De ontwikkeling en toepassing van optica heeft de moderne geneeskunde en levenswetenschappen geholpen een stadium van snelle ontwikkeling in te voeren, zoals minimaal invasieve chirurgie, lasertherapie, ziektediagnose, biologisch onderzoek, DNA -analyse, enz.

Chirurgie en farmacokinetiek

De rol van optica bij chirurgie en farmacokinetiek is voornamelijk gemanifesteerd in twee aspecten: laser- en in vivo verlichting en beeldvorming.

1. Toepassing van laser als energiebron

Het concept van lasertherapie werd in de jaren zestig in de oogoperatie geïntroduceerd. Toen de verschillende soorten lasers en hun eigenschappen werden herkend, werd lasertherapie snel uitgebreid naar andere gebieden.

Verschillende laserlichtbronnen (gas, vaste, enz.) Kunnen gepulseerde lasers (gepulseerde lasers) en continue lasers (continue golf) uitstoten, die verschillende effecten hebben op verschillende weefsels van het menselijk lichaam. Deze lichtbronnen omvatten voornamelijk: gepulseerde Ruby Laser (gepulseerde Ruby -laser); continue argon ion laser (CW argon ionlaser); continue koolstofdioxidelaser (CW CO2); Yttrium aluminium granaat (ND: YAG) laser. Omdat continue koolstofdioxide laser en yttrium aluminium granaatlaser het bloedstollingseffect hebben bij het snijden van menselijk weefsel, worden ze het meest gebruikt bij de algemene chirurgie.

De golflengte van lasers die bij medische behandeling worden gebruikt, is over het algemeen groter dan 100 nm. De absorptie van lasers van verschillende golflengten in verschillende weefsels van het menselijk lichaam wordt gebruikt om zijn medische toepassingen uit te breiden. Wanneer de golflengte van de laser bijvoorbeeld groter is dan 1UM, is water de primaire absorber. Lasers kunnen niet alleen thermische effecten produceren bij menselijke weefselabsorptie voor chirurgische snij en coagulatie, maar ook mechanische effecten produceren.

Vooral nadat mensen de niet -lineaire mechanische effecten van lasers ontdekten, zoals het genereren van cavitatiebellen en drukgolven, werden lasers toegepast op fotodisruptietechnieken, zoals cataractchirurgie en niersteen verpletterende chemische chirurgie. Lasers kunnen ook fotochemische effecten produceren om kankergeneesmiddelen te begeleiden met lichtgevoelige mediatoren om medicijneffecten op specifieke weefselgebieden, zoals PDT -therapie, vrij te geven. Laser gecombineerd met farmacokinetiek speelt een zeer belangrijke rol op het gebied van precisiegeneeskunde.

2. Het gebruik van licht als hulpmiddel voor in vivo verlichting en beeldvorming

Sinds de jaren negentig, CCD (lading gekoppeldApparaat) Camera werd geïntroduceerd in minimaal invasieve chirurgie (minimaal invasieve therapie, MIT) en optica had een kwalitatieve verandering in chirurgische toepassingen. De beeldvormingseffecten van licht bij minimaal invasieve en open chirurgie omvatten voornamelijk endoscopen, micro-beeldsystemen en chirurgische holografische beeldvorming.

FlexibeleEndoscoop, inclusief gastro -enteroscoop, duodenoscoop, colonoscoop, angioscoop, enz.

Het optische pad van de endoscoop

Het optische pad van de endoscoop omvat twee onafhankelijke en gecoördineerde stromingssystemen van verlichting en beeldvorming.

OnbuigzaamEndoscoop, inclusief artroscopie, laparoscopie, thoracoscopie, ventriculoscopie, hysteroscopie, cystoscopie, otolinoscopie, enz.

Rigide endoscopen hebben over het algemeen alleen verschillende vaste optische padhoeken om uit te kiezen, zoals 30 graden, 45 graden, 60 graden, enz.

Een miniatuurcamera is een beeldapparaatapparaat gebaseerd op een miniatuur CMOS en CCD -technologieplatform. Bijvoorbeeld een capsule -endoscoop,PILLCAM. Het kan het spijsverteringssysteem van het menselijk lichaam binnenkomen om op laesies te controleren en de effecten van medicijnen te controleren.

De capsule -endoscoop

Chirurgische holografische microscoop, een beeldvormingsapparaat die wordt gebruikt om 3D -beelden van fijn weefsel in precisiechirurgie te observeren, zoals neurochirurgie voor craniotomie.

De chirurgische holografische microscoop

Samenvatten:

1. Vanwege het thermische effect, het mechanische effect, het lichtgevoeligheidseffect en andere biologische effecten van de laser, wordt het veel gebruikt als een energiebron bij minimaal invasieve chirurgie, niet-invasieve behandeling en gerichte medicamenteuze therapie.

2. Vanwege de ontwikkeling van beeldvormingstechnologie heeft medische optische beeldvormingsapparatuur grote vooruitgang geboekt in de richting van hoge resolutie en miniaturisatie, waardoor de basis wordt gelegd voor minimaal invasieve en precieze chirurgie in vivo. Momenteel omvatten de meest gebruikte apparaten voor medische beeldvormingendoscopen, holografische afbeeldingen en micro-imaging-systemen.