توسعه و کاربرد اپتیک به پزشکی مدرن و علوم زندگی کمک کرده است تا مرحله رشد سریع مانند جراحی حداقل تهاجمی ، لیزر درمانی ، تشخیص بیماری ، تحقیقات بیولوژیکی ، تجزیه و تحلیل DNA و غیره را وارد کند.

جراحی و فارماکوکینتیک

نقش اپتیک در جراحی و فارماکوکینتیک عمدتاً در دو جنبه آشکار می شود: لیزر و داخل بدن روشنایی و تصویربرداری.

1. استفاده از لیزر به عنوان منبع انرژی

مفهوم لیزر درمانی در دهه 1960 به عمل جراحی چشم معرفی شد. هنگامی که انواع مختلف لیزرها و خصوصیات آنها به رسمیت شناخته شد ، لیزر درمانی به سرعت در زمینه های دیگر گسترش یافت.

منابع نور لیزر مختلف (گاز ، جامد و غیره) می توانند لیزرهای پالس شده (لیزرهای پالس) و لیزرهای مداوم (موج مداوم) را ساطع کنند که اثرات متفاوتی بر روی بافتهای مختلف بدن انسان دارند. این منابع نوری عمدتاً عبارتند از: لیزر یاقوت پالس (لیزر یاقوت پالس). لیزر یون آرگون مداوم (لیزر یونی CW آرگون) ؛ لیزر دی اکسید کربن مداوم (CW CO2) ؛ لیزر آلومینیوم Yttrium (ND: YAG). از آنجا که لیزر دی اکسید کربن مداوم و لیزر گارنت آلومینیوم Yttrium دارای اثر انعقاد خون در هنگام برش بافت انسان هستند ، بیشتر در جراحی عمومی مورد استفاده قرار می گیرند.

طول موج لیزرهای مورد استفاده در درمان پزشکی به طور کلی بیشتر از 100 نانومتر است. از جذب لیزرهای طول موج های مختلف در بافتهای مختلف بدن انسان برای گسترش کاربردهای پزشکی آن استفاده می شود. به عنوان مثال ، هنگامی که طول موج لیزر از 1UM بیشتر است ، آب جذب کننده اصلی است. لیزرها نه تنها می توانند اثرات حرارتی در جذب بافت انسان برای برش و انعقاد جراحی ایجاد کنند ، بلکه اثرات مکانیکی نیز ایجاد می کنند.

به خصوص بعد از اینکه مردم اثرات مکانیکی غیرخطی لیزرها را کشف کردند ، مانند تولید حباب های کاویتاسیون و امواج فشار ، لیزرها برای تکنیک های فوتودیزراسیون مانند جراحی آب مروارید و جراحی شیمیایی خرد شده سنگ کلیه استفاده شدند. لیزرها همچنین می توانند اثرات فتوشیمیایی را برای هدایت داروهای سرطانی با واسطه های حساسیت به وجود آورند تا اثرات دارویی را در مناطق خاص بافت مانند درمان PDT آزاد کنند. لیزر همراه با فارماکوکینتیک نقش بسیار مهمی در زمینه پزشکی دقیق ایفا می کند.

2. استفاده از نور به عنوان ابزاری برای روشنایی داخل بدن و تصویربرداری

از دهه 1990 ، CCD (همراه با شارژدستگاه) دوربین به عمل جراحی حداقل تهاجمی (درمان با حداقل تهاجمی ، MIT) معرفی شد و اپتیک تغییر کیفی در کاربردهای جراحی داشت. اثرات تصویربرداری نور در عمل جراحی با حداقل تهاجمی و باز عمدتاً شامل آندوسکوپ ها ، سیستم های میکرو تصویربرداری و تصویربرداری هولوگرافی جراحی است.

انعطاف پذیرendoscope، از جمله گاسترونتروسکوپ ، اثنی عشر ، کولونوسکوپ ، آنژیوسکوپ و غیره

مسیر نوری آندوسکوپ

مسیر نوری آندوسکوپ شامل دو سیستم مستقل و هماهنگ روشنایی و تصویربرداری است.

سفتendoscope، از جمله آرتروسکوپی ، لاپاروسکوپی ، توراکوسکوپی ، بطن سلولوسکوپی ، هیستروسکوپی ، سیستوسکوپی ، اتولینوسنوسکوپی و غیره.

آندوسکوپ های سفت و سخت به طور کلی فقط دارای چندین زاویه مسیر نوری ثابت هستند که می توانند از جمله 30 درجه ، 45 درجه ، 60 درجه و غیره انتخاب کنند.

یک دوربین بدنه مینیاتوری یک دستگاه تصویربرداری است که بر اساس یک CMOS مینیاتوری و پلت فرم فناوری CCD ساخته شده است. به عنوان مثال ، یک آندوسکوپ کپسول ،قرص این می تواند برای بررسی ضایعات و نظارت بر اثرات داروها ، به دستگاه گوارش بدن انسان وارد شود.

آندوسکوپ کپسول

میکروسکوپ هولوگرافی جراحی ، یک دستگاه تصویربرداری که برای مشاهده تصاویر سه بعدی از بافت ریز در جراحی دقیق ، مانند جراحی مغز و اعصاب برای کرانیوتومی استفاده می شود.

میکروسکوپ هولوگرافی جراحی

خلاصه:

1. با توجه به اثر حرارتی ، اثر مکانیکی ، اثر حساسیت به نور و سایر اثرات بیولوژیکی لیزر ، از آن به عنوان یک منبع انرژی در جراحی حداقل تهاجمی ، درمان غیر تهاجمی و داروهای درمانی هدفمند استفاده می شود.

2. با توجه به توسعه فناوری تصویربرداری ، تجهیزات تصویربرداری نوری پزشکی پیشرفت زیادی در جهت وضوح بالا و مینیاتوری سازی داشته است و پایه و اساس جراحی حداقل تهاجمی و دقیق در داخل بدن را فراهم می کند. در حال حاضر ، متداول ترین دستگاه های تصویربرداری پزشکی شامل می شوندآندوسکوپ، تصاویر هولوگرافی و سیستم های میکرو تصویربرداری.