Օպտիկայի զարգացումն ու կիրառումը օգնեցին ժամանակակից բժշկությանը և կենսաբանական գիտություններին մտնել արագ զարգացման փուլ, ինչպիսիք են նվազագույն ինվազիվ վիրաբուժությունը, լազերային թերապիան, հիվանդությունների ախտորոշումը, կենսաբանական հետազոտությունները, ԴՆԹ անալիզը և այլն:

Վիրաբուժություն և ֆարմակոկինետիկա

Օպտիկայի դերը վիրաբուժության և ֆարմակոկինետիկայի մեջ հիմնականում դրսևորվում է երկու առումներով՝ լազերային և in vivo լուսավորություն և պատկերավորում:

1. Լազերի կիրառում որպես էներգիայի աղբյուր

Լազերային թերապիայի հայեցակարգը ներդրվել է աչքի վիրաբուժության մեջ 1960-ականներին: Երբ լազերների տարբեր տեսակները և դրանց հատկությունները ճանաչվեցին, լազերային թերապիան արագորեն տարածվեց այլ ոլորտներում:

Լազերային լույսի տարբեր աղբյուրներ (գազ, պինդ և այլն) կարող են արձակել իմպուլսային լազերներ (Pulsed Lasers) և շարունակական լազերներ (Continuous wave), որոնք տարբեր ազդեցություն են ունենում մարդու մարմնի տարբեր հյուսվածքների վրա։ Այս լույսի աղբյուրները հիմնականում ներառում են. իմպուլսային ռուբին լազեր (Pulsed ruby ​​՝ laser); շարունակական արգոն իոն լազեր (CW արգոն իոն լազեր); շարունակական ածխածնի երկօքսիդի լազեր (CW CO2); իտրիումի ալյումինե նռնաքար (Nd:YAG) լազեր. Քանի որ շարունակական ածխածնի երկօքսիդի լազերը և իտրիումի ալյումինե նռնաքարային լազերը ունեն արյան մակարդման ազդեցություն մարդու հյուսվածքը կտրելիս, դրանք առավել լայնորեն օգտագործվում են ընդհանուր վիրաբուժության մեջ:

Բժշկական բուժման մեջ օգտագործվող լազերների ալիքի երկարությունը հիմնականում 100 նմ-ից մեծ է: Մարդու մարմնի տարբեր հյուսվածքներում տարբեր ալիքների երկարության լազերների կլանումը օգտագործվում է դրա բժշկական կիրառությունների ընդլայնման համար: Օրինակ, երբ լազերի ալիքի երկարությունը 1 մ-ից մեծ է, ջուրը առաջնային կլանողն է: Լազերները կարող են ոչ միայն ջերմային էֆեկտներ առաջացնել մարդու հյուսվածքների կլանման մեջ վիրահատական ​​կտրման և կոագուլյացիայի համար, այլ նաև առաջացնել մեխանիկական ազդեցություն:

Հատկապես այն բանից հետո, երբ մարդիկ հայտնաբերեցին լազերների ոչ գծային մեխանիկական ազդեցությունները, ինչպիսիք են կավիտացիոն փուչիկների և ճնշման ալիքների առաջացումը, լազերները կիրառվեցին ֆոտոխափանման մեթոդների համար, ինչպիսիք են կատարակտի վիրահատությունը և երիկամների քարերը ջախջախող քիմիական վիրահատությունները: Լազերները կարող են նաև ֆոտոքիմիական էֆեկտներ առաջացնել՝ քաղցկեղի դեղամիջոցները լուսազգայուն միջնորդներով ուղղորդելու համար՝ թմրամիջոցների ազդեցությունն ազատելու կոնկրետ հյուսվածքների վրա, ինչպես օրինակ՝ PDT թերապիան: Ֆարմակոկինետիկայի հետ համակցված լազերը շատ կարևոր դեր է խաղում ճշգրիտ բժշկության ոլորտում։

2. Լույսի օգտագործումը որպես գործիք in vivo լուսավորության և պատկերման համար

1990-ականներից սկսած CCD (Charge-CoupledՍարք) տեսախցիկը ներդրվեց նվազագույն ինվազիվ վիրաբուժության մեջ (Նվազագույն ինվազիվ թերապիա, MIT), իսկ օպտիկան որակական փոփոխություն ունեցավ վիրաբուժական կիրառման մեջ: Լույսի պատկերային ազդեցությունները նվազագույն ինվազիվ և բաց վիրաբուժության մեջ հիմնականում ներառում են էնդոսկոպներ, միկրոպատկերման համակարգեր և վիրաբուժական հոլոգրաֆիկ պատկերացում:

ՃկունԷնդոսկոպ, այդ թվում՝ գաստրոէնտերոսկոպ, տասներկումատնյա դուոդենոսկոպ, կոլոնոսկոպ, անգիոսկոպ և այլն։

Էնդոսկոպի օպտիկական ուղին

Էնդոսկոպի օպտիկական ուղին ներառում է լուսավորության և պատկերման երկու անկախ և համակարգված համակարգեր:

ԿոշտԷնդոսկոպներառյալ արթրոսկոպիա, լապարոսկոպիա, թորակոսկոպիա, փորոքիլոսկոպիա, հիստերոսկոպիա, ցիստոսկոպիա, օտոլինոսկոպիա և այլն:

Կոշտ էնդոսկոպները հիմնականում ունեն միայն մի քանի ֆիքսված օպտիկական ուղու անկյուններ, որոնցից կարելի է ընտրել, օրինակ՝ 30 աստիճան, 45 աստիճան, 60 աստիճան և այլն:

Մանրանկարիչ մարմնի տեսախցիկը պատկերող սարք է, որը հիմնված է մանրանկարչության CMOS և CCD տեխնոլոգիական հարթակի վրա: Օրինակ՝ պարկուճային էնդոսկոպ,PillCam. Այն կարող է մտնել մարդու մարմնի մարսողական համակարգ՝ վնասվածքների առկայությունը ստուգելու և դեղերի ազդեցությունը վերահսկելու համար:

Պարկուճային էնդոսկոպ

Վիրաբուժական հոլոգրաֆիկ մանրադիտակ, պատկերազարդման սարք, որն օգտագործվում է նուրբ հյուսվածքի 3D պատկերները դիտելու համար ճշգրիտ վիրաբուժության մեջ, ինչպիսին է նյարդավիրաբուժությունը գանգուղեղային վիրաբուժության համար։

Վիրաբուժական հոլոգրաֆիկ մանրադիտակ

Ամփոփել.

1. Լազերի ջերմային էֆեկտի, մեխանիկական ազդեցության, ֆոտոզգայունության և այլ կենսաբանական էֆեկտների շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվում է որպես էներգիայի աղբյուր նվազագույն ինվազիվ վիրաբուժության, ոչ ինվազիվ բուժման և նպատակային դեղորայքային թերապիայի մեջ:

2. Պատկերման տեխնոլոգիայի զարգացման շնորհիվ բժշկական օպտիկական պատկերման սարքավորումը մեծ առաջընթաց է գրանցել բարձր լուծաչափի և մանրանկարչության ուղղությամբ՝ հիմք դնելով նվազագույն ինվազիվ և ճշգրիտ վիրահատությունների in vivo-ին: Ներկայումս առավել հաճախ օգտագործվող բժշկական պատկերման սարքերը ներառում ենէնդոսկոպներ, հոլոգրաֆիկ պատկերներ և միկրոպատկերման համակարգեր։