Razvoj i primjena optike pomogli su modernom medicinskom i životnim naukama u stupnju u fazi brzog razvoja, poput minimalno invazivne hirurgije, laserske terapije, dijagnoze bolesti, biološkog istraživanja, DNK analize itd.

Hirurgija i farmakokinetika

Uloga optike u hirurgiji i farmakokinetiku uglavnom se manifestuje u dva aspekta: laserski i u vivo osvjetljenju i snimanju.

1. Primjena lasera kao izvora energije

Koncept laserske terapije uveden je u operaciju očiju 1960-ih. Kada su prepoznata različite vrste lasera i njihovih svojstava, laserska terapija se brzo proširila na druga polja.

Različiti laserski izvori (plin, čvrsti itd.) Mogu emitirati pulserene lasere (pulserani laseri) i kontinuirani laseri (kontinuirani val), koji imaju različite efekte na različita tkiva ljudskog tijela. Ovi izvori svjetlosti uglavnom uključuju: pulsirani rubin laser (pulsirani rubin laser); Kontinuirani argonski jonski laser (CW Argon Ion laser); Kontinuirani ugljični dioksid laser (CW CO2); YTtrium aluminijski granat (nd: yag) laser. Budući da se kontinuirani ugljen dioksid laserski i ytrium aluminijski granet laser imaju efekt koagulacije krvi prilikom rezanja ljudskog tkiva, oni se najčešće koriste u općoj operaciji.

Talasna dužina lasera koja se koriste u medicinskom tretmanu uglavnom je veća od 100 nm. Apsorpcija lasera različitih talasnih duljina u različitim tkivima ljudskog tijela koristi se za proširenje njegovih medicinskih aplikacija. Na primjer, kada je talasna dužina lasera veća od 1um, voda je primarni apsorber. Laseri ne samo da proizvode toplotne efekte u apsorpciji ljudskog tkiva za hirurško rezanje i koagulaciju, već i proizvode mehaničke efekte.

Pogotovo nakon što su ljudi otkrili nelinearne mehaničke efekte lasera, poput stvaranja kavitacijskih mjehurića i tlačnih valova, laseri su se primijenili na tehnike fotodistrupcije, kao što su hemijska hirurgija katarakte, poput korektivne hirurgije i kupatilo. Laseri mogu proizvesti i fotohemijske efekte za vođenje droga od karcinoma sa fotoosjetljivim posrednicima kako bi se oslobodili efekte lijekova na određene prostore tkiva, poput PDT terapije. Laser u kombinaciji s farmakokinetikom igra vrlo važnu ulogu u području preciznog lijeka.

2. Upotreba svjetlosti kao alata za vivo osvjetljenje i snimanje

Od 1990-ih, CCD (spojen)Uređaj) Kamera je uvedena u minimalno invazivnu hirurgiju (minimalno invazivna terapija, MIT), a optika je imala kvalitativne promjene u hirurškim primjenama. Učinci svjetla za snimanje u minimalno invazivnoj i otvorenoj hirurgiji uglavnom uključuju endoskope, mikro-snimanje sistema i hirurško holografsko snimanje.

FleksibilanEndoskop, uključujući gastroenteroskop, duodenoskop, kolonoskop, angioskop itd.

Optički put endoskopa

Optički put endoskopa uključuje dva neovisna i koordinirane sisteme osvjetljenja i slike.

KrutEndoskop, uključujući artroskopiju, laparoskopiju, torakoskopsku, ventrikuloskopiju, histeroskopiju, cistoskopiju, otolinoskopiju itd.

Kruti endoskopi uglavnom imaju samo nekoliko fiksnih uglova optičkih staza, poput 30 stepeni, 45 stepeni, 60 stepeni, itd.

Minijaturna kamera karoserije je uređaj za obradu slika zasnovan na minijaturnom CMOS i CCD tehnološkom platformi. Na primjer, endoskop kapsule,Pillcam. Može ući u probavni sustav ljudskog tijela da provjeri lezije i nadgleda efekte lijekova.

Endoskop kapsule

Hirurški holografski mikroskop, uređaj za obradu slika koji se koristi za promatranje 3D slika finog tkiva u preciznoj hirurgiji, poput neurohirurgije za Craniotomiju.

Hirurški holografski mikroskop

Rezimirajte:

1 Zbog toplinskog učinka, mehanički efekat, efekat fotoosjetljivosti i drugi biološki učinci lasera, široko se koristi kao energetski izvor u minimalno invazivnom hirurgiji, neinvazivnom tretmanu i ciljanoj terapiji lijekovima.

2. Zbog razvoja tehnologije za snimanje, medicinska optička oprema za snimanje postigla je veliki napredak u pravcu visoke rezolucije i minijaturizacije, postavljajući temelj za minimalno invazivnu i preciznu operaciju u Vivou. Trenutno su najčešće korišteni medicinski uređaji za snimanje uključujuendoskopi, holografske slike i sistemi mikro-snižavanja.