Zhvillimi dhe zbatimi i optikës ka ndihmuar mjekësinë moderne dhe shkencat e jetës të hyjnë në një fazë zhvillimi të shpejtë, siç janë kirurgjia minimalisht invazive, terapia me lazer, diagnostikimi i sëmundjeve, kërkimet biologjike, analiza e ADN-së, etj.

Kirurgjia dhe Farmakokinetika

Roli i optikës në kirurgji dhe farmakokinetikë manifestohet kryesisht në dy aspekte: ndriçimi dhe imazheria me lazer dhe in vivo.

1. Zbatimi i lazerit si burim energjie

Koncepti i terapisë me lazer u fut në kirurgjinë e syrit në vitet 1960. Kur u njohën llojet e ndryshme të lazerëve dhe vetitë e tyre, terapia me lazer u zgjerua me shpejtësi në fusha të tjera.

Burime të ndryshme drite lazer (gaz, i ngurtë, etj.) mund të lëshojnë lazerë pulsues (Lazerë Pulsues) dhe lazerë të vazhdueshëm (Valë Vazhduese), të cilët kanë efekte të ndryshme në inde të ndryshme të trupit të njeriut. Këto burime drite përfshijnë kryesisht: lazer rubini të pulsuar (Lazer rubini i pulsuar); lazer jonik argoni të vazhdueshëm (Lazer jonik argoni CW); lazer dioksid karboni të vazhdueshëm (CW CO2); lazer i granatit të aluminit itrium (Nd:YAG). Meqenëse lazeri i vazhdueshëm i dioksidit të karbonit dhe lazeri i granatit të aluminit itrium kanë efekt koagulimi të gjakut kur presin indet njerëzore, ato përdoren më gjerësisht në kirurgjinë e përgjithshme.

Gjatësia e valës së lazerëve të përdorur në trajtimin mjekësor është përgjithësisht më e madhe se 100 nm. Thithja e lazerëve me gjatësi vale të ndryshme në inde të ndryshme të trupit të njeriut përdoret për të zgjeruar aplikimet e tij mjekësore. Për shembull, kur gjatësia e valës së lazerit është më e madhe se 1um, uji është thithësi kryesor. Lazerët jo vetëm që mund të prodhojnë efekte termike në thithjen e indeve njerëzore për prerje kirurgjikale dhe koagulim, por gjithashtu mund të prodhojnë efekte mekanike.

Sidomos pasi njerëzit zbuluan efektet mekanike jolineare të lazerëve, siç është gjenerimi i flluskave të kavitacionit dhe valëve të presionit, lazerët u aplikuan në teknikat e fotodisrupsionit, siç janë kirurgjia e kataraktit dhe kirurgjia kimike e thërrmimit të gurëve në veshka. Lazerët gjithashtu mund të prodhojnë efekte fotokimike për të udhëhequr ilaçet kundër kancerit me ndërmjetësues fotosensitivë për të çliruar efektet e ilaçeve në zona specifike të indeve, siç është terapia PDT. Lazeri i kombinuar me farmakokinetikën luan një rol shumë të rëndësishëm në fushën e mjekësisë precize.

2. Përdorimi i dritës si mjet për ndriçim dhe imazhe in vivo

Që nga vitet 1990, CCD (Charge-Coupled)Pajisja) kamera u prezantua në kirurgjinë minimalisht invazive (Terapia Minimalisht Invazive, MIT), dhe optika pësoi një ndryshim cilësor në aplikimet kirurgjikale. Efektet e imazherisë së dritës në kirurgjinë minimalisht invazive dhe të hapur përfshijnë kryesisht endoskopët, sistemet e mikro-imazherisë dhe imazherinë kirurgjikale holografike.

FleksibëlEndoskop, duke përfshirë gastroenteroskopin, duodenoskopin, kolonoskopin, angioskopin, etj.

Rruga optike e endoskopit

Rruga optike e endoskopit përfshin dy sisteme të pavarura dhe të koordinuara të ndriçimit dhe imazherisë.

I ngurtëEndoskop, duke përfshirë artroskopinë, laparoskopinë, torakoskopinë, ventrikuloskopinë, histeroskopinë, cistoskopinë, otolinoskopinë, etj.

Endoskopët e ngurtë në përgjithësi kanë vetëm disa kënde të fiksuara të shtegut optik për të zgjedhur, të tilla si 30 gradë, 45 gradë, 60 gradë, etj.

Një kamerë miniaturë trupi është një pajisje imazherie e bazuar në një platformë teknologjike miniaturë CMOS dhe CCD. Për shembull, një endoskop kapsulë,PillCam. Mund të hyjë në sistemin tretës të trupit të njeriut për të kontrolluar lezionet dhe për të monitoruar efektet e barnave.

Endoskopi i kapsulës

Mikroskop holografik kirurgjikal, një pajisje imazherie që përdoret për të vëzhguar imazhe 3D të indeve të imëta në kirurgjinë precize, siç është neurokirurgjia për kraniotominë.

Mikroskopi holografik kirurgjikal

Përmbledh:

1. Për shkak të efektit termik, efektit mekanik, efektit të fotosensibilitetit dhe efekteve të tjera biologjike të lazerit, ai përdoret gjerësisht si burim energjie në kirurgjinë minimalisht invazive, trajtimin jo-invaziv dhe terapinë e synuar me ilaçe.

2. Për shkak të zhvillimit të teknologjisë së imazherisë, pajisjet e imazherisë optike mjekësore kanë bërë përparim të madh në drejtim të rezolucionit të lartë dhe miniaturizimit, duke hedhur themelet për kirurgji minimalisht invazive dhe precize in vivo. Aktualisht, pajisjet më të përdorura të imazherisë mjekësore përfshijnëendoskopët, imazhe holografike dhe sisteme mikro-imazherie.