הרפואה המודרנית נעזרת במיטב הטכנולוגיה להצלת חיי אדם ולטיפול בחולים. אחד הפלאים שלה היא אנדוסקופיה (Endoscopy). זוהי שיטה שבה ניתן להחדיר מצלמה זעירה לתוך הגוף ולצלם את האיברים הפנימיים של הנבדק, כדי לאתר מחלות או נזקים במקומות שבעבר כדי לבחון אותם היה צריך לנתח.

ברפואה המודרנית יש בדיקות לאיברים שונים, כמו גסטרוסקופיה, לבדיקת הוושט והקיבה וקולונוסקופיה, שבה סוקרים את המעי הגס.

את האנדוסקופיה משמש סיב אופטי (Optical fiber). זהו כבל זכוכית המעביר אור מקצה אחד שלו לקצהו השני וכך מסוגל להעביר מידע דיגיטלי במהירות עצומה. בין השאר מאפשר הסיב האופטי צילום דיגיטלי במקומות שקשה להגיע אליהם. להבדיל, הסיב האופטי מאפשר גם לאתר בעיות במערכות ביוב..

צילום בתוך גופו של אדם הופך את שיטת האנדוסקופיה לשימושית במיוחד בעת ניתוחים עדינים, באיברים פנימיים כמו גרון, אוזניים, אף, מיתרי הקול ומוח. עושים זאת באמצעות מערכת כירורגית, לניתוח, שבה משולב סיב אופטי עם מצלמה זעירה. כך יכולים הרופאים לראות על המסך את פנים הגוף, באיבר המנותח ולבצע את הניתוח בעזרת הכבל המשוכלל. כך מאפשרת הטכנולוגיה הזו ניתוחי איברים פנימיים בפחות כאב לחולה.

פירוש המושג הוא משתי מילים, "אנדו" ו"סקופיה" שפירושן "לראות פנימה".


הנה אנדוסקופיה:

https://youtu.be/lasknsmKB-A


כך מבצעים למשל ניתוחים אנדוסקופיים בסינוסים:

http://youtu.be/_Ly79hBsZtA


והסבר רחב של כל השיטה ואמצעי אנדוסקופיה משוכללים וחדשניים אף יותר:

http://youtu.be/Xk3DwX_L9VA

החברה המודרנית שבה אנו חיים והכפר הגלובאלי, שבו אנשים מכל פינות הגלובוס מנהלים קשרים בזמן אמת, הם הוויה תקשורתית חסרת תקדים בהיסטוריה. אם התקשורת העולמית בימינו היא כה משוכללת ומהירה, אנו חייבים תודה על כך לסיבים האופטיים. סיבים אופטיים מאפשרים כיום להעביר בין פינות העולם את תעבורת האינטרנט, תקשורת הטלפון והסלולאר הבינלאומית, לשלוח תמונות, וידאו ודואר אלקטרוני, כשהכל מתבצע בחלקיקי שניה.

סיב אופטי (Optical fiber) הוא חוט זכוכית המעביר אור מקצה אחד שלו לקצהו השני וכך מעביר מידע דיגיטלי במהירות עצומה. את הסיבים האופטיים מייצרים מחומרים שונים, כשהזכוכית היא הנפוצה שבהם. סיבים כאלה פרושים כיום לאורך האוקיינוסים ומקשרים יבשות זו לזו במהירויות בלתי נתפסות. אורכם המצטבר של הסיבים האופטיים המקיפים את העולם, יכול להקיף את כדור הארץ עשרות אלפי פעמים.

מכיוון שסיבים אופטיים עשויים לרוב מזכוכית, הם מאובטחים יותר מכבלים מוליכים ומקשים על התחברות ושאיבת מידע מהם. המידע עובר בהם במהירות עצומה של 300 אלף קילומטרים בשניה, כלומר במהירות האור. ישנם גם סיבים אופטיים מפלסטיק וסיבים חלולים הממולאים בגז.

בהיותו מבוסס על שליחת קרני אור, השידור של סיב אופטי הוא חד-כיווני. לכן סיבים אופטיים יונחו תמיד בזוגות, לשליחת מידע דו-כיוונית.

בסיבים אופטיים משתמשים להעברת תקשורת נתונים, ברשתות מחשבים, בהעברת נתוני אינטרנט ברחבי העולם, לתקשורת בין טלפונים, במערכות לייזר ועוד. הסיב האופטי מאפשר גם צילום דיגיטלי במקומות שקשה להגיע אליהם, כמו למשל לתוך גוף האדם. כך נעזרת שיטת האנדוסקופיה למשל, בסיב אופטי שמוחדר עם מצלמה זעירה לתוך הגוף ומאפשר לצלם איברים פנימיים לצורכי רפואה.


