Оптиканын өнүгүшү жана колдонулушу заманбап медицинанын жана жашоо илимдеринин тез өнүгүү этабына өтүшүнө жардам берди, мисалы, минималдуу инвазивдүү хирургия, лазердик терапия, ооруларды диагностикалоо, биологиялык изилдөөлөр, ДНК анализи ж.б.

Хирургия жана фармакокинетика

Оптиканын хирургияда жана фармакокинетикадагы ролу негизинен эки аспектте көрүнөт: лазердик жана in vivo жарыктандыруу жана сүрөткө тартуу.

1. Лазерди энергия булагы катары колдонуу

Лазердик терапия түшүнүгү көз хирургиясына 1960-жылдары киргизилген. Лазерлердин ар кандай түрлөрү жана алардын касиеттери таанылгандан кийин, лазердик терапия башка тармактарга тездик менен жайылды.

Ар кандай лазердик жарык булактары (газ, катуу ж.б.) импульстук лазерлерди (пульстук лазерлер) жана үзгүлтүксүз лазерлерди (үзгүлтүксүз толкун) чыгарышы мүмкүн, алар адам денесинин ар кандай ткандарына ар кандай таасир этет. Бул жарык булактарына негизинен төмөнкүлөр кирет: импульстук рубин лазери (пульстук рубин лазери); үзгүлтүксүз аргон иондук лазери (CW аргон иондук лазери); үзгүлтүксүз көмүр кычкыл газынын лазери (CW CO2); иттрий алюминий гранаты (Nd:YAG) лазери. Үзгүлтүксүз көмүр кычкыл газынын лазери жана иттрий алюминий гранаты адамдын ткандарын кескенде кандын уюу эффектисине ээ болгондуктан, алар жалпы хирургияда кеңири колдонулат.

Медициналык дарылоодо колдонулган лазерлердин толкун узундугу, адатта, 100 нмден жогору. Адам денесинин ар кандай ткандарында ар кандай толкун узундуктарындагы лазерлердин сиңирилиши анын медициналык колдонулушун кеңейтүү үчүн колдонулат. Мисалы, лазердин толкун узундугу 1 мкмден чоң болгондо, суу негизги сиңирүүчү болуп саналат. Лазерлер хирургиялык кесүү жана коагуляция үчүн адамдын ткандарынын сиңирилишинде жылуулук эффекттерин гана жаратпастан, механикалык эффекттерди да жаратышы мүмкүн.

Айрыкча, адамдар лазерлердин сызыктуу эмес механикалык таасирин, мисалы, кавитация көбүкчөлөрүнүн жана басым толкундарынын пайда болушун ачкандан кийин, лазерлер катаракта хирургиясы жана бөйрөктөгү таштарды майдалоочу химиялык хирургия сыяктуу фотодисрупция ыкмаларына колдонулган. Лазерлер ошондой эле фотохимиялык эффекттерди пайда кылып, ракка каршы дары-дармектерди фотосезгич медиаторлор менен жетектеп, дары-дармектердин таасирин белгилүү бир ткандардын аймактарына, мисалы, ФДТ терапиясына бөлүп чыгара алат. Фармакокинетика менен айкалышкан лазер тактык медицина тармагында абдан маанилүү ролду ойнойт.

2. Жарыкты in vivo жарыктандыруу жана сүрөткө тартуу үчүн курал катары колдонуу

1990-жылдардан бери CCD (Charge-Coupled)(Түзмөк) камерасы минималдуу инвазивдүү хирургияга (Минималдуу инвазивдүү терапия, MIT) киргизилген жана оптика хирургиялык колдонмолордо сапаттык өзгөрүүгө дуушар болгон. Минималдуу инвазивдүү жана ачык хирургиядагы жарыктын сүрөткө тартуу таасири негизинен эндоскопторду, микросүрөткө тартуу системаларын жана хирургиялык голографиялык сүрөткө тартууну камтыйт.

ИйкемдүүЭндоскопанын ичинде гастроэнтероскоп, дуоденоскоп, колоноскоп, ангиоскоп ж.б.

Эндоскоптун оптикалык жолу

Эндоскоптун оптикалык жолу эки көз карандысыз жана координацияланган жарыктандыруу жана сүрөткө тартуу системаларын камтыйт.

КатууЭндоскопанын ичинде артроскопия, лапароскопия, торакоскопия, вентрикулоскопия, гистероскопия, цистоскопия, отолиноскопия ж.б.

Катуу эндоскоптордо, адатта, тандоого боло турган бир нече туруктуу оптикалык жол бурчтары гана бар, мисалы, 30 градус, 45 градус, 60 градус ж.б.

Миниатюралык дене камерасы – бул миниатюралык CMOS жана CCD технологиялык платформасына негизделген сүрөт тартуучу түзүлүш. Мисалы, капсула эндоскопу,PillCam. Ал адамдын денесинин тамак сиңирүү системасына кирип, жабыркоолорду текшерип, дары-дармектердин таасирин көзөмөлдөй алат.

Капсула эндоскопу

Хирургиялык голографиялык микроскоп, краниотомия үчүн нейрохирургия сыяктуу так хирургияда майда ткандардын 3D сүрөттөрүн байкоо үчүн колдонулган сүрөт тартуучу түзүлүш.

Хирургиялык голографиялык микроскоп

Кыскача айтканда:

1. Лазердин жылуулук эффектисине, механикалык эффектисине, фотосезгичтик эффектисине жана башка биологиялык эффектисине байланыштуу, ал минималдуу инвазивдүү хирургияда, инвазивдүү эмес дарылоодо жана максаттуу дары-дармек терапиясында энергия булагы катары кеңири колдонулат.

2. Сүрөткө тартуу технологиясынын өнүгүшүнө байланыштуу, медициналык оптикалык сүрөткө тартуу жабдуулары жогорку чечилиш жана миниатюризация багытында чоң ийгиликтерге жетишип, in vivo минималдуу инвазивдүү жана так хирургиянын пайдубалын түптөдү. Учурда эң көп колдонулган медициналык сүрөткө тартуу түзмөктөрүнө төмөнкүлөр киретэндоскоптор, голографиялык сүрөттөр жана микросүрөт системалары.