Opracowanie i zastosowanie optyki pomogło współczesnej medycynie i nauk przyrodniczych wejść na etap szybkiego rozwoju, taki jak minimalnie inwazyjna operacja, terapia laserowa, diagnoza choroby, badania biologiczne, analiza DNA itp.

Chirurgia i farmakokinetyka

Rola optyki w chirurgii i farmakokinetyce przejawia się głównie w dwóch aspektach: oświetleniu i obrazowaniu lasera i in vivo.

1. Zastosowanie lasera jako źródła energii

Pojęcie terapii laserowej wprowadzono do operacji oczu w latach 60. XX wieku. Kiedy rozpoznano różne rodzaje laserów i ich właściwości, terapia laserowa została szybko rozszerzona na inne dziedziny.

Różne źródła światła laserowego (gaz, stałe itp.) Mogą emitować lasery pulsowane (lasery pulsowane) i ciągłe lasery (fala ciągła), które mają różne działanie na różne tkanki ludzkiego ciała. Te źródła światła obejmują głównie: pulsacyjny laser rubinowy (pulsacyjny laser rubinowy); ciągły laser jonowy argonowej (laser jonowy CW); ciągły laser dwutlenku węgla (CW CO2); Laser Garnet Aluminium Yttrium (ND: YAG). Ponieważ ciągły laser dwutlenku węgla i laser granatowy glinu glinu itrium mają działanie krzepnięcia krwi podczas cięcia tkanki ludzkiej, są one najczęściej stosowane w operacji ogólnej.

Długość fali laserów stosowanych w leczeniu jest na ogół większa niż 100 nm. Absorpcja laserów o różnych długościach fali w różnych tkankach ludzkiego ciała służy do rozszerzenia jego zastosowań medycznych. Na przykład, gdy długość fali lasera jest większa niż 1um, woda jest pierwotnym absorberem. Lasery mogą nie tylko wywoływać efekty termiczne w absorpcji ludzkich tkanek w celu cięcia i krzepnięcia chirurgicznego, ale także powodują efekty mechaniczne.

Zwłaszcza po tym, jak ludzie odkryli nieliniowe mechaniczne skutki laserów, takie jak wytwarzanie pęcherzyków kawitacyjnych i fal ciśnieniowych, lasery zastosowano do technik fotodisupcji, takich jak operacja zaćmy i chirurgia chruszania kamienia nerki. Lasery mogą również powodować efekty fotochemiczne w celu prowadzenia leków przeciwnowotworowych z mediatorami światłownorkowymi w celu uwalniania wpływu leku na określone obszary tkanek, takie jak terapia PDT. Laser w połączeniu z farmakokinetyką odgrywa bardzo ważną rolę w dziedzinie medycyny precyzyjnej.

2. Zastosowanie światła jako narzędzia do oświetlenia i obrazowania in vivo

Od lat 90. CCD (sprzężonyUrządzenie) Kamera została wprowadzona do minimalnie inwazyjnej operacji (terapia minimalnie inwazyjna, MIT), a optyka miała jakościową zmianę w zastosowaniach chirurgicznych. Efekty obrazowania światła w minimalnie inwazyjnej i otwartej operacji obejmują głównie endoskopy, systemy mikro-wyobmażenia i holograficzne obrazowanie chirurgiczne.

ElastycznyEndoskop, w tym gastroenteroskop, dwunastenoskop, kolonoskop, angioskop itp.

Ścieżka optyczna endoskopu

Ścieżka optyczna endoskopu obejmuje dwa niezależne i skoordynowane systemy oświetlenia i obrazowania.

SztywnyEndoskop, w tym artroskopia, laparoskopia, torakoskopia, komora, histeroskopia, cystoskopia, otolinoskopia itp.

Sztywne endoskopy zwykle mają tylko kilka stałych kąty ścieżki optycznej do wyboru, takich jak 30 stopni, 45 stopni, 60 stopni itp.

Miniaturowa kamera ciała to urządzenie obrazowe oparte na miniaturowej platformie technologicznej CMOS i CCD. Na przykład endoskop kapsułki,Pillcam. Może wejść do układu trawiennego ludzkiego ciała, aby sprawdzić zmiany i monitorować skutki leków.

Endoskop kapsułki

Mikroskop chirurgiczny, urządzenie obrazowe używane do obserwowania obrazów 3D drobnej tkanki w operacji precyzyjnej, takie jak neurochirurgia do kraniotomii.

Chirurgiczny holograficzny mikroskop

Streszczać:

1. Ze względu na efekt termiczny, efekt mechaniczny, efekt fotouczułości i inne biologiczne efekty lasera, jest szeroko stosowany jako źródło energii w minimalnie inwazyjnej operacji, nieinwazyjnym leczeniu i ukierunkowanym leczeniu leku.

2. Ze względu na opracowanie technologii obrazowania medyczny sprzęt do obrazowania optycznego poczynił ogromny postęp w kierunku wysokiej rozdzielczości i miniaturyzacji, kładąc podstawę do minimalnie inwazyjnej i precyzyjnej operacji in vivo. Obecnie najczęściej używane urządzenia do obrazowania medycznego obejmująEndoskopy, obrazy holograficzne i systemy mikroprzedrzegania.