Le développement et l'application de l'optique ont aidé la médecine moderne et les sciences de la vie à entrer dans une phase de développement rapide, comme la chirurgie mini-invasive, la thérapie au laser, le diagnostic des maladies, la recherche biologique, l'analyse de l'ADN, etc.

Chirurgie et Pharmacocinétique

Le rôle de l’optique en chirurgie et en pharmacocinétique se manifeste principalement sous deux aspects : le laser et l’éclairage et l’imagerie in vivo.

1. Application du laser comme source d’énergie

Le concept de thérapie au laser a été introduit en chirurgie oculaire dans les années 1960. Lorsque les différents types de lasers et leurs propriétés ont été reconnus, la thérapie au laser s'est rapidement étendue à d'autres domaines.

Différentes sources de lumière laser (gaz, solide, etc.) peuvent émettre des lasers pulsés (Pulsed Lasers) et des lasers continus (Continuous Wave), qui ont des effets différents sur différents tissus du corps humain. Ces sources lumineuses comprennent principalement : le laser rubis pulsé (Pulsed ruby ​​laser) ; laser à ions argon continu (laser à ions argon CW) ; laser continu au dioxyde de carbone (CW CO2) ; Laser à grenat d'yttrium et d'aluminium (Nd:YAG). Étant donné que le laser continu au dioxyde de carbone et le laser au grenat d'yttrium et d'aluminium ont un effet de coagulation sanguine lors de la coupe des tissus humains, ils sont les plus largement utilisés en chirurgie générale.

La longueur d'onde des lasers utilisés en traitement médical est généralement supérieure à 100 nm. L'absorption de lasers de différentes longueurs d'onde dans différents tissus du corps humain est utilisée pour étendre ses applications médicales. Par exemple, lorsque la longueur d’onde du laser est supérieure à 1 µm, l’eau est le principal absorbeur. Les lasers peuvent non seulement produire des effets thermiques dans l'absorption des tissus humains pour la coupe chirurgicale et la coagulation, mais également produire des effets mécaniques.

Surtout après que les gens ont découvert les effets mécaniques non linéaires des lasers, tels que la génération de bulles de cavitation et d'ondes de pression, les lasers ont été appliqués aux techniques de photoperturbation, telles que la chirurgie de la cataracte et la chirurgie chimique pour écraser les calculs rénaux. Les lasers peuvent également produire des effets photochimiques pour guider les médicaments anticancéreux dotés de médiateurs photosensibles afin de libérer leurs effets sur des zones tissulaires spécifiques, comme la thérapie PDT. Le laser associé à la pharmacocinétique joue un rôle très important dans le domaine de la médecine de précision.

2. L’utilisation de la lumière comme outil d’éclairage et d’imagerie in vivo

Depuis les années 1990, les CCD (Charge-CoupledDevice) a été introduit dans la chirurgie mini-invasive (Minimally Invasive Therapy, MIT), et l'optique a apporté un changement qualitatif dans les applications chirurgicales. Les effets d’imagerie de la lumière en chirurgie ouverte et mini-invasive comprennent principalement les endoscopes, les systèmes de micro-imagerie et l’imagerie holographique chirurgicale.

FlexibleEndoscope, y compris gastro-entéroscope, duodénoscope, coloscope, angioscope, etc.

Le chemin optique de l'endoscope

Le chemin optique de l'endoscope comprend deux systèmes d'éclairage et d'imagerie indépendants et coordonnés.

RigideEndoscope, y compris arthroscopie, laparoscopie, thoracoscopie, ventriculoscopie, hystéroscopie, cystoscopie, otolinoscopie, etc.

Les endoscopes rigides ne proposent généralement que plusieurs angles de trajet optique fixes, tels que 30 degrés, 45 degrés, 60 degrés, etc.

Une caméra corporelle miniature est un dispositif d'imagerie basé sur une plate-forme technologique miniature CMOS et CCD. Par exemple, un endoscope à capsule,PiluleCam. Il peut pénétrer dans le système digestif du corps humain pour rechercher des lésions et surveiller les effets des médicaments.

L'endoscope à capsule

Microscope holographique chirurgical, un appareil d'imagerie utilisé pour observer des images 3D de tissus fins en chirurgie de précision, comme la neurochirurgie pour la craniotomie.

Le microscope holographique chirurgical

Résumer:

1. En raison de l'effet thermique, de l'effet mécanique, de l'effet de photosensibilité et d'autres effets biologiques du laser, il est largement utilisé comme source d'énergie dans la chirurgie mini-invasive, le traitement non invasif et la thérapie médicamenteuse ciblée.

2. Grâce au développement de la technologie d'imagerie, les équipements d'imagerie optique médicale ont fait de grands progrès dans le sens de la haute résolution et de la miniaturisation, jetant ainsi les bases d'une chirurgie mini-invasive et précise in vivo. À l'heure actuelle, les appareils d'imagerie médicale les plus couramment utilisés comprennentendoscopes, images holographiques et systèmes de micro-imagerie.