Razvoj in uporaba optike sta sodobni medicini in znanosti o življenju pomagala vstopiti v fazo hitrega razvoja, kot so minimalno invazivna kirurgija, laserska terapija, diagnoza bolezni, biološke raziskave, analiza DNK itd.

Kirurgija in farmakokinetika

Vloga optike pri kirurgiji in farmakokinetiki se kaže predvsem v dveh vidikih: lasersko in in vivo osvetlitev in slikanje.

1. Uporaba laserja kot vira energije

Koncept laserske terapije je bil uveden v očesno operacijo v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Ko so bile prepoznane različne vrste laserjev in njihove lastnosti, se je lasersko terapijo hitro razširila na druga področja.

Različni laserski viri svetlobe (plin, trdna itd.) Lahko oddajajo impulzne laserje (impulzni laserji) in neprekinjene laserje (neprekinjeni val), ki imajo različne učinke na različna tkiva človeškega telesa. Ti svetlobni viri vključujejo predvsem: impulzni rubinski laser (impulzni rubinski laser); neprekinjeni argonski ionski laser (CW argon ionski laser); neprekinjen ogljikov dioksidni laser (CW CO2); Yttrium aluminijev granat (ND: YAG) laser. Ker imata nenehni ogljikov dioksidni laser in aluminijev granat laser ytrium aluminijev učinek koagulacije krvi pri rezanju človeškega tkiva, se pri splošnih operacijah najpogosteje uporabljajo.

Valovna dolžina laserjev, ki se uporabljajo pri zdravljenju, je na splošno večja od 100 nm. Absorpcija laserjev različnih valovnih dolžin v različnih tkivih človeškega telesa se uporablja za širitev njenih medicinskih aplikacij. Na primer, ko je valovna dolžina laserja večja od 1UM, je voda glavni absorber. Laserji ne morejo samo povzročiti toplotnih učinkov pri absorpciji človeškega tkiva za kirurško rezanje in koagulacijo, ampak tudi na mehanske učinke.

Zlasti po tem, ko so ljudje odkrili nelinearne mehanske učinke laserjev, na primer nastajanje kavitacijskih mehurčkov in tlačni valovi, so laserji uporabili za tehnike fotodisupcije, kot so operacija katarakte in kemična operacija drobljenja ledvičnih kamnov. Laserji lahko ustvarijo tudi fotokemične učinke za usmerjanje zdravil za raka s fotosenzibilnimi mediatorji za sproščanje učinkov zdravil na določena območja tkiv, kot je terapija s PDT. Laser v kombinaciji s farmakokinetiko ima zelo pomembno vlogo na področju natančne medicine.

2. Uporaba svetlobe kot orodja za in vivo osvetlitev in slikanje

Od devetdesetih let prejšnjega stoletja je CCD (nabojaNaprava) Kamera je bila uvedena v minimalno invazivno kirurgijo (minimalno invazivna terapija, MIT), optika pa je imela kvalitativno spremembo kirurških aplikacij. Učinki slikanja svetlobe v minimalno invazivni in odprti kirurgiji vključujejo predvsem endoskope, mikro-slikanje sistemov in kirurško holografsko slikanje.

PrilagodljivEndoskop, vključno z gastroenteroskopom, duodenoskopom, kolonoskopom, angioskopom itd.

Optična pot endoskopa

Optična pot endoskopa vključuje dva neodvisna in usklajena sistema osvetlitve in slikanja.

TogoEndoskop, vključno z artroskopijo, laparoskopijo, torakoskopijo, ventrikuloskopijo, histeroskopijo, cistoskopijo, otolinoskopijo itd.

Togi endoskopi imajo na splošno le več fiksnih optičnih kotov poti, na primer 30 stopinj, 45 stopinj, 60 stopinj itd.

Miniaturna telesna kamera je slikarska naprava, ki temelji na miniaturni platformi CMOS in CCD. Na primer kapsulski endoskop,Tableta. Lahko vstopi v prebavni sistem človeškega telesa, da preveri lezije in spremlja učinke zdravil.

Kapsulski endoskop

Kirurški holografski mikroskop, slikarska naprava, ki se uporablja za opazovanje 3D slik finega tkiva pri natančnosti, kot je nevrokirurgija za kraniotomijo.

Kirurški holografski mikroskop

Povzemite:

1. Zaradi toplotnega učinka, mehanskega učinka, fotosenzibilnosti in drugih bioloških učinkov laserja se pogosto uporablja kot vir energije pri minimalno invazivnih operacijah, neinvazivnem zdravljenju in ciljani terapiji z zdravili.

2. Zaradi razvoja tehnologije slikanja je medicinska optična slika za slikanje močno napredovala v smeri visoke ločljivosti in miniaturizacije, ki je postavila temelje za minimalno invazivne in natančne operacije in vivo. Trenutno najpogosteje uporabljene medicinske slike vključujejoEndoskopi, holografske slike in mikro-slikanje sistemov.