Оптиканың дамуы мен қолданылуы қазіргі заманғы медицина мен өмір туралы ғылымдарға аз инвазивті хирургия, лазерлік терапия, ауруларды диагностикалау, биологиялық зерттеулер, ДНҚ талдауы және т.б. сияқты қарқынды даму кезеңіне өтуге көмектесті.

Хирургия және фармакокинетика

Оптиканың хирургия мен фармакокинетикадағы рөлі негізінен екі аспектіде көрінеді: лазерлік және in vivo жарықтандыру және бейнелеу.

1. Лазерді энергия көзі ретінде қолдану

Лазерлік терапия тұжырымдамасы 1960 жылдары көз хирургиясына енгізілді. Лазерлердің әртүрлі түрлері және олардың қасиеттері танылған кезде, лазерлік терапия басқа салаларға тез тарады.

Әртүрлі лазерлік жарық көздері (газ, қатты және т.б.) адам денесінің әртүрлі тіндеріне әртүрлі әсер ететін импульстік лазерлер (импульстік лазерлер) және үздіксіз лазерлер (Үздіксіз толқын) шығара алады. Бұл жарық көздеріне негізінен мыналар жатады: импульстік рубин лазері (импульстік рубин лазері); үздіксіз аргон-иондық лазер (CW аргон-ионды лазер); үздіксіз көміртегі диоксиді лазері (CW CO2); иттрий алюминий гранаты (Nd:YAG) лазері. Үздіксіз көмірқышқыл газы лазері және иттрий алюминий гранат лазері адам тінін кесу кезінде қанның коагуляциялық әсеріне ие болғандықтан, олар жалпы хирургияда кеңінен қолданылады.

Медициналық емдеуде қолданылатын лазерлердің толқын ұзындығы әдетте 100 нм-ден асады. Адам ағзасының әртүрлі ұлпаларында толқын ұзындығы әртүрлі лазерлерді сіңіру оның медициналық қолдану аясын кеңейту үшін қолданылады. Мысалы, лазердің толқын ұзындығы 1м-ден асса, су негізгі сіңіргіш болып табылады. Лазерлер хирургиялық кесу және коагуляция үшін адам тінінің сіңуіне жылу әсерлерін ғана емес, сонымен қатар механикалық әсерлерді де жасай алады.

Әсіресе адамдар кавитациялық көпіршіктер мен қысым толқындарының пайда болуы сияқты лазерлердің сызықты емес механикалық әсерлерін ашқаннан кейін, лазерлер катаракта хирургиясы және бүйрек тастарын ұсақтау химиялық хирургиясы сияқты фотобұзу әдістеріне қолданылды. Лазерлер сонымен қатар PDT терапиясы сияқты белгілі бір тіндік аймақтарға дәрілік әсерлерді босату үшін фотосезімтал медиаторлары бар қатерлі ісікке қарсы препараттарды бағыттау үшін фотохимиялық әсерлер жасай алады. Фармакокинетикамен үйлесетін лазер дәлдік медицина саласында өте маңызды рөл атқарады.

2. Жарықты in vivo жарықтандыру және бейнелеу құралы ретінде пайдалану

1990 жылдардан бастап CCD (ЗарядталғанҚұрылғы) камерасы аз инвазивті хирургияға (Minimally Invasive Therapy, MIT) енгізілді, ал оптика хирургиялық қолдануда сапалы өзгерістерге ие болды. Аз инвазивті және ашық хирургиядағы жарықтың бейнелеу әсерлері негізінен эндоскоптарды, микробейнелеу жүйелерін және хирургиялық голографиялық бейнені қамтиды.

ИкемдіЭндоскоп, оның ішінде гастроэнтероскоп, дуоденоскоп, колоноскоп, ангиоскоп және т.б.

Эндоскоптың оптикалық жолы

Эндоскоптың оптикалық жолы екі тәуелсіз және үйлестірілген жарықтандыру мен бейнелеу жүйесін қамтиды.

ҚаттыЭндоскоп, соның ішінде артроскопия, лапароскопия, торакоскопия, вентрикулоскопия, гистероскопия, цистоскопия, отолиноскопия және т.б.

Қатты эндоскоптарда әдетте таңдауға болатын бірнеше бекітілген оптикалық жол бұрыштары бар, мысалы, 30 градус, 45 градус, 60 градус және т.б.

Миниатюралық корпус камерасы - бұл миниатюралық CMOS және CCD технологиялық платформасына негізделген бейнелеу құрылғысы. Мысалы, капсулалық эндоскоп,PillCam. Ол адам ағзасының ас қорыту жүйесіне еніп, зақымдануды тексеріп, дәрі-дәрмектің әсерін бақылай алады.

Капсулалық эндоскоп

Хирургиялық голографиялық микроскоп, краниотомияға арналған нейрохирургия сияқты дәл хирургияда жұқа тіндердің 3D кескіндерін бақылау үшін қолданылатын бейнелеу құрылғысы.

Хирургиялық голографиялық микроскоп

Қорытындылау:

1. Лазердің жылу эффектісі, механикалық әсері, фотосезімталдығы және басқа да биологиялық әсерлері арқасында ол аз инвазивті хирургияда, инвазивті емес емдеуде және мақсатты дәрілік терапияда энергия көзі ретінде кеңінен қолданылады.

2. Бейнелеу технологиясының дамуына байланысты медициналық оптикалық бейнелеу жабдықтары жоғары ажыратымдылық пен миниатюризация бағытында үлкен жетістіктерге жетті, in vivo аз инвазивті және дәл хирургияның негізін қалады. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын медициналық бейнелеу құрылғылары жатадыэндоскоптар, голографиялық кескіндер және микробейнелеу жүйелері.