प्रकाशिकी के विकास और अनुप्रयोग ने आधुनिक चिकित्सा और जीवन विज्ञान को तीव्र विकास के चरण में प्रवेश करने में मदद की है, जैसे कि न्यूनतम चीरा सर्जरी, लेजर थेरेपी, रोग निदान, जैविक अनुसंधान, डीएनए विश्लेषण आदि।

सर्जरी और फार्माकोकाइनेटिक्स

शल्य चिकित्सा और फार्माकोकाइनेटिक्स में प्रकाशिकी की भूमिका मुख्य रूप से दो पहलुओं में प्रकट होती है: लेजर और इन विवो प्रदीपन और इमेजिंग।

1. ऊर्जा स्रोत के रूप में लेजर का अनुप्रयोग

लेजर थेरेपी की अवधारणा को 1960 के दशक में नेत्र शल्य चिकित्सा में पेश किया गया था। जब विभिन्न प्रकार के लेजर और उनके गुणों को पहचाना गया, तो लेजर थेरेपी का तेजी से अन्य क्षेत्रों में विस्तार हुआ।

विभिन्न लेजर प्रकाश स्रोत (गैस, ठोस आदि) स्पंदित लेजर (पल्स्ड लेजर) और सतत लेजर (कंटीन्यूअस वेव) उत्सर्जित कर सकते हैं, जिनका मानव शरीर के विभिन्न ऊतकों पर अलग-अलग प्रभाव होता है। इन प्रकाश स्रोतों में मुख्य रूप से शामिल हैं: स्पंदित रूबी लेजर (पल्स्ड रूबी लेजर); सतत आर्गन आयन लेजर (सीडब्ल्यू आर्गन आयन लेजर); सतत कार्बन डाइऑक्साइड लेजर (सीडब्ल्यू सीओ2); यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट (एनडी:वाईएजी) लेजर। चूंकि सतत कार्बन डाइऑक्साइड लेजर और यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट लेजर मानव ऊतकों को काटते समय रक्त के थक्के जमाने का प्रभाव रखते हैं, इसलिए इनका उपयोग सामान्य शल्य चिकित्सा में सबसे व्यापक रूप से किया जाता है।

चिकित्सा उपचार में उपयोग होने वाले लेज़रों की तरंगदैर्ध्य आमतौर पर 100 एनएम से अधिक होती है। मानव शरीर के विभिन्न ऊतकों में अलग-अलग तरंगदैर्ध्य वाले लेज़रों के अवशोषण का उपयोग चिकित्सा अनुप्रयोगों को विस्तारित करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब लेज़र की तरंगदैर्ध्य 1 माइक्रोमीटर से अधिक होती है, तो जल प्राथमिक अवशोषक होता है। लेज़र न केवल शल्य चिकित्सा में काटने और रक्त जमाव के लिए मानव ऊतकों में तापीय प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं, बल्कि यांत्रिक प्रभाव भी उत्पन्न कर सकते हैं।

लेजर के गैर-रेखीय यांत्रिक प्रभावों, जैसे कि कैविटेशन बुलबुले और दबाव तरंगों के निर्माण, की खोज के बाद, लेजर का उपयोग मोतियाबिंद सर्जरी और गुर्दे की पथरी को तोड़ने वाली रासायनिक सर्जरी जैसी फोटोडिसरप्शन तकनीकों में किया जाने लगा। लेजर फोटोकेमिकल प्रभाव भी उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे फोटोसेंसिटिव मध्यस्थों वाली कैंसर दवाओं को विशिष्ट ऊतक क्षेत्रों पर दवा के प्रभाव को छोड़ने के लिए निर्देशित किया जा सकता है, जैसे कि पीडीटी थेरेपी। फार्माकोकाइनेटिक्स के साथ लेजर का संयोजन सटीक चिकित्सा के क्षेत्र में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

2. जीवित प्राणियों में प्रकाश और इमेजिंग के लिए प्रकाश का उपयोग एक उपकरण के रूप में।

1990 के दशक से, सीसीडी (चार्ज-युग्मित)मिनिमली इनवेसिव सर्जरी (एमआईटी) में कैमरे का उपयोग शुरू होने से ऑप्टिक्स ने शल्य चिकित्सा अनुप्रयोगों में गुणात्मक परिवर्तन ला दिया। मिनिमली इनवेसिव और ओपन सर्जरी में प्रकाश के इमेजिंग प्रभावों में मुख्य रूप से एंडोस्कोप, माइक्रो-इमेजिंग सिस्टम और सर्जिकल होलोग्राफिक इमेजिंग शामिल हैं।

लचीलाएंडोस्कोपइसमें गैस्ट्रोएंटरोस्कोप, डुओडेनोस्कोप, कोलोनोस्कोप, एंजियोस्कोप आदि शामिल हैं।

एंडोस्कोप का ऑप्टिकल पथ

एंडोस्कोप के ऑप्टिकल पथ में रोशनी और इमेजिंग की दो स्वतंत्र और समन्वित प्रणालियाँ शामिल हैं।

कठोरएंडोस्कोपइसमें आर्थ्रोस्कोपी, लैप्रोस्कोपी, थोराकोस्कोपी, वेंट्रिकुलोस्कोपी, हिस्टेरोस्कोपी, सिस्टोस्कोपी, ओटोलिनोस्कोपी आदि शामिल हैं।

रिजिड एंडोस्कोप में आमतौर पर चुनने के लिए केवल कुछ निश्चित ऑप्टिकल पथ कोण होते हैं, जैसे कि 30 डिग्री, 45 डिग्री, 60 डिग्री, आदि।

एक लघु बॉडी कैमरा एक इमेजिंग उपकरण है जो लघु CMOS और CCD प्रौद्योगिकी प्लेटफॉर्म पर आधारित है। उदाहरण के लिए, एक कैप्सूल एंडोस्कोप।पिलकैम। यह शरीर के पाचन तंत्र में प्रवेश कर सकता है ताकि घावों की जांच की जा सके और दवाओं के प्रभावों की निगरानी की जा सके।

कैप्सूल एंडोस्कोप

सर्जिकल होलोग्राफिक माइक्रोस्कोप एक इमेजिंग उपकरण है जिसका उपयोग सटीक सर्जरी में सूक्ष्म ऊतकों की 3डी छवियों को देखने के लिए किया जाता है, जैसे कि क्रैनियोटॉमी के लिए न्यूरोसर्जरी।

सर्जिकल होलोग्राफिक माइक्रोस्कोप

संक्षेप में:

1. लेजर के तापीय प्रभाव, यांत्रिक प्रभाव, प्रकाश संवेदनशीलता प्रभाव और अन्य जैविक प्रभावों के कारण, इसका व्यापक रूप से न्यूनतम चीरा सर्जरी, गैर-आक्रामक उपचार और लक्षित दवा चिकित्सा में ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।

2. इमेजिंग तकनीक के विकास के कारण, चिकित्सा ऑप्टिकल इमेजिंग उपकरणों ने उच्च रिज़ॉल्यूशन और लघुकरण की दिशा में बहुत प्रगति की है, जिससे जीवित शरीर में न्यूनतम चीर-फाड़ और सटीक सर्जरी की नींव रखी गई है। वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले चिकित्सा इमेजिंग उपकरणों में शामिल हैं:एंडोस्कोपहोलोग्राफिक छवियों और माइक्रो-इमेजिंग प्रणालियों में।