Razvoj i primjena optike pomogao je modernoj medicini i životnim znanostima da uđu u fazu brzog razvoja, poput minimalno invazivne kirurgije, laserske terapije, dijagnoze bolesti, bioloških istraživanja, analize DNK itd.

Kirurgija i farmakokinetika

Uloga optike u kirurgiji i farmakokinetici uglavnom se očituje u dva aspekta: laser i in vivo osvjetljenje i snimanje.

1. Primjena lasera kao izvora energije

Koncept laserske terapije uveden je u kirurgiju oka 1960 -ih. Kada su prepoznate različite vrste lasera i njihova svojstva, laserska terapija brzo se proširila na druga polja.

Različiti izvori laserske svjetlosti (plin, kruta itd.) Mogu emitirati impulsne lasere (impulsni laseri) i kontinuirani laseri (kontinuirani val), koji imaju različite učinke na različita tkiva ljudskog tijela. Ovi izvori svjetlosti uglavnom uključuju: pulsirani rubin laser (pulsni rubin laser); kontinuirani argonski ionski laser (CW argon ion laser); kontinuirani laser ugljičnog dioksida (CW CO2); Ytrium aluminijski granat (ND: YAG) laser. Budući da kontinuirani laserski laser i aluminijski granat od ugljičnog dioksida i ytrium aluminijski granat imaju efekt koagulacije u krvi prilikom rezanja ljudskog tkiva, oni se najčešće koriste u općoj kirurgiji.

Valna duljina lasera koji se koriste u liječenju općenito je veća od 100 nm. Apsorpcija lasera različitih valnih duljina u različitim tkivima ljudskog tijela koristi se za širenje medicinskih primjena. Na primjer, kada je valna duljina lasera veća od 1UM, voda je primarni apsorber. Laseri ne samo da mogu proizvesti toplinske učinke u apsorpciji ljudskog tkiva za kirurško rezanje i koagulaciju, već također proizvode mehaničke učinke.

Pogotovo nakon što su ljudi otkrili nelinearne mehaničke učinke lasera, poput stvaranja kavitacijskih mjehurića i tlačnih valova, laseri su primijenjeni na tehnike fotodisrupcije, poput kirurgije katarakte i kemijske kirurgije za drobljenje bubrega. Laseri također mogu proizvesti fotokemijske učinke za vođenje lijekova protiv raka s fotoosjetljivim posrednicima za oslobađanje učinaka lijekova na specifična područja tkiva, poput PDT terapije. Laser u kombinaciji s farmakokinetikom igra vrlo važnu ulogu u području precizne medicine.

2. Upotreba svjetla kao alata za in vivo osvjetljenje i snimanje

Od 1990-ih, CCD (spojena nabojuUređaj) Kamera je uvedena u minimalno invazivnu kirurgiju (minimalno invazivna terapija, MIT), a optika je imala kvalitativnu promjenu u kirurškim primjenama. Slika efekti svjetlosti u minimalno invazivnoj i otvorenoj operaciji uglavnom uključuju endoskope, sustave za mikro-snimku i kirurško holografsko snimanje.

FleksibilanEndoskop, uključujući gastroenteroskop, dvanaestoskoskop, kolonoskop, angioskop itd.

Optički put endoskopa

Optički put endoskopa uključuje dva neovisna i koordinirana sustava osvjetljenja i snimanja.

KrutiEndoskop, uključujući artroskopiju, laparoskopiju, torakoskopiju, ventrikuloskopiju, histeroskopiju, cistoskopiju, otolinoskopiju, itd.

Kruti endoskopi uglavnom imaju samo nekoliko fiksnih kutova optičkih staza, poput 30 stupnjeva, 45 stupnjeva, 60 stupnjeva itd.

Minijaturna kamera za tijelo je uređaj za obradu slika na temelju minijaturne CMOS i CCD tehnološke platforme. Na primjer, endoskop kapsule,Pillcam. Može ući u probavni sustav ljudskog tijela kako bi provjerio ima li lezija i nadgledanja učinaka lijekova.

Endoskop kapsule

Kirurški holografski mikroskop, uređaj za snimanje koji se koristi za promatranje 3D slika finog tkiva u preciznoj kirurgiji, poput neurokirurgije za kraniotomiju.

Kirurški holografski mikroskop

Rezimirati:

1. Zbog toplinskog učinka, mehaničkog učinka, efekta fotosenzibilnosti i drugih bioloških učinaka lasera, on se široko koristi kao izvor energije u minimalno invazivnoj kirurgiji, neinvazivnom liječenju i ciljanoj terapiji lijekovima.

2. Zbog razvoja tehnologije za snimanje, medicinska optička oprema za snimanje postigla je veliki napredak u smjeru visoke rezolucije i minijaturizacije, postavljajući temelj za minimalno invazivnu i preciznu kirurgiju in vivo. Trenutno uključuju najčešće korištene uređaje za medicinsko snimanjeendoskopi, holografske slike i sustavi za mikro-snimku.