Развіццё і прымяненне оптыкі дапамагло сучаснай медыцыне і навукам аб жыцці ўвайсці ў стадыю хуткага развіцця, такім як малаінвазіўная хірургія, лазерная тэрапія, дыягностыка захворванняў, біялагічныя даследаванні, аналіз ДНК і г.д.

Хірургія і фармакокінетіку

Роля оптыкі ў хірургіі і фармакокінетіке ў асноўным выяўляецца ў двух аспектах: лазер і in vivo асвятленне і візуалізацыя.

1. Прымяненне лазера ў якасці крыніцы энергіі

Канцэпцыя лазернай тэрапіі была ўведзена ў вочную хірургію ў 1960-х гадах. Калі былі прызнаны розныя тыпы лазераў і іх уласцівасці, лазерная тэрапія хутка распаўсюдзілася на іншыя вобласці.

Розныя лазерныя крыніцы святла (газавыя, цвёрдыя і інш.) могуць выпраменьваць імпульсныя лазеры (імпульсныя лазеры) і бесперапынныя лазеры (бесперапынныя хвалі), якія па-рознаму ўплываюць на розныя тканіны чалавечага цела. Гэтыя крыніцы святла ў асноўным ўключаюць: імпульсны рубінавы лазер (Pulsed ruby ​​​​laser); бесперапынны аргоновый іённы лазер (CW argon ion laser); бесперапынны вуглякіслы лазер (CW CO2); лазер на ітрыевым алюмініевым гранаце (Nd:YAG). Паколькі вуглякіслы лазер бесперапыннага дзеяння і лазер на ітрыевым алюмініевым гранаце аказваюць эфект згортвання крыві пры разразанні тканін чалавека, яны найбольш шырока выкарыстоўваюцца ў агульнай хірургіі.

Даўжыня хвалі лазераў, якія выкарыстоўваюцца ў лячэнні, звычайна перавышае 100 нм. Паглынанне лазераў рознай даўжыні хвалі ў розных тканінах чалавечага цела выкарыстоўваецца для пашырэння яго медыцынскага прымянення. Напрыклад, калі даўжыня хвалі лазера перавышае 1 мкм, вада з'яўляецца асноўным паглынальнікам. Лазеры могуць не толькі вырабляць цеплавыя эфекты ў паглынанні тканін чалавека для хірургічнага рэзкі і каагуляцыі, але і вырабляць механічныя эфекты.

Асабліва пасля таго, як людзі выявілі нелінейныя механічныя эфекты лазераў, такія як генерацыя кавітацыйных бурбалак і хваль ціску, лазеры сталі прымяняцца для метадаў фотаразбурэння, такіх як хірургія катаракты і хімічная хірургія драбнення камянёў у нырках. Лазеры таксама могуць вырабляць фотахімічныя эфекты, каб накіраваць лекі ад раку з дапамогай фотаадчувальных медыятараў, каб вызваліць дзеянне лекаў на пэўныя ўчасткі тканіны, напрыклад, тэрапія ФДТ. Лазер у спалучэнні з фармакокінетіку гуляе вельмі важную ролю ў галіне дакладнай медыцыны.

2. Выкарыстанне святла ў якасці інструмента для асвятлення in vivo і візуалізацыі

З 1990-х гадоў CCD (Charge-CoupledПрылада) камера была ўведзена ў малаінвазіўную хірургію (Minimally Invasive Therapy, MIT), а оптыка мела якасныя змены ў хірургічных прымяненнях. Эфекты візуалізацыі святла ў малаінвазіўнай і адкрытай хірургіі ў асноўным ўключаюць эндаскопы, сістэмы мікравізуалізацыі і хірургічныя галаграфічныя выявы.

ГнуткіЭндаскоп, уключаючы гастраэнтэраскоп, дуадэнаскоп, калонаскоп, ангіяскоп і інш.

Аптычны шлях эндаскопа

Аптычны шлях эндаскопа ўключае дзве незалежныя і скаардынаваныя сістэмы асвятлення і візуалізацыі.

ЖорсткаяЭндаскоп, уключаючы артроскопию, лапараскапію, торакоскопию, вентрикулоскопию, гістероскопію, цистоскопию, отолиноскопию і інш.

Жорсткія эндаскопы звычайна маюць толькі некалькі фіксаваных вуглоў аптычнага шляху на выбар, напрыклад, 30 градусаў, 45 градусаў, 60 градусаў і г.д.

Мініяцюрная карпусная камера - гэта прылада для апрацоўкі малюнкаў, заснаваная на мініяцюрнай тэхналагічнай платформе CMOS і CCD. Напрыклад, капсульный эндаскоп,PillCam. Ён можа патрапіць у стрававальную сістэму чалавечага арганізма, каб праверыць наяўнасць паражэнняў і кантраляваць дзеянне лекаў.

Капсульны эндаскоп

Хірургічны галаграфічны мікраскоп, прылада візуалізацыі, якая выкарыстоўваецца для назірання 3D-малюнкаў тонкай тканіны ў прэцызійнай хірургіі, такой як нейрахірургія пры краніатаміі.

Хірургічны галаграфічны мікраскоп

Рэзюмаваць:

1. Дзякуючы цеплавому эфекту, механічнаму эфекту, эфекту святлоадчувальнасці і іншым біялагічным эфектам лазера ён шырока выкарыстоўваецца ў якасці крыніцы энергіі ў малаінвазіўнай хірургіі, неінвазіўным лячэнні і таргетнай медыкаментознай тэрапіі.

2. Дзякуючы развіццю тэхналогій візуалізацыі медыцынскае абсталяванне для аптычнай візуалізацыі дасягнула вялікага прагрэсу ў напрамку высокай раздзяляльнасці і мініяцюрызацыі, заклаўшы аснову для малаінвазіўнай і дакладнай хірургіі in vivo. У цяперашні час найбольш часта выкарыстоўваюцца медыцынскія прылады візуалізацыі ўключаюцьэндаскопы, галаграфічныя выявы і сістэмы мікравыяў.