Utveckling och tillämpning av optik har hjälpt modern medicin och livsvetenskap att komma in i ett steg av snabb utveckling, såsom minimalt invasiv kirurgi, laserterapi, sjukdomsdiagnos, biologisk forskning, DNA -analys, etc.

Kirurgi och farmakokinetik

Optikens roll i kirurgi och farmakokinetik manifesteras huvudsakligen i två aspekter: laser och in vivo belysning och avbildning.

1. Tillämpning av laser som energikälla

Begreppet laserterapi infördes i ögonkirurgi på 1960 -talet. När de olika typerna av lasrar och deras egenskaper erkändes, utvidgades laserterapi snabbt till andra fält.

Olika laserljuskällor (gas, fast, etc.) kan avge pulserade lasrar (pulserade lasrar) och kontinuerliga lasrar (kontinuerlig våg), som har olika effekter på olika vävnader i människokroppen. Dessa ljuskällor inkluderar främst: pulserad rubinlaser (pulserad rubinlaser); Kontinuerlig argonjonlaser (CW argonjonlaser); Kontinuerlig koldioxidlaser (CW CO2); Yttrium aluminium granat (nd: yag) laser. Eftersom kontinuerlig koldioxidlaser och yttrium aluminium granatlaser har blodkoagulationseffekt när de skärande mänsklig vävnad, används de mest i allmän kirurgi.

Våglängden för lasrar som används vid medicinsk behandling är i allmänhet större än 100 nm. Absorptionen av lasrar med olika våglängder i olika vävnader i människokroppen används för att utöka sina medicinska tillämpningar. Till exempel, när laserens våglängd är större än 1um, är vatten den primära absorbenten. Lasrar kan inte bara producera termiska effekter i mänsklig vävnadsabsorption för kirurgisk skärning och koagulation, utan också ge mekaniska effekter.

Speciellt efter att människor upptäckte de olinjära mekaniska effekterna av lasrar, såsom generering av kavitationsbubblor och tryckvågor, applicerades lasrar på fotodisruptionstekniker, såsom grå starrkirurgi och kemisk kialisk kirurgi. Lasrar kan också producera fotokemiska effekter för att vägleda cancerläkemedel med fotokänsliga mediatorer för att frigöra läkemedelseffekter på specifika vävnadsområden, såsom PDT -terapi. Laser i kombination med farmakokinetik spelar en mycket viktig roll inom området precisionsmedicin.

2. Användningen av ljus som ett verktyg för in vivo -belysning och avbildning

Sedan 1990-talet CCD (laddningskoppladEnhet) kamera introducerades i minimalt invasiv kirurgi (minimalt invasiv terapi, MIT) och optik hade en kvalitativ förändring i kirurgiska tillämpningar. Avbildningseffekterna av ljus i minimalt invasiva och öppna kirurgi inkluderar huvudsakligen endoskop, mikroavbildningssystem och kirurgisk holografisk avbildning.

FlexibelEndoskop, inklusive gastroenteroskop, duodenoskop, koloskop, angioscope, etc.

Endoskopets optiska väg

Endoskopets optiska väg innehåller två oberoende och samordnade system för belysning och avbildning.

StelEndoskop, inklusive artroskopi, laparoskopi, thorakoskopi, ventrikuloskopi, hysteroskopi, cystoskopi, otolinoskopi, etc.

Styva endoskop har i allmänhet bara flera fasta optiska vägvinklar att välja mellan, såsom 30 grader, 45 grader, 60 grader, etc.

En miniatyrkroppskamera är en avbildningsanordning baserad på en miniatyr CMOS och CCD -teknikplattform. Till exempel ett kapsel endoskop,Pillcam. Det kan komma in i matsmältningssystemet i människokroppen för att kontrollera om lesioner och övervaka effekterna av läkemedel.

Kapselendoskopet

Kirurgiskt holografiskt mikroskop, en avbildningsanordning som används för att observera 3D -bilder av fin vävnad vid precisionskirurgi, såsom neurokirurgi för kraniotomi.

Det kirurgiska holografiska mikroskopet

Sammanfatta:

1. På grund av den termiska effekten, mekanisk effekt, fotosensitivitetseffekt och andra biologiska effekter av lasern används den allmänt som en energikälla vid minimalt invasiv kirurgi, icke-invasiv behandling och riktad läkemedelsbehandling.

2. På grund av utvecklingen av avbildningsteknologi har medicinsk optisk avbildningsutrustning gjort stora framsteg i riktning mot hög upplösning och miniatyrisering, vilket lägger grunden för minimalt invasiv och exakt kirurgi in vivo. För närvarande inkluderar de vanligaste medicinska avbildningsapparaternaendoskop, holografiska bilder och mikroimagingssystem.