प्रकाशशास्त्राच्या विकास आणि उपयोगामुळे आधुनिक वैद्यकशास्त्र आणि जीवशास्त्र यांना जलद विकासाच्या टप्प्यात प्रवेश करण्यास मदत झाली आहे, जसे की अल्पआक्रमक शस्त्रक्रिया, लेझर उपचार, रोगनिदान, जैविक संशोधन, डीएनए विश्लेषण इत्यादी.

शस्त्रक्रिया आणि औषधशास्त्र

शस्त्रक्रिया आणि औषधशास्त्रामध्ये प्रकाशाची भूमिका प्रामुख्याने दोन बाबींमध्ये दिसून येते: लेझर आणि सजीव शरीरातील प्रकाशयोजना आणि प्रतिमांकन.

१. ऊर्जा स्रोत म्हणून लेझरचा वापर

१९६० च्या दशकात नेत्र शस्त्रक्रियेमध्ये लेझर थेरपीची संकल्पना आणली गेली. जेव्हा लेझरचे विविध प्रकार आणि त्यांचे गुणधर्म ओळखले गेले, तेव्हा लेझर थेरपीचा इतर क्षेत्रांमध्येही वेगाने विस्तार झाला.

विविध लेझर प्रकाश स्रोत (वायू, घन, इत्यादी) स्पंदित लेझर (पल्स्ड लेझर्स) आणि अखंडित लेझर (कंटिन्युअस वेव्ह) उत्सर्जित करू शकतात, ज्यांचे मानवी शरीराच्या वेगवेगळ्या ऊतींवर वेगवेगळे परिणाम होतात. या प्रकाश स्रोतांमध्ये प्रामुख्याने यांचा समावेश होतो: स्पंदित रुबी लेझर (पल्स्ड रुबी लेझर); अखंडित आर्गॉन आयन लेझर (सीडब्ल्यू आर्गॉन आयन लेझर); अखंडित कार्बन डायऑक्साइड लेझर (सीडब्ल्यू CO2); यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Nd:YAG) लेझर. अखंडित कार्बन डायऑक्साइड लेझर आणि यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट लेझरमध्ये मानवी ऊती कापताना रक्त गोठवण्याचा परिणाम होत असल्यामुळे, त्यांचा वापर सामान्य शस्त्रक्रियेत सर्वाधिक प्रमाणात केला जातो.

वैद्यकीय उपचारांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या लेझरची तरंगलांबी सामान्यतः १०० नॅनोमीटरपेक्षा जास्त असते. मानवी शरीराच्या वेगवेगळ्या ऊतींमध्ये वेगवेगळ्या तरंगलांबीच्या लेझरच्या शोषणाचा उपयोग त्याच्या वैद्यकीय उपयोगांचा विस्तार करण्यासाठी केला जातो. उदाहरणार्थ, जेव्हा लेझरची तरंगलांबी १ मायक्रोमीटरपेक्षा जास्त असते, तेव्हा पाणी हे प्राथमिक शोषक असते. लेझर केवळ शस्त्रक्रियेद्वारे कापण्यासाठी आणि गोठवण्यासाठी मानवी ऊतींच्या शोषणात औष्णिक परिणामच निर्माण करत नाहीत, तर यांत्रिक परिणामही निर्माण करतात.

विशेषतः कॅव्हिटेशन बुडबुडे आणि दाब लहरींची निर्मिती यांसारखे लेझरचे अरेखीय यांत्रिक परिणाम लोकांनी शोधून काढल्यानंतर, मोतीबिंदू शस्त्रक्रिया आणि मूत्रपिंडातील खडे फोडण्याच्या रासायनिक शस्त्रक्रियेसारख्या फोटोडिसरप्शन तंत्रांमध्ये लेझरचा वापर केला गेला. लेझर प्रकाश-रासायनिक परिणाम देखील निर्माण करू शकतात, ज्यामुळे पीडीटी थेरपीप्रमाणे, प्रकाशसंवेदनशील मध्यस्थांसह कर्करोगाच्या औषधांना विशिष्ट ऊतींच्या भागांवर त्यांचे परिणाम सोडण्यासाठी मार्गदर्शन करता येते. फार्माकोकायनेटिक्ससह एकत्रित लेझर अचूक औषधोपचाराच्या क्षेत्रात खूप महत्त्वाची भूमिका बजावते.

