Optikos kūrimas ir taikymas padėjo šiuolaikinėms medicinos ir gyvybės mokslams patekti į greito vystymosi etapą, pavyzdžiui, minimaliai invazinę chirurgiją, lazerinę terapiją, ligos diagnozę, biologinius tyrimus, DNR analizę ir kt.

Chirurgija ir farmakokinetika

Optikos vaidmuo chirurgijoje ir farmakokinetikoje daugiausia pasireiškia dviem aspektais: lazeriu ir in vivo apšvietimu ir vaizdavimu.

1. Lazerio kaip energijos šaltinio taikymas

Lazerio terapijos koncepcija buvo įvesta į akių operaciją septintajame dešimtmetyje. Kai buvo atpažįstami skirtingi lazerių tipai ir jų savybės, lazerio terapija greitai buvo išplėsta į kitus laukus.

Skirtingi lazerio šviesos šaltiniai (dujos, kietas ir kt.) Gali skleisti impulsinius lazerius (impulsinius lazerius) ir ištisinius lazerius (ištisinę bangą), kurie daro skirtingą poveikį skirtingiems žmogaus kūno audiniams. Šie šviesos šaltiniai daugiausia apima: impulsinį rubino lazerį (impulsinis rubino lazeris); Nuolatinis argono jonų lazeris (CW argono jonų lazeris); ištisinis anglies dioksido lazeris (CW CO2); „YTTrium“ aliuminio granatas (ND: YAG) lazeris. Kadangi nuolatinis anglies dioksido lazeris ir YTTRIUM aliuminio granato lazeris turi kraujo krešėjimo poveikį pjaustant žmogaus audinį, jie yra plačiausiai naudojami atliekant bendrąsias operacijas.

Medicininiame gydyme naudojamų lazerių bangos ilgis paprastai yra didesnis nei 100 nm. Skirtingų bangos ilgių lazerių absorbcija skirtinguose žmogaus kūno audiniuose naudojamas išplėsti savo medicininę padėtį. Pavyzdžiui, kai lazerio bangos ilgis yra didesnis nei 1um, vanduo yra pagrindinis absorberis. Lazeriai gali ne tik sukelti šiluminį poveikį žmogaus audinių absorbcijai chirurginiam pjovimui ir krešėjimui, bet ir sukelti mechaninį poveikį.

Ypač po to, kai žmonės atrado netiesinį lazerių mechaninį poveikį, tokį kaip kavitacijos burbuliukų generavimas ir slėgio bangos, lazeriai buvo naudojami fotodisrupcijos metodams, tokiems kaip kataraktos operacija ir inkstų akmens gniuždymo cheminė operacija. Lazeriai taip pat gali sukelti fotocheminį poveikį, kad vėžio vaistai būtų nukreipti su jautrių mediatorių, kad būtų išleistas vaistų poveikis konkrečioms audinių sritims, tokioms kaip PDT terapija. Lazeriai kartu su farmakokinetika vaidina labai svarbų vaidmenį tikslios medicinos srityje.

2. Šviesos naudojimas kaip įrankis in vivo apšvietimui ir vaizdavimui

Nuo 1990 m. CCD (sujungtas įkrovosĮrenginys) Fotoaparatas buvo įvestas į minimaliai invazinę chirurgiją (minimaliai invazinę terapiją, MIT), o optika turėjo kokybiškai pokyčius chirurginėse programose. Šviesos vaizdavimo poveikis minimaliai invaziniame ir atviroje chirurgijoje daugiausia apima endoskopus, mikro vaizdavimo sistemas ir chirurginį holografinį vaizdą.

LankstusEndoskopas, įskaitant gastroenteroskopą, duodenoskopą, kolonoskopą, angioskopą ir kt.

Endoskopo optinis kelias

Endoskopo optinis kelias apima dvi nepriklausomas ir suderintas apšvietimo ir vaizdavimo sistemas.

StandusEndoskopas, įskaitant artroskopiją, laparoskopiją, torakoskopiją, ventriculoskopiją, histeroskopiją, cistoskopiją, otolinoskopiją ir kt.

Tvirti endoskopai paprastai turi tik keletą fiksuotų optinio kelio kampų, iš kurių galima rinktis, pavyzdžiui, 30 laipsnių, 45 laipsnių, 60 laipsnių ir kt.

Miniatiūrinė kėbulo kamera yra vaizdavimo įtaisas, pagrįstas miniatiūrine CMO ir CCD technologijos platforma. Pavyzdžiui, kapsulės endoskopas,Pillcam. Jis gali patekti į žmogaus kūno virškinimo sistemą, kad patikrintų pažeidimus ir stebėtų vaistų poveikį.

Kapsulės endoskopas

Chirurginis holografinis mikroskopas, vaizdavimo įtaisas, naudojamas norint stebėti 3D smulkiojo audinio vaizdus atliekant tiksliąsias operacijas, pavyzdžiui, neurochirurgija, skirta kraniotomijai.

Chirurginis holografinis mikroskopas

Apibendrinti:

1. Dėl šiluminio efekto, mechaninio poveikio, fotosenityvumo efekto ir kitų biologinių lazerio poveikių jis plačiai naudojamas kaip energijos šaltinis atliekant minimaliai invazinę chirurgiją, neinvazinį gydymą ir tikslinę vaistų terapiją.

2. Dėl vaizdo gavimo technologijos kūrimo medicininė optinė vaizdo gavimo įranga padarė didelę pažangą didelės skiriamosios gebos ir miniatiūrizacijos kryptimi, padėdami pagrindą minimaliai invazinei ir tiksliam operacijai in vivo. Šiuo metu dažniausiai naudojami medicininio vaizdo gavimo įtaisai yraendoskopai, holografiniai vaizdai ir mikro vaizdavimo sistemos.