yīng)用外，國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)，不過(guò)國(guó)內(nèi)的諸多高校和研究機(jī)構(gòu)都在光纖形狀傳感領(lǐng)域早有涉及。由于受到掃頻激光器和特種光纖制備的技術(shù)以及飛秒刻?hào)偶夹g(shù)的限制，國(guó)內(nèi)目前多采用波分復(fù)用的技術(shù)方向在研究，采用波分復(fù)用的方法有諸多弊端，如無(wú)法解決扭曲、傳感器的數(shù)量受限導(dǎo)致空間分辨率底等問(wèn)題。所以，目前TSSC所采用的空分復(fù)用的辦法是目前較好的解決方案。
技術(shù)應(yīng)用及TSSC產(chǎn)品的商用化
在光纖傳感的應(yīng)用領(lǐng)域中，不用的應(yīng)用場(chǎng)景往往對(duì)傳感技術(shù)有著千差萬(wàn)別的要求。對(duì)于短距離高精度的場(chǎng)合（通常米級(jí)），目前所能看到的主要集中于醫(yī)療微創(chuàng)介入手術(shù)的導(dǎo)管位置追跡，這個(gè)時(shí)候就要要求整套傳感技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新頻率非常高，對(duì)導(dǎo)管末端的位置定位精度也在毫米級(jí)以下。今天我們來(lái)主要聊聊光纖形狀傳感在醫(yī)療領(lǐng)域的典型應(yīng)用。
光纖形狀傳感技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展依賴于線性連續(xù)形狀傳感器，連續(xù)光纖形狀傳感為多種醫(yī)療應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。通過(guò)利用光纖形狀傳感的連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、免受電磁干擾性、高精度分辨率等特點(diǎn)來(lái)幫助導(dǎo)航和定位內(nèi)窺鏡和導(dǎo)管。同時(shí)配套的解調(diào)儀器可以把生成的數(shù)據(jù)試試描繪在監(jiān)視器上直觀顯示，以顯示傳感器和導(dǎo)管試試位置和路徑。該圖像還可以與之前的建模圖形結(jié)合在一起，實(shí)時(shí)顯示內(nèi)窺鏡路徑已最快的速度達(dá)到病灶，通過(guò)這樣的結(jié)合，可以顯著的減少輻射照射時(shí)間。
醫(yī)療案例1：光纖形狀傳感用于肺部活檢
醫(yī)療案例2：光纖形狀傳感用于心臟電生理
光纖形狀傳感技術(shù)相較于傳統(tǒng)基于電學(xué)技術(shù)的形狀測(cè)量方式，無(wú)需復(fù)雜的布線和連接多個(gè)傳感器，可以大大減小布設(shè)難度，并且能夠應(yīng)用在很多電學(xué)傳感方式無(wú)法使用的場(chǎng)合，光纖的小尺寸使其易于集成到被測(cè)對(duì)象上，此外光纖傳感器不受外部電磁場(chǎng)的影響進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用場(chǎng)合。在關(guān)鍵技術(shù)方面，傳感器設(shè)計(jì)，分布式應(yīng)變測(cè)量方法以及三維重構(gòu)算法是近年來(lái)研究最多的幾個(gè)方向。光纖形狀傳感技術(shù)走向應(yīng)用，尤其是和具體測(cè)量場(chǎng)景的結(jié)合還存在很多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，這將是光纖形狀傳感技術(shù)進(jìn)一步研究與發(fā)展的方向。
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