Оптиканың дамуы мен қолданылуы қазіргі заманғы медицина мен өмір туралы ғылымдардың минималды инвазивті хирургия, лазерлік терапия, ауруларды диагностикалау, биологиялық зерттеулер, ДНҚ талдауы және т.б. сияқты қарқынды даму кезеңіне өтуіне 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 ұғымы көз хирургиясына 1960 жылдары енгізілді. Лазерлердің әртүрлі түрлері және олардың қасиеттері танылған кезде, лазерлік терапия басқа салаларға тез таралды.

Әртүрлі лазерлік жарық көздері (газ, қатты денелер және т.б.) адам денесінің әртүрлі тіндеріне әртүрлі әсер ететін импульсті лазерлерді (импульсті лазерлер) және үздіксіз толқынды лазерлерді (үздіксіз толқын) шығара алады. Бұл жарық көздеріне негізінен мыналар жатады: импульсті лағыл лазер (импульсті лағыл лазер); үздіксіз аргон ионды лазер (CW аргон ионды лазер); үздіксіз көмірқышқыл газы лазері (CW CO2); иттрий алюминий гранаты (Nd:YAG) лазері. Үздіксіз көмірқышқыл газы лазері және иттрий алюминий гранаты лазері адам тінін кескенде қанның ұюына әсер ететіндіктен, олар жалпы хирургияда кеңінен қолданылады.

Медициналық емдеуде қолданылатын лазерлердің толқын ұзындығы әдетте 100 нм-нен асады. Әр түрлі толқын ұзындығындағы лазерлердің адам денесінің әртүрлі тіндерінде сіңірілуі оның медициналық қолданылуын кеңейту үшін қолданылады. Мысалы, лазердің толқын ұзындығы 1 мкм-ден үлкен болған кезде, су негізгі сіңіргіш болып табылады. Лазерлер хирургиялық кесу және коагуляция үшін адам тіндерінің сіңірілуінде жылулық әсерлерді ғана емес, сонымен қатар механикалық әсерлерді де тудыруы мүмкін.

Әсіресе, адамдар лазерлердің сызықтық емес механикалық әсерлерін, мысалы, кавитация көпіршіктерінің және қысым толқындарының пайда болуын анықтағаннан кейін, лазерлер катаракта хирургиясы және бүйрек тастарын ұсақтау химиялық хирургиясы сияқты фотобұзу әдістеріне қолданыла бастады. Лазерлер сонымен қатар фотохимиялық әсерлер тудырып, қатерлі ісікке қарсы дәрілерді фотосезімтал медиаторлармен бағыттай алады, бұл дәрілік әсерлерді PDT терапиясы сияқты белгілі бір тін аймақтарына шығарады. Фармакокинетикамен үйлескен лазер дәлдік медицинасы саласында өте маңызды рөл атқарады.

2. Жарықты in vivo жарықтандыру және бейнелеу құралы ретінде пайдалану

1990 жылдардан бастап, CCD (Charge-Coupled)Құрылғы) камерасы минималды инвазивті хирургияға (Минималды инвазивті терапия, MIT) енгізілді, ал оптика хирургиялық қолдануда сапалық өзгеріске ұшырады. Минималды инвазивті және ашық хирургиядағы жарықтың бейнелеу әсерлеріне негізінен эндоскоптар, микробейнелеу жүйелері және хирургиялық голографиялық бейнелеу жатады.

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

Эндоскоптың оптикалық жолы

Эндоскоптың оптикалық жолы екі тәуелсіз және үйлестірілген жарықтандыру және бейнелеу жүйелерін қамтиды.

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

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

Миниатюралық корпус камерасы - миниатюралық CMOS және CCD технологиялық платформасына негізделген бейнелеу құрылғысы. Мысалы, капсула эндоскопы,PillCam. Ол адам ағзасының ас қорыту жүйесіне еніп, зақымдануларды тексеріп, дәрі-дәрмектердің әсерін бақылай алады.

Капсула эндоскопы

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

Хирургиялық голографиялық микроскоп

Қорытындылау:

1. Лазердің жылулық әсері, механикалық әсері, фотосезімталдық әсері және басқа да биологиялық әсерлеріне байланысты ол минималды 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, бұл in vivo минималды инвазивті және дәл хирургияның негізін қалады. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын медициналық бейнелеу құрылғыларына мыналар жатадыэндоскоптарголографиялық кескіндер және микробейнелеу жүйелері.