Schotse onderzoekers zijn erin geslaagd een lichtbron diep in het lichaam te lokaliseren. Ze hopen de aanpak te ontwikkelen tot lokalisatiesysteem voor katheters en andere minimaal-chirurgische instrumenten. Nu gebruiken artsen vaak een endoscoop om naar het doelgebied te navigeren, of een navigatiesysteem gebaseerd op röntgenstraling. Een lichtgebaseerd systeem kan echter veel kleiner worden uitgevoerd en werkt zonder ioniserende straling.
Het probleem van lichtgebaseerde lokalisering is dat fotonen sterk verstrooid worden door weefsel, waardoor het normaal niet mogelijk is om meer dan een paar millimeter diep te kijken. De Schotten lossen dat met een combinatie van twee methoden. De eerste is vrij lowtech: bij infrarood licht met een golflengte tussen de 700 en 900 nanometer is de verstrooiing vrij beperkt, dus door een laserbron van 785 nm te gebruiken wordt een deel van het probleem afgevangen.
Maar dat is nog onvoldoende voor een nauwkeurige lokalisatie. Dit verbeteren ze verder door alleen te kijken naar de paar fotonen die niet of nauwelijks verstrooid worden. Hiervoor laten ze de laser met zeer korte pulsen werken. Een array van spad’s, detectoren die reageren op individuele fotonen, registreren vervolgens de aankomsttijd van elk lichtdeeltje. Omdat fotonen die rondkaatsen in het weefsel een langere weg afleggen dan lichtdeeltjes die niet verstrooid worden, komen ze later aan en kunnen ze eenvoudig weggefilterd worden. Een kleurenfilter zorgt ervoor dat alleen het laserlicht wordt opgevangen, en een lens lokaliseert de bron.
Het idee hiervoor is niet nieuw, de methode wordt al toegepast om objecten in troebele media te detecteren. Maar volgens de onderzoekers toont hun werk aan dat de aanpak geschikt is voor de operatiekamer; de opstelling bestaat uit niet meer dan een detector, en de methode doet het gewoon onder kunstlicht.
Device lifecycle management for fleets of IoT devices
Microchip gives insight on device management, what exactly is it, how to implement it and how to roll over the device management during the roll out phase when the products are in the field. Read more. .
Dat toonden ze aan door het uit te proberen op een stuk lamsborst van tien centimeter dik, compleet met longen en ribben. Het glasfibertje dat in de longen werd gebracht, bleek nauwkeuriger dan een centimeter te lokaliseren. Vervolgens werd de methode getest met een kip van ongeveer vijfentwintig centimeter dik, en ook hier bleek de glasfiber goed te zien.
Om het af te maken probeerden de onderzoekers of ze de fiber achter een menselijke hand en menselijke borstkas konden terugvinden. Daarbij werd het uiteindelijk wel uitdagend, ze moesten relatief lang meten en het licht dimmen om nog een goed signaal te krijgen. Maar het lukte wel. Omdat de onderzoekers ook nog wel mogelijkheden zien voor verbetering, denken ze dat hun aanpak een interessante optie vormt voor een lokalisatiesysteem.