Dezvoltarea și aplicarea opticii a ajutat medicina modernă și științele vieții să intre într -o etapă de dezvoltare rapidă, cum ar fi o intervenție chirurgicală minim invazivă, terapie cu laser, diagnostic de boală, cercetare biologică, analiză ADN etc.

Chirurgie și farmacocinetică

Rolul opticii în chirurgie și farmacocinetică se manifestă în principal în două aspecte: iluminarea laser și in vivo și imagistica.

1.. Aplicarea laserului ca sursă de energie

Conceptul de terapie cu laser a fost introdus în chirurgia ochilor în anii '60. Când au fost recunoscute diferitele tipuri de lasere și proprietățile lor, terapia cu laser a fost extinsă rapid în alte domenii.

Diferite surse de lumină laser (gaz, solid, etc.) pot emite lasere pulsate (lasere pulsate) și lasere continue (undă continuă), care au efecte diferite asupra țesuturilor diferite ale corpului uman. Aceste surse de lumină includ în principal: laser rubin pulsat (laser rubin pulsat); Laser continuu de argon (CW Argon ion Laser); Laser continuu de dioxid de carbon (CW CO2); Garnet de aluminiu Yttrium (ND: YAG) Laser. Deoarece laserul continuu de dioxid de carbon și laserul de granat de aluminiu yttrium au un efect de coagulare a sângelui la tăierea țesutului uman, acestea sunt cele mai utilizate pe scară largă în chirurgie generală.

Lungimea de undă a laserelor utilizate în tratamentul medical este în general mai mare de 100 nm. Absorbția laserelor de diferite lungimi de undă în diferite țesuturi ale corpului uman este utilizată pentru a -și extinde aplicațiile medicale. De exemplu, când lungimea de undă a laserului este mai mare de 1um, apa este absorbtorul primar. Laserele nu pot produce doar efecte termice în absorbția țesuturilor umane pentru tăierea chirurgicală și coagulare, dar, de asemenea, produc efecte mecanice.

Mai ales după ce oamenii au descoperit efectele mecanice neliniare ale laserelor, cum ar fi generarea de bule de cavitație și undele de presiune, laserele au fost aplicate tehnicilor de fotodisrupție, cum ar fi chirurgia cataractei și chirurgia chimică de zdrobire a pietrelor de rinichi. Laserele pot produce, de asemenea, efecte fotochimice pentru a ghida medicamentele cu cancer cu mediatori fotosensibili pentru a elibera efecte medicamentoase pe zone de țesut specifice, cum ar fi terapia PDT. Laserul combinat cu farmacocinetica joacă un rol foarte important în domeniul medicinei de precizie.

2. Utilizarea luminii ca instrument pentru iluminarea și imagistica in vivo

Din anii 90, CCD (cuplat cu taxăDispozitiv) Camera a fost introdusă într -o intervenție chirurgicală minim invazivă (terapie minim invazivă, MIT), iar optica a avut o schimbare calitativă a aplicațiilor chirurgicale. Efectele imagistice ale luminii în intervenția chirurgicală minim invazivă și deschisă includ în principal endoscopuri, sisteme de micro-imagini și imagini holografice chirurgicale.

FlexibilEndoscop, inclusiv gastroenteroscop, duodenoscop, colonoscop, angioscop etc.

Calea optică a endoscopului

Calea optică a endoscopului include două sisteme independente și coordonate de iluminare și imagistică.

RigidEndoscop, inclusiv artroscopie, laparoscopie, toracoscopie, ventriculoscopie, histeroscopie, cistoscopie, otolinoscopie etc.

Endoscopurile rigide au, în general, doar mai multe unghiuri de cale optică fixă ​​din care să aleagă, cum ar fi 30 de grade, 45 de grade, 60 de grade etc.

O cameră pentru caroserie în miniatură este un dispozitiv imagistic bazat pe o platformă CMOS în miniatură și tehnologie CCD. De exemplu, un endoscop al capsulei,Pillcam. Poate intra în sistemul digestiv al corpului uman pentru a verifica leziunile și a monitoriza efectele medicamentelor.

Endoscopul capsulei

Microscop holografic chirurgical, un dispozitiv imagistic folosit pentru a observa imagini 3D ale țesutului fin în chirurgie de precizie, cum ar fi neurochirurgie pentru craniotomie.

Microscopul holografic chirurgical

Rezuma:

1. Datorită efectului termic, efectului mecanic, efectului fotosensibilității și altor efecte biologice ale laserului, acesta este utilizat pe scară largă ca sursă de energie în chirurgie minim invazivă, tratament non-invaziv și terapie medicamentoasă țintită.

2. Datorită dezvoltării tehnologiei imagistice, echipamentele de imagistică optică medicală a făcut progrese mari în direcția de înaltă rezoluție și miniaturizare, punând bazele unei intervenții chirurgicale minim invazive și precise in vivo. În prezent, cele mai utilizate dispozitive de imagistică medicală includendoscopuri, Imagini holografice și sisteme de micro-imagini.