Az optika fejlesztése és alkalmazása elősegítette a modern orvostudomány és az élettudományok gyors fejlődésének stádiumát, mint például a minimálisan invazív műtét, a lézerterápia, a betegség diagnosztizálása, a biológiai kutatások, a DNS -elemzés stb.

Műtét és farmakokinetika

Az optika szerepe a műtétben és a farmakokinetikában elsősorban két szempontból nyilvánul meg: lézer és in vivo megvilágítás és képalkotás.

1. Lézer alkalmazása energiaforrásként

A lézerterápia fogalmát az 1960 -as években vezették be a szemműtétbe. Amikor a különféle típusú lézereket és azok tulajdonságait felismerték, a lézerterápiát gyorsan kibővítették más mezőkre.

Különböző lézeres fényforrások (gáz, szilárd stb.) Pulzált lézereket (impulzusos lézereket) és folyamatos lézereket (folyamatos hullám) bocsáthatnak ki, amelyek eltérő hatással vannak az emberi test különböző szöveteire. Ezek a fényforrások elsősorban: impulzusos rubin lézer (impulzusos rubin lézer); folyamatos argon ion lézer (CW argon ion lézer); folyamatos szén -dioxid lézer (CW CO2); Yttrium alumínium gránát (ND: YAG) lézer. Mivel a folyamatos szén -dioxid lézer és az yttrium alumínium gránát lézernek vér koagulációs hatása van az emberi szövetek vágásakor, ezeket a legszélesebb körben használják az általános műtétben.

Az orvosi kezelésben alkalmazott lézerek hullámhossza általában nagyobb, mint 100 nm. A különböző hullámhosszú lézerek abszorpcióját az emberi test különböző szöveteiben használják orvosi alkalmazásainak bővítésére. Például, ha a lézer hullámhossza nagyobb, mint 1um, akkor a víz az elsődleges abszorbens. A lézerek nemcsak hőhatást okozhatnak az emberi szöveti abszorpcióban a műtéti vágás és a koaguláció céljából, hanem mechanikai hatásokat is okozhatnak.

Különösen azután, hogy az emberek felfedezték a lézerek nemlineáris mechanikai hatásait, például a kavitációs buborékok és a nyomáshullámok előállítását, lézereket alkalmaztak a fotodizációs technikákra, például szürkehályog -műtétre és vesekő -összetörő kémiai műtétre. A lézerek fotokémiai hatásokat is előállíthatnak, hogy a rákos gyógyszereket fényérzékeny mediátorokkal irányítsák, hogy felszabadítsák a gyógyszerhatásokat specifikus szöveti területeken, például a PDT -terápián. A lézer a farmakokinetikával kombinálva nagyon fontos szerepet játszik a precíziós orvoslás területén.

2. A fény használata az in vivo megvilágítás és képalkotás eszközként

Az 1990-es évek óta a CCD (töltéssel kapcsoltDevice) A kamerát a minimálisan invazív műtétbe (minimálisan invazív terápia, MIT) vezették be, és az optika kvalitatív változást mutatott a műtéti alkalmazásokban. A fény képalkotó hatása a minimálisan invazív és nyitott műtétben elsősorban az endoszkópokat, a mikrotábla rendszereket és a műtéti holografikus képalkotást tartalmazza.

RugalmasEndoszkóp, beleértve a gastroenteroszkópot, a duodenoszkópot, a kolonoszkópot, az angioszkópot stb.

Az endoszkóp optikai útja

Az endoszkóp optikai útja két független és koordinált megvilágítási és képalkotó rendszert tartalmaz.

MerevEndoszkóp, beleértve artroszkópiát, laparoszkópiát, torakoszkópiát, ventriculoszkópiát, hiszteroszkópiát, cisztoszkópiát, otolinoszkópiát stb.

A merev endoszkópoknak általában csak több rögzített optikai útszöge van, például 30 fok, 45 fok, 60 fok stb.

A miniatűr karosszéria kamera egy miniatűr CMOS és CCD technológiai platformon alapuló képalkotó eszköz. Például egy kapszula endoszkópja,Pillcam. Belépheti az emberi test emésztőrendszerét, hogy ellenőrizze a léziókat és ellenőrizze a gyógyszerek hatásait.

A kapszula endoszkópja

A műtéti holografikus mikroszkóp, egy képalkotó eszköz, amelyet a finom szövetek 3D képeinek megfigyelésére használtak a precíziós műtétben, például a craniotomia idegsebészetét.

A műtéti holografikus mikroszkóp

Összegzés:

1. A hőhatás, a mechanikai hatás, a fényérzékenységi hatás és a lézer egyéb biológiai hatásainak köszönhetően széles körben használják energiaforrásként a minimálisan invazív műtétben, a nem invazív kezelésben és a célzott gyógyszeres kezelésben.

2. A képalkotó technológia fejlesztése miatt az orvosi optikai képalkotó berendezések nagy előrelépést értek el a nagy felbontás és a miniatürizálás irányában, alapítva a minimálisan invazív és pontos műtét in vivo. Jelenleg a leggyakrabban használt orvosi képalkotó eszközök között szerepelendoszkópok, holografikus képek és mikro-képalkotó rendszerek.