Распрацоўка і прымяненне оптыкі дапамаглі сучаснай медыцыне і навукам аб жыцці ўвайсці ў стадыю хуткага развіцця, такіх як малаінвазіўная хірургія, лазерная тэрапія, дыягностыка захворванняў, біялагічныя даследаванні, аналіз ДНК і г.д.

Хірургія і фармакакінетыка

Роля оптыкі ў хірургіі і фармакакінетыцы ў асноўным праяўляецца ў двух аспектах: лазернае і in vivo асвятленне і візуалізацыя.

1. Прымяненне лазера ў якасці крыніцы энергіі

Канцэпцыя лазернай тэрапіі была ўведзена ў хірургію вока ў 1960-х гадах. Калі былі вывучаны розныя тыпы лазераў і іх уласцівасці, лазерная тэрапія хутка пашырылася на іншыя галіны.

Розныя крыніцы лазернага святла (газавыя, цвёрдыя і г.д.) могуць выпраменьваць імпульсныя лазеры (імпульсныя лазеры) і бесперапынныя лазеры (бесперапынная хваля), якія па-рознаму ўздзейнічаюць на розныя тканіны чалавечага цела. Да гэтых крыніц святла ў асноўным адносяцца: імпульсны рубінавы лазер (імпульсны рубінавы лазер); бесперапынны аргон-іённы лазер (CW аргон-іённы лазер); бесперапынны вуглякіслы лазер (CW CO2); ітрыева-алюмініевы гранатавы (Nd:YAG) лазер. Паколькі бесперапынны вуглякіслы лазер і ітрыева-алюмініевы гранатавы лазер аказваюць эфект згортвання крыві пры рэзанні тканін чалавека, яны найбольш шырока выкарыстоўваюцца ў агульнай хірургіі.

Даўжыня хвалі лазераў, якія выкарыстоўваюцца ў медыцынскім лячэнні, звычайна перавышае 100 нм. Паглынанне лазераў рознай даўжыні хвалі рознымі тканінамі чалавечага цела выкарыстоўваецца для пашырэння іх медыцынскага прымянення. Напрыклад, калі даўжыня хвалі лазера перавышае 1 мкм, асноўным паглынальнікам з'яўляецца вада. Лазеры могуць не толькі ствараць цеплавыя эфекты ў тканінах чалавека для хірургічнага разразання і каагуляцыі, але і ствараць механічныя эфекты.

Асабліва пасля таго, як людзі адкрылі нелінейныя механічныя эфекты лазераў, такія як генерацыя кавітацыйных бурбалак і хваль ціску, лазеры былі ўжытыя ў метадах фотаразбурэння, такіх як хірургія катаракты і хімічная хірургія драбнення камянёў у нырках. Лазеры таксама могуць ствараць фотахімічныя эфекты, каб накіроўваць лекі ад раку з дапамогай фотаадчувальных медыятараў для вызвалення лекавых эфектаў на пэўных участках тканін, такіх як ФДТ-тэрапія. Лазер у спалучэнні з фармакокінетыкай адыгрывае вельмі важную ролю ў галіне дакладнай медыцыны.

2. Выкарыстанне святла як інструмента для асвятлення і візуалізацыі in vivo

З 1990-х гадоў ПЗС (матрыцы з зарадавай сувяззю)Прылада) камера была ўведзена ў малаінвазіўную хірургію (мінімальна інвазіўная тэрапія, MIT), і оптыка якасна змяніла хірургічнае прымяненне. Візуалізацыйныя эфекты святла ў малаінвазіўнай і адкрытай хірургіі ў асноўным уключаюць эндаскопы, сістэмы мікравізуалізацыі і хірургічную галаграфічную візуалізацыю.

ГнуткіЭндаскоп, у тым ліку гастраэнтэроскоп, дуадэнаскоп, калонаскоп, ангіяскоп і г.д.

Аптычны шлях эндаскопа

Аптычны шлях эндаскопа ўключае ў сябе дзве незалежныя і скаардынаваныя сістэмы асвятлення і візуалізацыі.

ЖорсткіЭндаскоп, у тым ліку артраскапія, лапараскапія, таракаскапія, вентрыкулоскопія, гістэраскапія, цыстаскапія, аталінаскапія і г.д.

Жорсткія эндаскопы звычайна маюць толькі некалькі фіксаваных вуглоў аптычнага шляху на выбар, напрыклад, 30 градусаў, 45 градусаў, 60 градусаў і г.д.

Мініяцюрная нательная камера — гэта прылада візуалізацыі, заснаваная на мініяцюрнай тэхналагічнай платформе CMOS і CCD. Напрыклад, капсульны эндаскоп,PillCam. Ён можа пранікаць у стрававальную сістэму чалавека для праверкі наяўнасці паражэнняў і кантролю ўздзеяння лекаў.

Капсульны эндаскоп

Хірургічны галаграфічны мікраскоп — прылада для візуалізацыі, якая выкарыстоўваецца для назірання трохмерных выяў тонкіх тканін у дакладнай хірургіі, напрыклад, у нейрахірургіі пры краніятоміі.

Хірургічны галаграфічны мікраскоп

Падсумаваць:

1. Дзякуючы цеплавому эфекту, механічнаму эфекту, эфекту фотаадчувальнасці і іншым біялагічным эфектам лазера, ён шырока выкарыстоўваецца ў якасці крыніцы энергіі ў малаінвазіўнай хірургіі, неінвазіўным лячэнні і мэтанакіраванай лекавай тэрапіі.

2. Дзякуючы развіццю тэхналогій візуалізацыі, медыцынскае аптычнае абсталяванне для візуалізацыі дасягнула значнага прагрэсу ў напрамку высокага разрознення і мініяцюрызацыі, заклаўшы аснову для мінімальна інвазівнай і дакладнай хірургіі in vivo. У цяперашні час найбольш распаўсюджанымі прыладамі для медыцынскай візуалізацыі з'яўляюццаэндаскопы, галаграфічныя выявы і сістэмы мікравізуалізацыі.