ऑप्टिक्सच्या विकास आणि वापरामुळे आधुनिक वैद्यकशास्त्र आणि जीवनशास्त्रांना जलद विकासाच्या टप्प्यात प्रवेश करण्यास मदत झाली आहे, जसे की किमान आक्रमक शस्त्रक्रिया, लेसर थेरपी, रोग निदान, जैविक संशोधन, डीएनए विश्लेषण इ.

शस्त्रक्रिया आणि औषधनिर्माणशास्त्र

शस्त्रक्रिया आणि फार्माकोकाइनेटिक्समध्ये ऑप्टिक्सची भूमिका प्रामुख्याने दोन पैलूंमध्ये प्रकट होते: लेसर आणि इन व्हिव्हो प्रदीपन आणि इमेजिंग.

१. ऊर्जा स्रोत म्हणून लेसरचा वापर

१९६० च्या दशकात डोळ्यांच्या शस्त्रक्रियेत लेसर थेरपीची संकल्पना रुजली. जेव्हा लेसरचे विविध प्रकार आणि त्यांचे गुणधर्म ओळखले गेले, तेव्हा लेसर थेरपीचा वापर इतर क्षेत्रांमध्ये झपाट्याने वाढवला गेला.

वेगवेगळे लेसर प्रकाश स्रोत (वायू, घन, इ.) स्पंदित लेसर (पल्स्ड लेसर) आणि सतत लेसर (सतत लहरी) उत्सर्जित करू शकतात, ज्यांचे मानवी शरीराच्या वेगवेगळ्या ऊतींवर वेगवेगळे परिणाम होतात. या प्रकाश स्रोतांमध्ये प्रामुख्याने समाविष्ट आहे: स्पंदित रुबी लेसर (पल्स्ड रुबी लेसर); सतत आर्गॉन आयन लेसर (CW आर्गॉन आयन लेसर); सतत कार्बन डायऑक्साइड लेसर (CW CO2); यट्रियम अॅल्युमिनियम गार्नेट (Nd:YAG) लेसर. मानवी ऊती कापताना सतत कार्बन डायऑक्साइड लेसर आणि यट्रियम अॅल्युमिनियम गार्नेट लेसरचा रक्त गोठण्याचा प्रभाव असल्याने, सामान्य शस्त्रक्रियेमध्ये त्यांचा सर्वाधिक वापर केला जातो.

वैद्यकीय उपचारांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या लेसरची तरंगलांबी साधारणपणे १०० नॅनोमीटरपेक्षा जास्त असते. मानवी शरीराच्या वेगवेगळ्या ऊतींमध्ये वेगवेगळ्या तरंगलांबी असलेल्या लेसरचे शोषण त्याच्या वैद्यकीय अनुप्रयोगांचा विस्तार करण्यासाठी वापरले जाते. उदाहरणार्थ, जेव्हा लेसरची तरंगलांबी १ नॅनोमीटरपेक्षा जास्त असते, तेव्हा पाणी हे प्राथमिक शोषक असते. लेसर केवळ शस्त्रक्रियेद्वारे कापण्यासाठी आणि कोग्युलेशनसाठी मानवी ऊतींच्या शोषणात थर्मल प्रभाव निर्माण करू शकत नाहीत तर यांत्रिक प्रभाव देखील निर्माण करू शकतात.

विशेषतः लोकांना लेसरचे नॉनलाइनर यांत्रिक परिणाम, जसे की पोकळ्या निर्माण करणारे बुडबुडे आणि दाब लाटा निर्माण करणे, हे शोधल्यानंतर, मोतीबिंदू शस्त्रक्रिया आणि मूत्रपिंड दगड क्रशिंग रासायनिक शस्त्रक्रिया यासारख्या फोटोडिस्रप्शन तंत्रांवर लेसर लागू केले गेले. लेसर फोटोकेमिकल प्रभाव देखील निर्माण करू शकतात ज्यामुळे कर्करोगाच्या औषधांना मार्गदर्शन केले जाऊ शकते जेणेकरून फोटोसेन्सिटिव्ह मध्यस्थांसह पीडीटी थेरपीसारख्या विशिष्ट ऊतींच्या क्षेत्रांवर औषध प्रभाव सोडता येईल. फार्माकोकाइनेटिक्ससह लेसरचे संयोजन अचूक औषधाच्या क्षेत्रात खूप महत्वाची भूमिका बजावते.

