Vývoj a aplikace optiky pomohl modernímu medicíně a věd o životních vědách vstoupit do fáze rychlého vývoje, jako je minimálně invazivní chirurgie, laserová terapie, diagnostika onemocnění, biologický výzkum, analýza DNA atd.

Chirurgie a farmakokinetika

Role optiky v chirurgii a farmakokinetice se projevuje hlavně ve dvou aspektech: laserové a in vivo osvětlení a zobrazování.

1. Aplikace laseru jako zdroje energie

Koncept laserové terapie byl zaveden do oční chirurgie v 60. letech. Když byly rozpoznány různé typy laserů a jejich vlastností, laserová terapie byla rychle rozšířena na jiná pole.

Různé zdroje laserového světla (plyn, pevná látka atd.) Umí emitovat pulzní lasery (pulzní lasery) a kontinuální lasery (kontinuální vlna), které mají různé účinky na různé tkáně lidského těla. Tyto zdroje světla zahrnují hlavně: pulzní rubínový laser (pulzní ruby ​​laser); kontinuální argonový iontový laser (CW Argon Ion Laser); kontinuální laser oxidu uhličitého (CW CO2); Yttrium hliníkový granát (ND: YAG) Laser. Protože kontinuální laser oxidu uhličitého a laseru hliníku Yttrium má při řezání lidské tkáně koagulační účinek krevní koagulace, nejčastěji se používají v obecné chirurgii.

Vlnová délka laserů používaných při lékařském ošetření je obecně větší než 100 nm. Absorpce laserů různých vlnových délek v různých tkáních lidského těla se používá k rozšíření jeho lékařských aplikací. Například, když je vlnová délka laseru větší než 1UM, je primární absorbér voda. Lasery mohou nejen produkovat tepelné účinky v absorpci lidské tkáně pro chirurgické řezání a koagulaci, ale také způsobit mechanické účinky.

Zejména poté, co lidé objevili nelineární mechanické účinky laserů, jako je tvorba kavitačních bublin a tlakových vln, byly na fotodisrupční techniky aplikovány lasery, jako je chemická chemická operace, jako je chemická chemická operace. Lasery mohou také produkovat fotochemické účinky pro vedení léků na rakovinu pomocí fotocitlivých mediátorů k uvolnění účinků léčiva na specifické tkáňové oblasti, jako je terapie PDT. Laser v kombinaci s farmakokinetikou hraje velmi důležitou roli v oblasti precizní medicíny.

2. použití světla jako nástroje pro osvětlení a zobrazování in vivo

Od 90. let 20. století CCD (CHARBOUPLEDZařízení) Kamera byla zavedena do minimálně invazivní chirurgie (minimálně invazivní terapie, MIT) a optika měla kvalitativní změnu v chirurgických aplikacích. Mezi zobrazovací účinky světla v minimálně invazivní a otevřené chirurgii patří hlavně endoskopy, mikro-zobrazovací systémy a chirurgické holografické zobrazování.

FlexibilníEndoskop, včetně gastroenteroskopu, duodenoskopu, kolonoskopu, angioskopu atd.

Optická cesta endoskopu

Optická cesta endoskopu zahrnuje dva nezávislé a koordinované systémy osvětlení a zobrazování.

RigidníEndoskop, včetně artroskopie, laparoskopie, torakoskopie, kontrikuloskopie, hysteroskopie, cystoskopie, otolinoskopie atd.

Tuhé endoskopy mají obecně pouze několik pevných úhlů optické cesty na výběr, jako je 30 stupňů, 45 stupňů, 60 stupňů atd.

Miniaturní karoserie je zobrazovací zařízení založené na miniaturní technologické platformě CMOS a CCD. Například endoskop kapsle,Pilulka. Může vstoupit do trávicího systému lidského těla, aby zkontroloval léze a monitoroval účinky léčiv.

Endoskop tobolky

Chirurgický holografický mikroskop, zobrazovací zařízení používané k pozorování 3D obrazů jemné tkáně při přesné chirurgii, jako je neurochirurgie pro kraniotomii.

Chirurgický holografický mikroskop

Shrnout:

1. V důsledku tepelného účinku, mechanického účinku, účinku fotocitlivosti a dalších biologických účinků laseru se široce používá jako zdroj energie při minimálně invazivní chirurgii, neinvazivní léčbě a cílenou lékovou terapii.

2. Vzhledem k vývoji zobrazovací technologie, lékařské optické zobrazovací zařízení dosáhlo velkého pokroku ve směru vysokého rozlišení a miniaturizace, čímž položil základ pro minimálně invazivní a přesnou chirurgii in vivo. V současné době patří nejčastěji používaná lékařská zobrazovací zařízeníendoskopy, holografické obrázky a mikro-zobrazovací systémy.