२. सजीव शरीरातील प्रकाशयोजना आणि प्रतिमांकनासाठी एक साधन म्हणून प्रकाशाचा वापर

१९९० च्या दशकापासून, सीसीडी (चार्ज-कपल्ड)किमान आक्रमक शस्त्रक्रियेमध्ये (मिनिमली इनवेसिव्ह थेरपी, एमआयटी) कॅमेराचा वापर सुरू झाला आणि शस्त्रक्रियेतील उपयोगांमध्ये प्रकाशशास्त्रात गुणात्मक बदल झाला. किमान आक्रमक आणि खुल्या शस्त्रक्रियेतील प्रकाशाच्या इमेजिंग परिणामांमध्ये प्रामुख्याने एंडोस्कोप, मायक्रो-इमेजिंग सिस्टीम आणि सर्जिकल होलोग्राफिक इमेजिंग यांचा समावेश होतो.

लवचिकएंडोस्कोपज्यामध्ये गॅस्ट्रोएन्टेरोस्कोप, ड्युओडेनोस्कोप, कोलोनोस्कोप, अँजिओस्कोप इत्यादींचा समावेश आहे.

एंडोस्कोपचा प्रकाशीय मार्ग

एंडोस्कोपच्या प्रकाशीय मार्गात प्रदीपन आणि प्रतिमांकन यांच्या दोन स्वतंत्र आणि समन्वित प्रणालींचा समावेश असतो.

ताठएंडोस्कोपज्यामध्ये आर्थ्रोस्कोपी, लॅपरोस्कोपी, थोरॅकोस्कोपी, व्हेंट्रिक्युलोस्कोपी, हिस्टेरोस्कोपी, सिस्टोस्कोपी, ओटोलिनोस्कोपी इत्यादींचा समावेश आहे.

रिजिड एंडोस्कोपमध्ये सामान्यतः निवडण्यासाठी फक्त काही निश्चित ऑप्टिकल पाथ अँगल असतात, जसे की 30 अंश, 45 अंश, 60 अंश, इत्यादी.

सूक्ष्म बॉडी कॅमेरा हे सूक्ष्म CMOS आणि CCD तंत्रज्ञान प्लॅटफॉर्मवर आधारित एक इमेजिंग उपकरण आहे. उदाहरणार्थ, कॅप्सूल एंडोस्कोप,पिलकॅम. हे मानवी शरीराच्या पचनसंस्थेत प्रवेश करून जखमा तपासू शकते आणि औषधांच्या परिणामांवर लक्ष ठेवू शकते.

कॅप्सूल एंडोस्कोप

सर्जिकल होलोग्राफिक मायक्रोस्कोप, हे एक इमेजिंग उपकरण आहे जे क्रॅनियोटॉमीसाठीच्या न्यूरोसर्जरीसारख्या अचूक शस्त्रक्रियेमध्ये सूक्ष्म ऊतींच्या 3D प्रतिमा पाहण्यासाठी वापरले जाते.

शस्त्रक्रिया होलोग्राफिक सूक्ष्मदर्शक

सारांश:

१. लेझरच्या औष्णिक प्रभाव, यांत्रिक प्रभाव, प्रकाशसंवेदनशीलता प्रभाव आणि इतर जैविक प्रभावांमुळे, त्याचा वापर कमीत कमी आक्रमक शस्त्रक्रिया, बिनआक्रमक उपचार आणि लक्ष्यित औषधोपचारामध्ये ऊर्जा स्रोत म्हणून मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

२. इमेजिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, वैद्यकीय ऑप्टिकल इमेजिंग उपकरणांनी उच्च रिझोल्यूशन आणि लघुकरणाच्या दिशेने मोठी प्रगती केली आहे, ज्यामुळे शरीराच्या आत कमीत कमी आक्रमक आणि अचूक शस्त्रक्रियेचा पाया घातला गेला आहे. सध्या, सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या वैद्यकीय इमेजिंग उपकरणांमध्ये यांचा समावेश आहेएंडोस्कोपहोलोग्राफिक प्रतिमा आणि सूक्ष्म-इमेजिंग प्रणाली.