הנה הסיבים האופטיים:

http://youtu.be/N_kA8EpCUQo


כך פועל הסיב האופטי:

https://youtu.be/PeJP0zwp4cU


הפיזיקה של הסיב האופטי:

https://youtu.be/Zeo3UOk7_vA


כך מייצרים אותו:

http://youtu.be/6CqT4DuAVxs


הדגמה של העברת המידע בסיב אופטי מזכוכית:

http://youtu.be/VnqcuhzpNL4


והקידמה שמביאים הסיבים האופטיים לארץ (עברית):

https://youtu.be/G5XxdYbfMo8?long=yes

מי המציא את הסיבים האופטיים?


הסיבים האופטיים (Fiber optic cables) מאפשרים כיום להעביר את תעבורת האינטרנט לכל העולם, את כל תקשורת הטלפון והסלולאר הבינלאומית, לשלוח תמונות, וידאו ודואר אלקטרוני בחלקיקי שניה לכל מקום ועוד.

מי שאחראי להמצאה המדהימה הזו הוא המדען הסיני צ'ארלס קאו (Charles Kao) שהגה כבר ב-1966 את הרעיון להשתמש בסיבי זכוכית להעברת מידע ממקום למקום. הוא הצליח לחשב כיצד ניתן להעביר אור על פני מרחקים עצומים באמצעות סיבים אופטיים מבוססי זכוכית.

קאו ציין שלשיטה זו יהיו יתרונות על פני ההעברה של אותות חשמליים בכבלי נחושת, שבה האות החשמלי עובר פחות טוב ככל שהמרחק גדל. בהעברת מידע בסיבי זכוכית הוא ראה פתרון לבעיית הניחות הגבוה בכבלים ארוכים.

בהמשך לתכניתו וחזונו הטכנולוגי של קאו הצליחו ב-1970 חוקרי חברת הזכוכית האמריקאית קורנינג לייצר את הסיב האופטי הראשון. הפיתוח של סיבי הזכוכית היווה קפיצה טכנולוגית עצומה, שכן הוא איפשר העברה של אותות אור למרחקים של 100 קילומטרים. כדי להבין את גודל ההישג ניתן להשוותו למרחק של 20 מטרים בלבד, שבו ניתן היה עד אז להעביר מידע בכבלי הנחושת.

כיום משמשים הסיבים האופטיים תשתית שעליה עוברת במהירויות בלתי נתפסות כל תעבורת האינטרנט, הווידאו והטלפון בעולם.


הנה ממציא הסיב האופטי:

https://youtu.be/2-5sScP_fiw


ותולדות המצאת הסיב האופטי:

https://youtu.be/psXAkB6I7tA

אחת ההמצאות המעניינות שיצאו מישראל היא המצאה טכנולוגית רפואית שמסעירה את הדימיון - הקפסולה האנדוסקופית. זוהי מצלמת ווידאו זעירה שמצויה בתוך כמוסה. את הכמוסה ניתן לבלוע כמו כדור אקמול. מצלמות הווידיאו הזעירות מאד הללו מוטמנות בתוך קפסולות לבליעה ומאפשרות איבחון פשוט, זול ולא כואב של מחלות מעיים. בתוך כל אחד מהכדורים, שאותם בולעים כמו כל כדור רפואי, יושבת מצלמה זעירה, שמעבירה מידע על המתרחש במעיים. זהו תחליף מצויין לניתוחים כואבים, יקרים ומורכבים, שבעבר נדרשו רק כדי לדעת מה קורה במעי.

ד"ר גבי עידן הוא יוצר קפסולת המצלמה הייחודית הזו, שנמכרת בכל העולם על ידי החברה שהקים (Given Imaging) ופרצה את הדרך למוצרים דומים בתחום הרפואה. בחשיבה מקורית והבנה של הטכנולוגיה הממוזערת והפוטנציאל הרפואי שלה, הצליח המהנדס והממציא הישראלי עידן, להפוך רעיון כמעט דימיוני למוצר ממשי שיעזור באבחון של מחלות מעיים.


הנה סיפורן של הכמוסות של ד"ר גבריאל עידן:

https://youtu.be/0uXEq_JxqqY


קפסולה אנדוסקופית - מצלמה זעירה המוחדרת לגוף ומשמשת לגילוי סרטן המעי הגס:

https://youtu.be/6qO6yxVLvMc


רוצים לראות מה רואה הקפסולה בתוך הגוף?

https://youtu.be/-FyN5_-njAU?qr=yes