Utviklingen og anvendelsen av optikk har hjulpet moderne medisin og biovitenskap med å komme inn i et stadium av rask utvikling, for eksempel minimalt invasiv kirurgi, laserterapi, sykdomsdiagnose, biologisk forskning, DNA -analyse, etc.

Kirurgi og farmakokinetikk

Optikkens rolle i kirurgi og farmakokinetikk er hovedsakelig manifestert i to aspekter: laser og in vivo belysning og avbildning.

1. Påføring av laser som energikilde

Konseptet med laserterapi ble introdusert i øyekirurgi på 1960 -tallet. Da de forskjellige typer lasere og deres egenskaper ble gjenkjent, ble laserbehandling raskt utvidet til andre felt.

Ulike laserlyskilder (gass, fast, etc.) kan avgi pulserte lasere (pulserte lasere) og kontinuerlige lasere (kontinuerlig bølge), som har forskjellige effekter på forskjellige vev i menneskekroppen. Disse lyskildene inkluderer hovedsakelig: pulserende rubinlaser (pulserende rubinlaser); kontinuerlig argonionlaser (CW argonionlaser); kontinuerlig karbondioksidlaser (CW CO2); Yttrium aluminium Garnet (ND: YAG) laser. Fordi kontinuerlig karbondioksidlaser og yttrium aluminiums granatlaser har blodkoagulasjonseffekt når du kutter menneskelig vev, er de mest brukt i generell kirurgi.

Bølgelengden til lasere som brukes i medisinsk behandling er generelt større enn 100 nm. Absorpsjonen av lasere med forskjellige bølgelengder i forskjellige vev i menneskekroppen brukes til å utvide sine medisinske anvendelser. For eksempel, når bølgelengden til laseren er større enn 1um, er vann den primære absorberen. Lasere kan ikke bare gi termiske effekter i humant vevsabsorpsjon for kirurgisk skjæring og koagulering, men gir også mekaniske effekter.

Spesielt etter at folk oppdaget de ikke -lineære mekaniske effektene av lasere, for eksempel generering av kavitasjonsbobler og trykkbølger, ble lasere påført fotodisrupsjonsteknikker, for eksempel kataraktkirurgi og nyrestein knusende kjemisk kirurgi. Lasere kan også produsere fotokjemiske effekter for å veilede kreftmedisiner med lysfølsomme mediatorer for å frigjøre medikamentelle effekter på spesifikke vevsområder, for eksempel PDT -terapi. Laser kombinert med farmakokinetikk spiller en veldig viktig rolle innen presisjonsmedisin.

2. Bruk av lys som et verktøy for in vivo -belysning og avbildning

Siden 1990-tallet, CCD (ladekobletEnhet) kamera ble introdusert i minimalt invasiv kirurgi (minimalt invasiv terapi, MIT) og optikk hadde en kvalitativ endring i kirurgiske anvendelser. Bildeffektene av lys i minimalt invasiv og åpen kirurgi inkluderer hovedsakelig endoskop, mikroavbildningssystemer og kirurgisk holografisk avbildning.

FleksibelEndoskop, inkludert gastroenteroskop, duodenoskop, koloskop, angioskop, etc.

Endoskopets optiske vei

Den optiske banen til endoskopet inkluderer to uavhengige og koordinerte systemer for belysning og avbildning.

StivEndoskop, inkludert artroskopi, laparoskopi, thorakoskopi, ventrikuloskopi, hysteroskopi, cystoskopi, otolinoskopi, etc.

Stive endoskop har generelt bare flere faste optiske banevinkler å velge mellom, for eksempel 30 grader, 45 grader, 60 grader, etc.

Et miniatyrkamera er en avbildningsapparat basert på en miniatyr CMOS- og CCD -teknologiplattform. For eksempel et kapselendoskop,Pillcam. Det kan komme inn i fordøyelsessystemet til menneskekroppen for å sjekke for lesjoner og overvåke effekten av medisiner.

Kapselen endoskop

Kirurgisk holografisk mikroskop, en avbildningsapparat som brukes til å observere 3D -bilder av fint vev i presisjonskirurgi, for eksempel nevrokirurgi for kraniotomi.

Det kirurgiske holografiske mikroskopet

Oppsummer:

1. På grunn av den termiske effekten, mekanisk effekt, fotosensitivitetseffekt og andre biologiske effekter av laseren, er den mye brukt som en energikilde i minimalt invasiv kirurgi, ikke-invasiv behandling og målrettet medikamentell terapi.

2. På grunn av utviklingen av avbildningsteknologi har medisinsk optisk avbildningsutstyr gjort store fremskritt i retning av høy oppløsning og miniatyrisering, og lagt grunnlaget for minimalt invasiv og presis kirurgi in vivo. For tiden inkluderer de mest brukte medisinske avbildningsapparateneendoskop, holografiske bilder og mikrobildesystemer.