२. इन व्हिव्हो प्रदीपन आणि इमेजिंगसाठी प्रकाशाचा एक साधन म्हणून वापर

१९९० पासून, सीसीडी (चार्ज-कपल्ड)(डिव्हाइस) कॅमेरा मिनिमली इनवेसिव्ह सर्जरीमध्ये (मिनिमली इनवेसिव्ह थेरपी, एमआयटी) आणण्यात आला आणि ऑप्टिक्समध्ये सर्जिकल अनुप्रयोगांमध्ये गुणात्मक बदल झाला. मिनिमली इनवेसिव्ह आणि ओपन सर्जरीमध्ये प्रकाशाच्या इमेजिंग प्रभावांमध्ये प्रामुख्याने एंडोस्कोप, मायक्रो-इमेजिंग सिस्टम आणि सर्जिकल होलोग्राफिक इमेजिंग यांचा समावेश होतो.

लवचिकएंडोस्कोप, ज्यामध्ये गॅस्ट्रोएन्टेरोस्कोप, ड्युओडेनोस्कोप, कोलोनोस्कोप, अँजिओस्कोप इत्यादींचा समावेश आहे.

एंडोस्कोपचा ऑप्टिकल मार्ग

एंडोस्कोपच्या ऑप्टिकल मार्गामध्ये प्रकाश आणि प्रतिमांच्या दोन स्वतंत्र आणि समन्वित प्रणालींचा समावेश आहे.

कडकएंडोस्कोप, ज्यामध्ये आर्थ्रोस्कोपी, लॅप्रोस्कोपी, थोरॅकोस्कोपी, व्हेंट्रिकुलोस्कोपी, हिस्टेरोस्कोपी, सिस्टोस्कोपी, ओटोलिनोस्कोपी इत्यादींचा समावेश आहे.

कठोर एंडोस्कोपमध्ये सामान्यतः निवडण्यासाठी फक्त अनेक स्थिर ऑप्टिकल पथ कोन असतात, जसे की 30 अंश, 45 अंश, 60 अंश इ.

लघु शरीर कॅमेरा हा लघु CMOS आणि CCD तंत्रज्ञान प्लॅटफॉर्मवर आधारित एक इमेजिंग डिव्हाइस आहे. उदाहरणार्थ, कॅप्सूल एंडोस्कोप,पिलकॅम. ते मानवी शरीराच्या पचनसंस्थेत प्रवेश करून जखमांची तपासणी करू शकते आणि औषधांच्या परिणामांचे निरीक्षण करू शकते.

कॅप्सूल एंडोस्कोप

सर्जिकल होलोग्राफिक मायक्रोस्कोप, क्रॅनियोटॉमीसाठी न्यूरोसर्जरीसारख्या अचूक शस्त्रक्रियेमध्ये सूक्ष्म ऊतींच्या 3D प्रतिमांचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरले जाणारे एक इमेजिंग उपकरण.

सर्जिकल होलोग्राफिक मायक्रोस्कोप

सारांश:

१. लेसरच्या थर्मल इफेक्ट, मेकॅनिकल इफेक्ट, फोटोसेन्सिटिव्हिटी इफेक्ट आणि इतर जैविक प्रभावांमुळे, ते कमीत कमी आक्रमक शस्त्रक्रिया, नॉन-इनवेसिव्ह उपचार आणि लक्ष्यित औषध थेरपीमध्ये ऊर्जा स्रोत म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

२. इमेजिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, वैद्यकीय ऑप्टिकल इमेजिंग उपकरणांनी उच्च रिझोल्यूशन आणि लघुकरणाच्या दिशेने मोठी प्रगती केली आहे, ज्यामुळे कमीतकमी आक्रमक आणि अचूक शस्त्रक्रियेचा पाया रचला गेला आहे. सध्या, सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या वैद्यकीय इमेजिंग उपकरणांमध्ये हे समाविष्ट आहेएंडोस्कोप, होलोग्राफिक प्रतिमा आणि सूक्ष्म-इमेजिंग प्रणाली.