手术机器人领导者 Intuitive Surgical 和成像巨头飞利浦均通过与 Luna Innovations 的长期协议，获得用于微创手术的光纤技术许可。
但对于无法使用光纤导航技术的医疗设备开发商来说，还有另一种选择：Shape Sensing 。
Shape Sensing 首席执行官 Ryan DeBoer 在接受Medical Design & OutcommerceI采访时表示，这家总部位于德克萨斯州奥斯汀的光纤初创公司正在开发血管内导丝，并寻找与其他无法获得 Luna 知识产权的设备制造商合作的方法。
“他们的技术绝对领先我们好几年，”他说。“……我们是一家小型、灵活的初创公司，因此我们的行动速度比他们更快。但据我们了解，我们的技术性能比那些公司购买 Luna 时的技术进步了很多。”
Luna 自 2007 年以来一直与 Intuitive 在医疗机器人领域合作，并在其用于机器人支气管镜检查的离子腔内系统中使用该技术。
与此同时，飞利浦于 2011 年从 Hansen Medical 获得了用于非机器人医疗领域的 Luna 知识产权的再许可。(Hansen Medical 于 2016 年出售给 Auris Surgical Robotics;Auris 于 2019 年以 34 亿美元的价格出售给强生旗下 Ethicon 部门。)飞利浦将该技术用于LumiGuide 3D 设备引导系统中采用光纤 RealShape (FORS) 技术。
作为医疗设备开发商，Shape Sensing 专注于其导丝。但该公司还向其他医疗设备开发商出售其研发设备，以帮助他们找到将技术集成到自己的设备中的方法，并且它已经有一家设备开发商作为战略投资者，尽管德波尔要求不要公开该公司的身份。
光纤如何实现设备导航
Shape Sensing 的线材在其 1.2 米的长度上有 8,000 个激光雕刻反射器。
“我们可以使用光纤在三个维度上显示传感器的实时形状，”德波尔说。“我们通过利用光纤传感器并使用激光沿着传感器的长度发送光来实现这一点，以及光从传感器反射回来的方式，我们可以使用它并通过一些算法并计算 3D空间。”
“这项技术的工作方式是完全基于压力，”他继续说道。“当你向下发射光并且有东西弯曲时，它会告诉你该点的应变是多少。所以你要承受这个点的张力，然后是这个点，然后是这个点，当你把它们加在一起时，你就可以得到一个形状。”
Luna的技术使用多芯光纤，这是一块内部有四个光纤芯的玻璃。DeBoer 说，形状传感使用多个单芯光纤。
“制造多芯光纤更为复杂。基本上，光纤是由拉丝塔制成的，玻璃被加热然后被拉穿。他们必须确保核心位于其中间，”他说。“当我们制造纤维时——我们不制造纤维——他们只需要把一根芯放在中间。其他公司做的时候，中间要放四个核心，所以结构比较复杂。不同之处在于，他们的更加精致，因为所有东西都包含在内，而我们的是多根纤维，然后放在一起。我们使用粘合剂。”
德波尔以专有原因为由拒绝描述这种粘合剂。
DeBoer 表示，Shape Sensing 的光纤直径仅为 300 微米左右，但 Luna 的技术更小，约为 200 微米。
“就准确定位的能力而言，我们的能力没有差别，”他说。“我们没有进行面对面的测试，但我们在 1.2 米长度上的平均精度为亚毫米。我们有信心能够承担任何我们需要的医疗应用。他们的光纤尺寸总是比我们的小一点，而尺寸会导致弯曲半径：光纤越小，弯曲半径就越小。......今天它们可能可以稍微更紧地弯曲，但在未来我们看到它们也能够变得更小。”
DeBoer 表示，单芯光纤与多芯光纤的制造差异将导致 Shape Sensing 产品的成本降低。这将使 Shape Sensing 能够销售一次性用品。Intuitive 和 Philips 销售的形状传感产品是可重复使用的。
