Die ontwikkeling en toepassing van optika het moderne medisyne en lewenswetenskappe gehelp om 'n stadium van vinnige ontwikkeling te betree, soos minimaal indringende chirurgie, laserterapie, siektediagnose, biologiese navorsing, DNS-analise, ens.

Chirurgie en Farmakokinetika

Die rol van optika in chirurgie en farmakokinetika word hoofsaaklik in twee aspekte gemanifesteer: laser en in vivo beligting en beelding.

1. Toepassing van laser as energiebron

Die konsep van laserterapie is in die 1960's in oogchirurgie bekendgestel. Toe die verskillende tipes lasers en hul eienskappe erken is, is laserterapie vinnig uitgebrei na ander velde.

Verskillende laserligbronne (gas, vaste stof, ens.) kan gepulseerde lasers (Pulsed Lasers) en kontinue lasers (Continuous wave), wat verskillende effekte op verskillende weefsels van die menslike liggaam het, uitstraal. Hierdie ligbronne sluit hoofsaaklik in: gepulseerde robynlaser (gepulseerde robynlaser); deurlopende argon-ioonlaser (CW argon-ioonlaser); deurlopende koolstofdioksiedlaser (CW CO2); yttrium aluminium granaat (Nd:YAG) laser. Omdat deurlopende koolstofdioksiedlaser en yttriumaluminium granaatlaser bloedstollingseffek het wanneer menslike weefsel gesny word, word dit die meeste in algemene chirurgie gebruik.

Die golflengte van lasers wat in mediese behandeling gebruik word, is oor die algemeen groter as 100 nm. Die absorpsie van lasers van verskillende golflengtes in verskillende weefsels van die menslike liggaam word gebruik om die mediese toepassings daarvan uit te brei. Byvoorbeeld, wanneer die golflengte van die laser groter as 1um is, is water die primêre absorbeerder. Lasers kan nie net termiese effekte in menslike weefselabsorpsie vir chirurgiese sny en stolling produseer nie, maar produseer ook meganiese effekte.

Veral nadat mense die nie-lineêre meganiese effekte van lasers ontdek het, soos die opwekking van kavitasieborrels en drukgolwe, is lasers toegepas op fotoontwrigtingstegnieke, soos katarakchirurgie en chemiese chirurgie wat niersteen vergruis. Lasers kan ook fotochemiese effekte produseer om kankermedisyne met fotosensitiewe bemiddelaars te lei om geneesmiddeleffekte op spesifieke weefselareas vry te stel, soos PDT-terapie. Laser gekombineer met farmakokinetika speel 'n baie belangrike rol op die gebied van presisiegeneeskunde.

2. Die gebruik van lig as 'n instrument vir in vivo beligting en beeldvorming

Sedert die 1990's, CCD (Charge-CoupledToestel) kamera is ingestel in minimaal indringende chirurgie (Minimally Invasive Therapy, MIT), en optika het 'n kwalitatiewe verandering in chirurgiese toepassings gehad. Die beeldeffekte van lig in minimaal indringende en oop chirurgie sluit hoofsaaklik endoskope, mikro-beeldingstelsels en chirurgiese holografiese beelding in.

BuigsaamEndoskoop, insluitend gastro-enteroskoop, duodenoskoop, kolonoskoop, angioskoop, ens.

Die optiese pad van die endoskoop

Die optiese pad van die endoskoop sluit twee onafhanklike en gekoördineerde stelsels van beligting en beelding in.

StyfEndoskoop, insluitend artroskopie, laparoskopie, torakoskopie, ventrikuloskopie, histeroskopie, sistoskopie, otolinoskopie, ens.

Rigiede endoskope het oor die algemeen net verskeie vaste optiese padhoeke om van te kies, soos 30 grade, 45 grade, 60 grade, ens.

'n Miniatuur liggaamskamera is 'n beeldtoestel wat gebaseer is op 'n miniatuur CMOS- en CCD-tegnologieplatform. Byvoorbeeld, 'n kapsule endoskoop,PillCam. Dit kan die spysverteringstelsel van die menslike liggaam binnedring om letsels na te gaan en die uitwerking van dwelms te monitor.

Die kapsule endoskoop

Chirurgiese holografiese mikroskoop, 'n beeldapparaat wat gebruik word om 3D-beelde van fyn weefsel in presisiechirurgie waar te neem, soos neurochirurgie vir kraniotomie.

Die chirurgiese holografiese mikroskoop

Som op:

1. As gevolg van die termiese effek, meganiese effek, fotosensitiwiteitseffek en ander biologiese effekte van die laser, word dit wyd gebruik as 'n energiebron in minimaal indringende chirurgie, nie-indringende behandeling en geteikende geneesmiddelterapie.

2. As gevolg van die ontwikkeling van beeldtegnologie het mediese optiese beeldingstoerusting groot vordering gemaak in die rigting van hoë resolusie en miniaturisering, wat die grondslag lê vir minimaal indringende en presiese chirurgie in vivo. Tans sluit die mees gebruikte mediese beeldingstoestelle inendoskope, holografiese beelde en mikro-beeldingstelsels.