ઓપ્ટિક્સના વિકાસ અને ઉપયોગથી આધુનિક દવા અને જીવન વિજ્ઞાનને ઝડપી વિકાસના તબક્કામાં પ્રવેશવામાં મદદ મળી છે, જેમ કે ન્યૂનતમ આક્રમક શસ્ત્રક્રિયા, લેસર ઉપચાર, રોગ નિદાન, જૈવિક સંશોધન, ડીએનએ વિશ્લેષણ, વગેરે.

સર્જરી અને ફાર્માકોકાઇનેટિક્સ

સર્જરી અને ફાર્માકોકાઇનેટિક્સમાં ઓપ્ટિક્સની ભૂમિકા મુખ્યત્વે બે પાસાઓમાં પ્રગટ થાય છે: લેસર અને ઇન વિવો ઇલ્યુમિનેશન અને ઇમેજિંગ.

૧. ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે લેસરનો ઉપયોગ

૧૯૬૦ના દાયકામાં આંખની શસ્ત્રક્રિયામાં લેસર થેરાપીનો ખ્યાલ દાખલ થયો. જ્યારે વિવિધ પ્રકારના લેસર અને તેમના ગુણધર્મોને ઓળખવામાં આવ્યા, ત્યારે લેસર થેરાપીનો ઝડપથી અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ વિસ્તાર કરવામાં આવ્યો.

વિવિધ લેસર પ્રકાશ સ્ત્રોતો (ગેસ, ઘન, વગેરે) સ્પંદિત લેસર (પલ્સ્ડ લેસર) અને સતત લેસર (સતત તરંગ) ઉત્સર્જિત કરી શકે છે, જે માનવ શરીરના વિવિધ પેશીઓ પર વિવિધ અસરો ધરાવે છે. આ પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાં મુખ્યત્વે શામેલ છે: સ્પંદિત રૂબી લેસર (પલ્સ્ડ રૂબી લેસર); સતત આર્ગોન આયન લેસર (CW આર્ગોન આયન લેસર); સતત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લેસર (CW CO2); યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (Nd:YAG) લેસર. કારણ કે સતત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લેસર અને યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ લેસર માનવ પેશીઓ કાપતી વખતે રક્ત કોગ્યુલેશન અસર ધરાવે છે, તેનો ઉપયોગ સામાન્ય શસ્ત્રક્રિયામાં સૌથી વધુ થાય છે.

તબીબી સારવારમાં ઉપયોગમાં લેવાતા લેસરોની તરંગલંબાઇ સામાન્ય રીતે 100 nm કરતા વધારે હોય છે. માનવ શરીરના વિવિધ પેશીઓમાં વિવિધ તરંગલંબાઇના લેસરોના શોષણનો ઉપયોગ તેના તબીબી ઉપયોગોને વિસ્તૃત કરવા માટે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે લેસરની તરંગલંબાઇ 1um કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે પાણી પ્રાથમિક શોષક હોય છે. લેસર સર્જિકલ કટીંગ અને કોગ્યુલેશન માટે માનવ પેશીઓના શોષણમાં માત્ર થર્મલ અસરો જ ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી, પરંતુ યાંત્રિક અસરો પણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

ખાસ કરીને લોકોએ લેસરોની બિન-રેખીય યાંત્રિક અસરો, જેમ કે પોલાણ પરપોટા અને દબાણ તરંગોનું નિર્માણ શોધ્યા પછી, મોતિયાની શસ્ત્રક્રિયા અને કિડનીના પથ્થરને કચડી નાખવાની રાસાયણિક શસ્ત્રક્રિયા જેવી ફોટોડિસ્ક્રપ્શન તકનીકોમાં લેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. લેસર ફોટોકેમિકલ અસરો પણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે જેથી કેન્સરની દવાઓને પ્રકાશસંવેદનશીલ મધ્યસ્થીઓ સાથે માર્ગદર્શન આપી શકાય જેથી ચોક્કસ પેશીઓના ક્ષેત્રો પર દવાની અસરો મુક્ત થાય, જેમ કે PDT ઉપચાર. ફાર્માકોકાઇનેટિક્સ સાથે જોડાયેલ લેસર ચોકસાઇ દવાના ક્ષેત્રમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

