ოპტიკის განვითარებამ და გამოყენებამ თანამედროვე მედიცინასა და სიცოცხლის შემსწავლელ მეცნიერებებს სწრაფი განვითარების ეტაპზე გადასვლაში შეუწყო ხელი, როგორიცაა მინიმალურად ინვაზიური ქირურგია, ლაზერული თერაპია, დაავადებათა დიაგნოსტიკა, ბიოლოგიური კვლევა, დნმ-ის ანალიზი და ა.შ.

ქირურგია და ფარმაკოკინეტიკა

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

1. ლაზერის გამოყენება ენერგიის წყაროდ

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

სხვადასხვა ლაზერული სინათლის წყარო (აირისებრი, მყარი და ა.შ.) შეიძლება გამოსხივდეს პულსური ლაზერები (პულსური ლაზერები) და უწყვეტი ლაზერები (უწყვეტი ტალღა), რომლებსაც განსხვავებული ეფექტი აქვთ ადამიანის სხეულის სხვადასხვა ქსოვილზე. ეს სინათლის წყაროები ძირითადად მოიცავს: პულსურ ლალის ლაზერს (პულსური ლალის ლაზერი); უწყვეტ არგონის იონურ ლაზერს (CW არგონის იონური ლაზერი); უწყვეტ ნახშირორჟანგის ლაზერს (CW CO2); იტრიუმის ალუმინის გარნეტის (Nd:YAG) ლაზერს. რადგან უწყვეტ ნახშირორჟანგის ლაზერს და იტრიუმის ალუმინის გარნეტის ლაზერს აქვთ სისხლის კოაგულაციის ეფექტი ადამიანის ქსოვილის მოჭრისას, ისინი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ზოგად ქირურგიაში.

სამედიცინო მკურნალობაში გამოყენებული ლაზერების ტალღის სიგრძე, როგორც წესი, 100 ნმ-ზე მეტია. ადამიანის სხეულის სხვადასხვა ქსოვილში სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ლაზერების შთანთქმა გამოიყენება მისი სამედიცინო გამოყენების გაფართოებისთვის. მაგალითად, როდესაც ლაზერის ტალღის სიგრძე 1 მიკრონზე მეტია, წყალი არის მთავარი შთამნთქმელი. ლაზერებს შეუძლიათ არა მხოლოდ თერმული ეფექტების გამოწვევა ადამიანის ქსოვილების შთანთქმაში ქირურგიული ჭრისა და კოაგულაციის დროს, არამედ მექანიკური ეფექტების გამოწვევაც.

განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც ადამიანებმა აღმოაჩინეს ლაზერების არაწრფივი მექანიკური ეფექტები, როგორიცაა კავიტაციის ბუშტებისა და წნევის ტალღების წარმოქმნა, ლაზერები გამოიყენეს ფოტოდისრუპციის ტექნიკებში, როგორიცაა კატარაქტის ოპერაცია და თირკმლის ქვების გამანადგურებელი ქიმიური ქირურგია. ლაზერებს ასევე შეუძლიათ ფოტოქიმიური ეფექტების წარმოქმნა, რათა ფოტომგრძნობიარე მედიატორების შემცველი კიბოს სამკურნალო პრეპარატები მიმართონ კონკრეტული ქსოვილების უბნებზე წამლის ეფექტების გამოსათავისუფლებლად, როგორიცაა ფოტოდინამიკური თერმული თერაპია. ლაზერი ფარმაკოკინეტიკასთან ერთად ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ზუსტი მედიცინის სფეროში.

2. სინათლის გამოყენება, როგორც ინსტრუმენტი in vivo განათებისა და ვიზუალიზაციისთვის

1990-იანი წლებიდან, CCD (დამუხტვასთან დაკავშირებული)მოწყობილობა) კამერა დაინერგა მინიმალურად ინვაზიურ ქირურგიაში (მინიმალურად ინვაზიური თერაპია, MIT) და ოპტიკას ქირურგიულ გამოყენებაში თვისებრივი ცვლილება განიცადა. სინათლის ვიზუალიზაციის ეფექტები მინიმალურად ინვაზიურ და ღია ქირურგიაში ძირითადად მოიცავს ენდოსკოპებს, მიკროვიზუალიზაციის სისტემებს და ქირურგიულ ჰოლოგრაფიულ ვიზუალიზაციას.

მოქნილიენდოსკოპი, მათ შორის გასტროენტეროსკოპი, დუოდენოსკოპი, კოლონოსკოპი, ანგიოსკოპი და ა.შ.

ენდოსკოპის ოპტიკური გზა

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

ხისტიენდოსკოპი, მათ შორის ართროსკოპია, ლაპაროსკოპია, თორაკოსკოპია, ვენტრიკულოსკოპია, ჰისტეროსკოპია, ცისტოსკოპია, ოტოლინოსკოპია და ა.შ.

ხისტ ენდოსკოპებს, როგორც წესი, მხოლოდ რამდენიმე ფიქსირებული ოპტიკური ტრაექტორიის კუთხე აქვთ, მაგალითად, 30 გრადუსი, 45 გრადუსი, 60 გრადუსი და ა.შ.

მინიატურული სხეულის კამერა არის გამოსახულების გადამღები მოწყობილობა, რომელიც დაფუძნებულია მინიატურულ CMOS და CCD ტექნოლოგიურ პლატფორმაზე. მაგალითად, კაფსულური ენდოსკოპი,PillCam. მას შეუძლია ადამიანის სხეულის საჭმლის მომნელებელ სისტემაში მოხვედრა დაზიანებების შესამოწმებლად და წამლების ეფექტის მონიტორინგისთვის.

კაფსულის ენდოსკოპი

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

ქირურგიული ჰოლოგრაფიული მიკროსკოპი

შეჯამება:

1. ლაზერის თერმული ეფექტის, მექანიკური ეფექტის, ფოტომგრძნობელობის ეფექტისა და სხვა ბიოლოგიური ეფექტების გამო, ის ფართოდ გამოიყენება ენერგიის წყაროდ მინიმალურად ინვაზიურ ქირურგიაში, არაინვაზიურ მკურნალობასა და მიზანმიმართულ მედიკამენტურ თერაპიაში.

2. ვიზუალიზაციის ტექნოლოგიების განვითარების წყალობით, სამედიცინო ოპტიკურმა ვიზუალიზაციის აპარატურამ დიდი პროგრესი განიცადა მაღალი გარჩევადობისა და მინიატურიზაციის მიმართულებით, რითაც საფუძველი ჩაუყარა მინიმალურად ინვაზიურ და ზუსტ ქირურგიას in vivo. ამჟამად, ყველაზე ხშირად გამოყენებადი სამედიცინო ვიზუალიზაციის მოწყობილობებია:ენდოსკოპები, ჰოლოგრაფიული გამოსახულებები და მიკროვიზუალიზაციის სისტემები.