El desarrollo y la aplicación de la óptica han ayudado a la medicina moderna y las ciencias de la vida a ingresar a una etapa de desarrollo rápido, como cirugía mínimamente invasiva, terapia con láser, diagnóstico de enfermedades, investigación biológica, análisis de ADN, etc.

Cirugía y farmacocinética

El papel de la óptica en la cirugía y la farmacocinética se manifiesta principalmente en dos aspectos: láser e iluminación e imágenes in vivo.

1. Aplicación de láser como fuente de energía

El concepto de terapia con láser se introdujo en cirugía ocular en la década de 1960. Cuando se reconocieron los diferentes tipos de láseres y sus propiedades, la terapia con láser se expandió rápidamente a otros campos.

Las diferentes fuentes de luz láser (gas, sólido, etc.) pueden emitir láseres pulsados ​​(láseres pulsados) y láseres continuos (onda continua), que tienen diferentes efectos en los diferentes tejidos del cuerpo humano. Estas fuentes de luz incluyen principalmente: láser rubí pulsado (láser rubí pulsado); Láser continuo de iones argón (láser de iones de argón CW); láser de dióxido de carbono continuo (CW CO2); YTTRIUM Aluminum Garnet (ND: YAG) láser. Debido a que el láser de dióxido de carbono continuo y el láser de granate de aluminio Ytrio tienen un efecto de coagulación de sangre al cortar el tejido humano, se usan más ampliamente en la cirugía general.

La longitud de onda de los láseres utilizados en el tratamiento médico es generalmente mayor de 100 nm. La absorción de láseres de diferentes longitudes de onda en diferentes tejidos del cuerpo humano se usa para expandir sus aplicaciones médicas. Por ejemplo, cuando la longitud de onda del láser es mayor que 1um, el agua es el absorbedor principal. Los láseres no solo pueden producir efectos térmicos en la absorción del tejido humano para el corte quirúrgico y la coagulación, sino que también producen efectos mecánicos.

Especialmente después de que las personas descubrieron los efectos mecánicos no lineales de los láseres, como la generación de burbujas de cavitación y ondas de presión, se aplicaron láseres a las técnicas de fotodisrupción, como la cirugía de cataratas y la cirugía química de aplastamiento de piedra renal. Los láseres también pueden producir efectos fotoquímicos para guiar a los medicamentos contra el cáncer con mediadores fotosensibles para liberar efectos de drogas en áreas de tejido específicas, como la terapia con PDT. El láser combinado con farmacocinética juega un papel muy importante en el campo de la medicina de precisión.

2. El uso de la luz como herramienta para iluminación e imágenes in vivo

Desde la década de 1990, CCD (acopladoDispositivo) La cámara se introdujo en cirugía mínimamente invasiva (terapia mínimamente invasiva, MIT), y la óptica tuvo un cambio cualitativo en las aplicaciones quirúrgicas. Los efectos de la luz de la luz en una cirugía mínimamente invasiva y abierta incluyen principalmente endoscopios, sistemas de microimagen e imágenes holográficas quirúrgicas.

FlexibleEndoscopio, incluyendo gastroenteroscope, duodenoscopio, colonoscopio, angioscopio, etc.

El camino óptico del endoscopio

La ruta óptica del endoscopio incluye dos sistemas independientes y coordinados de iluminación e imágenes.

RígidoEndoscopio, incluyendo artroscopia, laparoscopia, toracoscopia, ventriculoscopia, histeroscopia, cistoscopia, otolinoscopia, etc.

Los endoscopios rígidos generalmente solo tienen varios ángulos de ruta óptica fijos para elegir, como 30 grados, 45 grados, 60 grados, etc.

Una cámara corporal en miniatura es un dispositivo de imagen basado en una plataforma de tecnología CMOS y CCD en miniatura. Por ejemplo, un endoscopio cápsula,Pillcam. Puede ingresar al sistema digestivo del cuerpo humano para verificar las lesiones y monitorear los efectos de las drogas.

El endoscopio de la cápsula

Microscopio holográfico quirúrgico, un dispositivo de imagen utilizado para observar imágenes 3D de tejido fino en cirugía de precisión, como la neurocirugía para la craneotomía.

El microscopio holográfico quirúrgico

Resumir:

1. Debido al efecto térmico, el efecto mecánico, el efecto de fotosensibilidad y otros efectos biológicos del láser, se usa ampliamente como fuente de energía en cirugía mínimamente invasiva, tratamiento no invasivo y terapia farmacéutica dirigida.

2. Debido al desarrollo de la tecnología de imágenes, los equipos de imágenes ópticas médicas han progresado mucho en la dirección de alta resolución y miniaturización, estableciendo las bases para una cirugía mínimamente invasiva y precisa in vivo. En la actualidad, los dispositivos de imágenes médicas más utilizados incluyenendoscopios, Imágenes holográficas y sistemas de microimagen.