Þróun og notkun ljósfræði hefur hjálpað nútíma læknisfræði og lífvísindum að komast á hraðan þróunarstig, svo sem lágmarksífarandi skurðaðgerðir, leysimeðferð, sjúkdómsgreiningu, líffræðilegar rannsóknir, DNA-greiningu o.s.frv.

Skurðaðgerðir og lyfjahvörf

Hlutverk sjóntækja í skurðaðgerðum og lyfjahvörfum birtist aðallega í tveimur þáttum: leysigeisla og lýsingu og myndgreiningu in vivo.

1. Notkun leysis sem orkugjafa

Hugmyndin um leysimeðferð var kynnt til sögunnar í augnlækningum á sjöunda áratugnum. Þegar mismunandi gerðir leysigeisla og eiginleikar þeirra voru þekktir, var leysimeðferð hratt útvíkkuð á önnur svið.

Mismunandi leysigeislar (gas, fast efni o.s.frv.) geta gefið frá sér púlsað leysigeisla (Pulsed Lasers) og samfellda leysigeisla (Continuous wave), sem hafa mismunandi áhrif á mismunandi vefi mannslíkamans. Þessar ljósgeislar eru aðallega: púlsaður ruby ​​leysir (Pulsed Ruby ​​laser); samfelldur argon jón leysir (CW argon jón leysir); samfelldur koltvísýrings leysir (CW CO2); yttríum ál granat leysir (Nd:YAG) leysir. Þar sem samfelldur koltvísýrings leysir og yttríum ál granat leysir hafa blóðstorknunaráhrif þegar skorið er á vefi manna, eru þeir mest notaðir í almennum skurðlækningum.

Bylgjulengd leysigeisla sem notaðir eru í læknisfræðilegri meðferð er almennt meiri en 100 nm. Gleypni leysigeisla með mismunandi bylgjulengdum í mismunandi vefjum mannslíkamans er notuð til að auka læknisfræðileg notkun þeirra. Til dæmis, þegar bylgjulengd leysigeislans er meiri en 1 µm, er vatn aðalgleypinn. Leysir geta ekki aðeins framkallað hitauppstreymi í vefjum manna til skurðaðgerðar og storknunar, heldur einnig framkallað vélræn áhrif.

Sérstaklega eftir að fólk uppgötvaði ólínuleg vélræn áhrif leysigeisla, svo sem myndun holbóla og þrýstibylgna, voru leysir notaðir í ljósröskunartækni, svo sem augasteinsaðgerðir og efnaaðgerðir til að mylja nýrnasteina. Leysir geta einnig framkallað ljósefnafræðileg áhrif til að stýra krabbameinslyfjum með ljósnæmum miðlara til að losa lyfáhrif á tiltekin vefjasvæði, svo sem PDT meðferð. Leysir ásamt lyfjahvörfum gegnir mjög mikilvægu hlutverki á sviði nákvæmnislækninga.

2. Notkun ljóss sem verkfæris til lýsingar og myndgreiningar in vivo

Frá tíunda áratugnum hefur CCD (hleðslutengdurMyndavél (e. device) var kynnt til sögunnar í lágmarksífarandi skurðaðgerðum (Minimally Invasive Therapy, MIT) og sjóntækni breytti eigindum skurðaðgerða. Myndgreiningaráhrif ljóss í lágmarksífarandi og opnum skurðaðgerðum fela aðallega í sér speglunartæki, örmyndgreiningarkerfi og holografíska myndgreiningu í skurðaðgerðum.

SveigjanlegtEndoscope, þar á meðal meltingarfæraspeglun, skeifugarnarspeglun, ristilspeglun, æðaspeglun o.s.frv.

Sjónræn leið speglunartækisins

Ljósleið speglunarspegilsins samanstendur af tveimur óháðum og samhæfðum lýsingar- og myndgreiningarkerfum.

StíftEndoscope, þar á meðal liðspeglun, kviðsjárspeglun, brjóstholsspeglun, sleglaspeglun, legspeglun, blöðruspeglun, eyrnaspeglun o.s.frv.

Stífir endoscopar hafa almennt aðeins nokkra fasta ljósleiðarhorn til að velja úr, svo sem 30 gráður, 45 gráður, 60 gráður o.s.frv.

Smámyndavél fyrir líkamsbyggingu er myndgreiningartæki sem byggir á smágerðri CMOS og CCD tæknipalli. Til dæmis er hylkispeglunartæki,PillCam. Það getur farið inn í meltingarfæri mannslíkamans til að athuga hvort meinsemdir séu til staðar og fylgjast með áhrifum lyfja.

Hylkispegillinn

Skurðaðgerðarhológrafísk smásjá, myndgreiningartæki sem notað er til að skoða þrívíddarmyndir af fínum vefjum í nákvæmnisskurðaðgerðum, svo sem taugaskurðlækningum fyrir höfuðkúpuskurð.

Skurðaðgerðarhológrafísk smásjá

Samantekt:

1. Vegna hitaáhrifa, vélrænna áhrifa, ljósnæmisáhrifa og annarra líffræðilegra áhrifa leysigeislans er hann mikið notaður sem orkugjafi í lágmarksífarandi skurðaðgerðum, óífarandi meðferð og markvissri lyfjameðferð.

2. Vegna þróunar myndgreiningartækni hefur læknisfræðilegur sjónmyndatæki náð miklum framförum í átt að mikilli upplausn og smækkun, sem leggur grunninn að lágmarksífarandi og nákvæmum skurðaðgerðum in vivo. Sem stendur eru algengustu læknisfræðilegu myndgreiningartækin meðal annarsspeglunartæki, hológrafískar myndir og örmyndakerfi.