手術(shù)室里縱橫交錯的線纜，長期以來是困擾外科醫(yī)生與醫(yī)療設(shè)備工程師的頑疾。如今，一款基于可見光無線通信技術(shù)的新型內(nèi)窺鏡，有望從根本上化解這一難題。

德國弗勞恩霍夫電信研究所（Fraunhofer Institute for Telecommunications）于今年5月4日宣布，該所正在開發(fā)一款能夠通過光信號傳輸數(shù)據(jù)的無線內(nèi)窺鏡原型設(shè)備，目標(biāo)是讓手術(shù)室內(nèi)的數(shù)據(jù)線纜徹底"成為歷史"。研究團隊負責(zé)人阿納尼奧斯蒂斯·帕拉斯克沃普洛斯（Anagnostis Paraskevopoulos）表示："沒有線纜的干擾，手術(shù)可以更高效地進行，醫(yī)療設(shè)備也更易于清潔和消毒。"

傳統(tǒng)無線方案難達醫(yī)療標(biāo)準，可見光通信另辟蹊徑

目前手術(shù)室中普遍使用的射頻無線傳輸方案，在可靠性、安全性和低延遲等核心指標(biāo)上均難以滿足醫(yī)療技術(shù)的嚴格要求。研究團隊為此選擇了一條截然不同的路徑——以調(diào)制LED光信號替代無線電波，即業(yè)界所稱的可見光通信（LiFi）技術(shù)。

帕拉斯克沃普洛斯解釋道："由于光的傳播具有局域性，不會穿越隔墻或干擾鄰近設(shè)備，LiFi技術(shù)天然適合醫(yī)療環(huán)境。我們已經(jīng)能夠在短距離內(nèi)滿足高數(shù)據(jù)速率的傳輸需求。"這一特性恰恰彌補了傳統(tǒng)射頻通信在電磁干擾敏感場所的先天不足。

LiFi集成于無影燈，實現(xiàn)4K圖像無線傳輸

該項目全稱為"醫(yī)學(xué)成像設(shè)備光學(xué)無線通信"（Owimed），由弗勞恩霍夫研究所與內(nèi)窺鏡企業(yè)IT概念公司（IT Concepts）及柏林圣約瑟夫醫(yī)院（St. Joseph Hospital）緊密合作推進，主要面向腹腔鏡手術(shù)（即"鎖孔手術(shù)"）場景。

在技術(shù)實現(xiàn)上，研究團隊將LiFi模塊集成至手術(shù)室的無影燈中，利用無影燈與手術(shù)臺之間天然的直視視線，接收內(nèi)窺鏡發(fā)出的光信號，并將其傳輸至顯示器，Zui終以4K分辨率呈現(xiàn)腹腔圖像。整套系統(tǒng)旨在取代現(xiàn)有商用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的兩條物理線纜：一條用于照明的光纖電纜，以及一條兼顧供電與數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€纜。這兩條線纜在使用前須套上隔離套管，不僅操作繁瑣，還容易在術(shù)中造成干擾。

帕拉斯克沃普洛斯介紹了具體設(shè)計方案："我們將LED光源直接集成在內(nèi)窺鏡內(nèi)部，設(shè)備本身由電池供電；同時在內(nèi)窺鏡中內(nèi)置一個同樣依靠電池運行的LiFi模塊，負責(zé)將數(shù)據(jù)以光學(xué)方式發(fā)送至手術(shù)室環(huán)境及監(jiān)視器。手術(shù)臺上方的無影燈上只需額外加裝少量LiFi接收模塊即可。"

從技術(shù)原理看，LiFi系統(tǒng)通過LED以極高頻率的開關(guān)切換來編碼數(shù)據(jù)，接收端的光電二極管捕捉這些光脈沖并將其轉(zhuǎn)換為電信號。值得關(guān)注的是，該光學(xué)無線連接支持雙向通信，醫(yī)生可從監(jiān)視器端遠程調(diào)整內(nèi)窺鏡攝像頭參數(shù)，進一步提升操作靈活性。

醫(yī)院實測反饋積極，外科團隊傾向棄纜用光

目前，研究團隊已在柏林圣約瑟夫醫(yī)院的手術(shù)室環(huán)境中，借助手術(shù)模擬器對無線內(nèi)窺鏡原型及配套LiFi基礎(chǔ)設(shè)施完成了實地測試。帕拉斯克沃普洛斯表示，測試結(jié)果令人振奮："我們的LiFi方案在延遲、可靠性、數(shù)據(jù)速率、光線質(zhì)量和人體工程學(xué)等方面均表現(xiàn)優(yōu)異，來自外科團隊的反饋完全正面。一旦系統(tǒng)完成Zui終開發(fā)，醫(yī)生們會更傾向于選擇無線方案而非有線版本。"

這一進展對國內(nèi)醫(yī)療設(shè)備行業(yè)頗具借鑒意義。中國是全球Zui大的內(nèi)窺鏡消費市場之一，腹腔鏡手術(shù)量逐年攀升，手術(shù)室線纜管理同樣是長期痛點。LiFi技術(shù)路線不依賴射頻授權(quán)頻段、抗電磁干擾能力強，且可與現(xiàn)有無影燈硬件集成改造，綜合成本有望控制在合理區(qū)間。國內(nèi)有實力的醫(yī)療器械企業(yè)和科研機構(gòu)不妨密切跟蹤該項目的產(chǎn)業(yè)化進程，提前布局光學(xué)無線通信在醫(yī)療場景中的應(yīng)用研究。