2. ઇન વિવો રોશની અને ઇમેજિંગ માટે પ્રકાશનો ઉપયોગ સાધન તરીકે

૧૯૯૦ ના દાયકાથી, સીસીડી (ચાર્જ-કપ્લ્ડ)(ડિવાઇસ) કેમેરાને ન્યૂનતમ આક્રમક સર્જરી (મિનિમલી ઇન્વેસિવ થેરાપી, MIT) માં દાખલ કરવામાં આવ્યો હતો, અને સર્જિકલ એપ્લિકેશનોમાં ઓપ્ટિક્સમાં ગુણાત્મક ફેરફાર થયો હતો. ન્યૂનતમ આક્રમક અને ઓપન સર્જરીમાં પ્રકાશની ઇમેજિંગ અસરોમાં મુખ્યત્વે એન્ડોસ્કોપ, માઇક્રો-ઇમેજિંગ સિસ્ટમ્સ અને સર્જિકલ હોલોગ્રાફિક ઇમેજિંગનો સમાવેશ થાય છે.

લવચીકએન્ડોસ્કોપ, જેમાં ગેસ્ટ્રોએન્ટેરોસ્કોપ, ડ્યુઓડેનોસ્કોપ, કોલોનોસ્કોપ, એન્જીયોસ્કોપ, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

એન્ડોસ્કોપનો ઓપ્ટિકલ માર્ગ

એન્ડોસ્કોપના ઓપ્ટિકલ પાથમાં બે સ્વતંત્ર અને સંકલિત પ્રકાશ અને ઇમેજિંગ સિસ્ટમ્સનો સમાવેશ થાય છે.

કઠોરએન્ડોસ્કોપ, જેમાં આર્થ્રોસ્કોપી, લેપ્રોસ્કોપી, થોરાકોસ્કોપી, વેન્ટ્રિક્યુલોસ્કોપી, હિસ્ટરોસ્કોપી, સિસ્ટોસ્કોપી, ઓટોલિનોસ્કોપી, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

કઠોર એન્ડોસ્કોપમાં સામાન્ય રીતે પસંદગી માટે ફક્ત ઘણા નિશ્ચિત ઓપ્ટિકલ પાથ એંગલ હોય છે, જેમ કે 30 ડિગ્રી, 45 ડિગ્રી, 60 ડિગ્રી, વગેરે.

મિનિએચર બોડી કેમેરા એ મિનિએચર CMOS અને CCD ટેકનોલોજી પ્લેટફોર્મ પર આધારિત ઇમેજિંગ ડિવાઇસ છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેપ્સ્યુલ એન્ડોસ્કોપ,પિલકેમ. તે માનવ શરીરના પાચનતંત્રમાં પ્રવેશી શકે છે જેથી જખમ તપાસી શકાય અને દવાઓની અસરોનું નિરીક્ષણ કરી શકાય.

કેપ્સ્યુલ એન્ડોસ્કોપ

સર્જિકલ હોલોગ્રાફિક માઈક્રોસ્કોપ, એક ઇમેજિંગ ડિવાઇસ જેનો ઉપયોગ ક્રેનિઓટોમી માટે ન્યુરોસર્જરી જેવી ચોકસાઇ સર્જરીમાં બારીક પેશીઓની 3D છબીઓનું અવલોકન કરવા માટે થાય છે.

સર્જિકલ હોલોગ્રાફિક માઇક્રોસ્કોપ

સારાંશ:

1. લેસરની થર્મલ ઇફેક્ટ, યાંત્રિક ઇફેક્ટ, ફોટોસેન્સિટિવિટી ઇફેક્ટ અને અન્ય જૈવિક અસરોને કારણે, તેનો ઉપયોગ ન્યૂનતમ આક્રમક સર્જરી, બિન-આક્રમક સારવાર અને લક્ષિત દવા ઉપચારમાં ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

2. ઇમેજિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસને કારણે, તબીબી ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ સાધનોએ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન અને લઘુચિત્રીકરણની દિશામાં ઘણી પ્રગતિ કરી છે, જેણે વિવોમાં ન્યૂનતમ આક્રમક અને ચોક્કસ શસ્ત્રક્રિયા માટે પાયો નાખ્યો છે. હાલમાં, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા તબીબી ઇમેજિંગ ઉપકરણોમાં શામેલ છેએન્ડોસ્કોપ, હોલોગ્રાફિક છબીઓ અને માઇક્રો-ઇમેજિંગ સિસ્ટમ્સ.