ოპტიკის განვითარებამ და გამოყენებამ ხელი შეუწყო თანამედროვე მედიცინას და სიცოცხლის მეცნიერებებს სწრაფი განვითარების ეტაპზე, როგორიცაა მინიმალური ინვაზიური ქირურგია, ლაზერული თერაპია, დაავადების დიაგნოსტიკა, ბიოლოგიური კვლევა, დნმ ანალიზი და ა.შ.

ქირურგია და ფარმაკოკინეტიკა

ოპტიკის როლი ქირურგიასა და ფარმაკოკინეტიკაში ძირითადად ვლინდება ორ ასპექტში: ლაზერული და in vivo განათება და გამოსახულება.

1. ლაზერის, როგორც ენერგიის წყაროს გამოყენება

ლაზერული თერაპიის კონცეფცია დაინერგა თვალის ქირურგიაში 1960-იან წლებში. როდესაც სხვადასხვა ტიპის ლაზერები და მათი თვისებები იქნა აღიარებული, ლაზერული თერაპია სწრაფად გაფართოვდა სხვა სფეროებში.

ლაზერული სინათლის სხვადასხვა წყაროს (გაზი, მყარი და ა.შ.) შეუძლია ასხივოს პულსირებული ლაზერები (Pulsed Lasers) და უწყვეტი ლაზერები (Continuous wave), რომლებსაც აქვთ განსხვავებული გავლენა ადამიანის სხეულის სხვადასხვა ქსოვილებზე. ეს სინათლის წყაროები ძირითადად მოიცავს: პულსირებული ლალის ლაზერს (Pulsed Ruby Laser); უწყვეტი არგონის იონის ლაზერი (CW არგონ იონის ლაზერი); უწყვეტი ნახშირორჟანგის ლაზერი (CW CO2); იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (Nd:YAG) ლაზერი. იმის გამო, რომ უწყვეტი ნახშირორჟანგის ლაზერს და იტრიუმის ალუმინის ბროწეულის ლაზერს აქვს სისხლის კოაგულაციის ეფექტი ადამიანის ქსოვილის ჭრისას, ისინი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ზოგად ქირურგიაში.

სამედიცინო მკურნალობაში გამოყენებული ლაზერების ტალღის სიგრძე ჩვეულებრივ 100 ნმ-ზე მეტია. ადამიანის სხეულის სხვადასხვა ქსოვილებში სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ლაზერების შთანთქმა გამოიყენება მისი სამედიცინო გამოყენების გაფართოებისთვის. მაგალითად, როდესაც ლაზერის ტალღის სიგრძე 1 მმ-ზე მეტია, წყალი არის პირველადი შთამნთქმელი. ლაზერებს შეუძლიათ არა მხოლოდ წარმოქმნან თერმული ეფექტები ადამიანის ქსოვილის შთანთქმაში ქირურგიული ჭრისა და კოაგულაციისთვის, არამედ აწარმოონ მექანიკური ეფექტი.

განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც ადამიანებმა აღმოაჩინეს ლაზერების არაწრფივი მექანიკური ეფექტები, როგორიცაა კავიტაციის ბუშტების და წნევის ტალღების წარმოქმნა, ლაზერები გამოიყენეს ფოტოდარღვევის ტექნიკაზე, როგორიცაა კატარაქტის ქირურგია და თირკმლის ქვის დამსხვრევის ქიმიური ქირურგია. ლაზერებს ასევე შეუძლიათ გამოიმუშავონ ფოტოქიმიური ეფექტები, რათა წარმართონ კიბოს წამლები ფოტომგრძნობიარე შუამავლებით, რათა გაათავისუფლონ წამლის ზემოქმედება კონკრეტულ ქსოვილებზე, როგორიცაა PDT თერაპია. ლაზერი ფარმაკოკინეტიკასთან ერთად ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ზუსტი მედიცინის სფეროში.

2. სინათლის გამოყენება, როგორც ინსტრუმენტი in vivo განათებისა და გამოსახულების მისაღებად

1990-იანი წლებიდან CCD (Charge-Coupledმოწყობილობა) კამერა დაინერგა მინიმალურად ინვაზიურ ქირურგიაში (მინიმალურად ინვაზიური თერაპია, MIT) და ოპტიკას ჰქონდა თვისებრივი ცვლილება ქირურგიულ აპლიკაციებში. სინათლის ვიზუალიზაციის ეფექტები მინიმალური ინვაზიურ და ღია ქირურგიაში ძირითადად მოიცავს ენდოსკოპებს, მიკროგამოსახულების სისტემებს და ქირურგიულ ჰოლოგრაფიულ გამოსახულებას.

მოქნილიენდოსკოპიმათ შორის გასტროენტეროსკოპი, დუოდენოსკოპი, კოლონოსკოპი, ანგიოსკოპი და ა.შ.

ენდოსკოპის ოპტიკური გზა

ენდოსკოპის ოპტიკური გზა მოიცავს განათებისა და გამოსახულების ორ დამოუკიდებელ და კოორდინირებულ სისტემას.

ხისტიენდოსკოპიმათ შორის ართროსკოპია, ლაპაროსკოპია, თორაკოსკოპია, პარკუჭისკოპია, ჰისტეროსკოპია, ცისტოსკოპია, ოტოლინოსკოპია და ა.შ.

ხისტი ენდოსკოპებს, როგორც წესი, აქვთ მხოლოდ რამდენიმე ფიქსირებული ოპტიკური ბილიკის კუთხე, რომელთა შორისაა არჩევანი, როგორიცაა 30 გრადუსი, 45 გრადუსი, 60 გრადუსი და ა.შ.

სხეულის მინიატურული კამერა არის გამოსახულების მოწყობილობა, რომელიც დაფუძნებულია მინიატურულ CMOS და CCD ტექნოლოგიურ პლატფორმაზე. მაგალითად, კაფსულის ენდოსკოპი,PillCam. მას შეუძლია შევიდეს ადამიანის ორგანიზმის საჭმლის მომნელებელ სისტემაში დაზიანებების შესამოწმებლად და წამლების ზემოქმედების მონიტორინგისთვის.

კაფსულის ენდოსკოპი

ქირურგიული ჰოლოგრაფიული მიკროსკოპი, გამოსახულების მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება წვრილი ქსოვილის 3D გამოსახულებების დასაკვირვებლად ზუსტი ქირურგიის დროს, როგორიცაა ნეიროქირურგია კრანიოტომიისთვის.

ქირურგიული ჰოლოგრაფიული მიკროსკოპი

შეჯამება:

1. ლაზერის თერმული ეფექტის, მექანიკური ეფექტის, ფოტომგრძნობელობის ეფექტის და სხვა ბიოლოგიური ეფექტების გამო, იგი ფართოდ გამოიყენება როგორც ენერგიის წყარო მინიმალური ინვაზიურ ქირურგიაში, არაინვაზიურ მკურნალობაში და მიზანმიმართულ მედიკამენტურ თერაპიაში.

2. ვიზუალიზაციის ტექნოლოგიის განვითარების წყალობით, სამედიცინო ოპტიკურმა მოწყობილობამ დიდი პროგრესი განიცადა მაღალი გარჩევადობისა და მინიატურიზაციის მიმართულებით, ჩაუყარა საფუძველი მინიმალური ინვაზიური და ზუსტი ქირურგიის in vivo. ამჟამად, ყველაზე ხშირად გამოყენებული სამედიცინო გამოსახულების მოწყობილობები მოიცავსენდოსკოპები, ჰოლოგრაფიული გამოსახულებები და მიკრო გამოსახულების სისტემები.