U sviluppu è l'applicazione di l'ottica hà aiutatu à a medicina moderna è a scienze di a vita à entre in una tappa di sviluppu rapidu, cum'è a chirurgia minimamente invasiva, a terapia laser, a diagnosi di e malatie, a ricerca biologica, l'analisi di DNA, etc.

Chirurgia è Farmacocinetica

U rolu di l'ottica in a chirurgia è a farmacocinetica si manifesta principalmente in dui aspetti: l'illuminazione laser è in vivo è l'imaghjini.

1. Applicazione di laser cum'è fonte d'energia

U cuncettu di terapia laser hè statu introduttu in a cirugia oculare in l'anni 1960. Quandu i sfarenti tippi di laser è e so proprietà sò stati ricunnisciuti, a terapia laser hè stata rapidamente allargata à altri campi.

Diversi fonti di luce laser (gas, solidu, etc.) ponu emette lasers pulsati (Laser Pulsati) è laser cuntinui (onda Continua), chì anu effetti diffirenti nantu à diversi tessuti di u corpu umanu. Queste fonti di luce includenu principalmente: laser ruby ​​pulsated (laser ruby ​​pulsated); laser à ioni d'argon continuu (laser à ioni di argon CW); laser cuntinuu di diossidu di carbonu (CW CO2); Laser à granat d'aluminium d'ittriu (Nd:YAG). Perchè u laser cuntinuu di diossidu di carbonu è u laser di granata d'aluminiu d'ittriu anu un effettu di coagulazione di sangue quandu taglianu u tissutu umanu, sò più utilizati in a cirurgia generale.

A lunghezza d'onda di i laser utilizati in trattamentu medico hè generalmente più grande di 100 nm. L'assorbimentu di laser di diverse lunghezze d'onda in diversi tessuti di u corpu umanu hè utilizatu per espansione e so applicazioni medichi. Per esempiu, quandu a lunghezza d'onda di u laser hè più grande di 1um, l'acqua hè l'assorbitore primariu. I laser ùn ponu micca solu pruduce l'effetti termali in l'assorbimentu di u tissutu umanu per u tagliu chirurgicu è a coagulazione, ma ancu pruduce effetti meccanichi.

In particulare dopu chì a ghjente hà scupertu l'effetti meccanichi non lineari di i laser, cum'è a generazione di bolle di cavitation è onde di pressione, i laser sò stati applicati à e tecniche di photodisruption, cum'è a cirurgia di cataratta è a cirurgia chimica di sfracitura di pietre renali. I laser ponu ancu pruduce effetti fotochimichi per guidà e droghe di cancro cù mediatori fotosensibili per liberà l'effetti di droghe in spazii di tissuti specifichi, cum'è a terapia PDT. U laser cumminatu cù a farmacocinetica ghjoca un rolu assai impurtante in u campu di a medicina di precisione.

2. L'usu di a luce com'è strumentu per l'illuminazione è l'imaghjini in vivo

Dapoi l'anni 1990, CCD (Charge-CoupledDispositivu) camera hè statu introduttu in a chirurgia minimamente invasiva (terapia minimamente invasiva, MIT), è l'ottica hà avutu un cambiamentu qualitatiu in l'applicazioni chirurgiche. L'effetti di l'imaghjini di a luce in a cirurgia minimamente invasiva è aperta includenu principalmente endoscopi, sistemi di micro-imaging, è imaging olograficu chirurgicu.

FlexibleEndoscope, cumpresi gastroenteroscope, duodenoscope, colonoscope, angioscope, etc.

U percorsu otticu di l'endoscopiu

U percorsu otticu di l'endoscopiu include dui sistemi indipendenti è coordinati di illuminazione è imaging.

RigiduEndoscope, cumprese artroscopia, laparoscopia, toracoscopia, ventriculoscopia, isteroscopia, cistoscopia, otolinoscopia, etc.

L'endoscopi rigidi sò generalmente solu parechji anguli di percorsu otticu fissi per sceglie, cum'è 30 gradi, 45 gradi, 60 gradi, etc.

Una camera di corpu in miniatura hè un dispositivu di imaging basatu nantu à una piattaforma tecnologica CMOS è CCD in miniatura. Per esempiu, un endoscopiu capsula,PillCam. Pò entre in u sistema digestivu di u corpu umanu per verificà e ferite è monitorizà l'effetti di e droghe.

L'endoscopio capsula

Microscopiu olograficu chirurgicu, un dispositivu d'imaghjini utilizatu per osservà l'imaghjini 3D di tessuti fini in a chirurgia di precisione, cum'è a neurochirurgia per a craniotomia.

U microscopiu olograficu chirurgicu

Riassume:

1. A causa di l'effettu termale, l'effettu meccanicu, l'effettu di a fotosensibilità è l'altri effetti biologichi di u laser, hè largamente utilizatu com'è una fonte d'energia in a cirurgia minimamente invasiva, u trattamentu non invasivu è a terapia di droga mirata.

2. A causa di u sviluppu di a tecnulugia di l'imaghjini, l'equipaggiu d'imaghjini otticu medicale hà fattu un grande prugressu in a direzzione di l'alta risuluzione è a miniaturizazione, pusendu a fundazione per a chirurgia minimamente invasiva è precisa in vivo. Attualmente, i dispositi di imaging medicale più cumunimenti utilizati includenuendoscopi, images olografiche è sistemi di micro-imaging.