Criteri di scelta fibre ottiche per applicazioni mediche
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Criteri guida per la scelta di fibre ottiche per applicazioni medicali
Criteri di scelta fibre ottiche per applicazioni mediche
- 1. I PARAMETRI CHE CARATTERIZZANO UNA FIBRA OTTICA PER APPLICAZIONI MEDICHE E I CRITERI PER UNA SCELTA RAGIONATA dr. G. Vinci Saltando a pie pari la descrizione dei principi di funzionamento delle fibre ottiche e i relativi processi produttivi, questo breve articolo intende concentrarsi sui criteri guida per la corretta scelta di una fibra ottica per applicazioni in campo medico. Innanzitutto trattandosi di un presidio che andra a contatto con un paziente o addirittura introdotto nel corpo del paziente stesso, va da se che deve essere sena dubbi di materiale a : 1 ) BIOCOMPATIBILITA certificata da enti tipo USP che ne prevedono in classe VI specificatamente l'applicazione. Soddisfatto questo principio basilare, passiamo alla scelta della fibra più adatta alla nostra applicazione, considerando i seguenti parametri : 2 )Spettro di Trasmittanza e attenuazione alle varie lunghezze d'onda vedi fig. 1 ( fig. 1 ) ( fig 2 ) questa caratteristica, ci permette di identificare la fibra che oltre a essere efficace nella trasmissione fotonica della nostra sorgente, offrire la minore attenuazione alle lunghezze d'onda di nostro interesse. In generale le fibre in silica dopate in High-OH sono specifiche per applicazioni che prevedono la trasmissione a lunghezze d'onda UV-VIS 200-660nm, mentre quelle in Low-OH, in genere offrono migliori performance nel VIS-IR 600-2200nm. 3 )Diametro ottico del core : Il core della fibra e il materiale otticamente attivo ( fig 2 ), cioè quella parte della fibra, che è destinata a trasmettere l'emissione della sorgente. Esistono in commercio fibre Multimodali che hanno diametri di core tipici che vanno da 50um sino a 1500um ( 50um, 100um, 200um, 300um, 400um, 600um, 800um, 1000um), come si trovano anche misure intermedie vedere ( fig 3 ) Nota ) Più piccolo e il diametro del core e più problematica e l'efficienza di accoppiamento tra la sorgente e la fibra stessa. Basti pensare che un laser ha in genere ud diametro del raggio di circa un millimetro e dunque dando per scontato il perfetto allineamento tra fibra e laser , solo 1/10 della fibra sara illuminata dal laser con la relativa perdita di potenza in trasmissione e sviluppo di calore sul connettore
- 2. 4 )Angolo di apertura numerica della fibra ( n.a. ) : Rappresenta l'angolo apicale del cono di accettazione della luce da parte della fibra ottica. Angoli tipici delle fibre Multimodali sono 0,11 – 0,22- 0,37 – 0,39 n.a. dell' Angolo di apertura numerica Nota ) Intanto va precisato che l'angolo di ingresso ( accettazione ) della fibra ottica e identico all'angolo di restituzione. Dunque un angolo molto piccolo ad es. 0,11 acquisirà luce, solo se la sorgente e ben allineata e la restituirà con uno spot molto piccolo. In generale le fibre per applicazioni laser-medicali, si attestano su angoli di apertura numerica ( n.a di 0,22. ) 5 )Cladding : E' il materiale di prima copertura del core con un indice di rifrazione elevato, che permette di sfruttare il principio di total internal reflection della luce, intrappolandola nel core. Questa caratteristica riveste importanza relativa alla scelta dell'operatore se non per il diametro relativo della fibra una volta spellata del buffer. Nota : se la fibra deve essere connettorizzata o infilata in un supporto eliminando il buffer, bisogna tenere conto del diametro totale raggiunto dal core+cladding vedi tabella (fig. 3 ) 6 )Buffer : E' il rivestimento esterno della fibra, che serve a proteggere la fibra stessa dalle ingiurie meccaniche e ambientali ( fig. 2 ). Molti sono i materiali disponibili e impiegati a disposizione dei produttori ad es : Acrilato, naylon, silicone, Tefzel, Hytrel, ( alcuni di questi sono marchi registrati ) e addirittura Oro e Alluminio. Ovviamente la scelta del buffer adatto, sarà governata, oltre che della rispondenza ai criteri di biocompatibilità, a quelli più specificatamente richiesti dall'operatore, che sono : Resistenza alla trazione e al taglio : Kevlar, Tefzel Resistenza alle alte temperature > 300C° : Silicone, Au, Al Flessibilità : Hytrel, Acrilato, TECS etc.. Nota ) questo parametro influisce particolarmente sulla dimensione finale del diametro esterno della fibra, vedere esempio sulla tabella in (fig. 3.) e sul raggio minimo di curvatura consentito alla fibra.
- 3. Fig. 3. 7 )Jaketing : Copertura esterna di salvaguardia della fibra, che può essere realizzata in tubo di PVC, Acciaio flessibile o altro in funzione dell'ambiente di lavoro o della strumentazione alla quale và collegata la fibra stessa 9 ) Connettore e/o manipolo : In genere la connettorizzazione delle fibre medicali per applicazione laser e effettuata tramite connettori SMA906, con o senza inserzione in un manipolo. Nota : Le varie soluzioni, sono in genere, il tentativo delle aziende produttrici di simulate un attacco personalizzato e di impedire all'utente di rivolgersi a fornitori più convenienti La MET Fibre Ottiche, tramite la sua divisione FOTRONICA, produce bretelle di fibra ottica adatte ad ogni esigenza, lavorate con cura artigianale. Inoltre ha un servizio di reforbing delle fibre ed è in grado di supportare qualsiasi richiesta specifica dell'utente. FOTRONICA è la Div. Prodotti speciali della MET Fibre Ottiche Via P. Aretino 79 00137 ROMA te. + 39 0699922614 fax. +39 06 99922613 mail: fotronica3@gmail.com gvinci@metfibreottiche.com web http://www.fotronica.it