Optik biliminin gelişmesi ve uygulanması, minimal invaziv cerrahi, lazer tedavisi, hastalık teşhisi, biyolojik araştırma, DNA analizi gibi alanlarda modern tıp ve yaşam bilimlerinin hızlı bir gelişme evresine girmesine yardımcı olmuştur.

Cerrahi ve Farmakokinetik

Cerrahi ve farmakokinetikte optiğin rolü esas olarak iki açıdan kendini gösterir: lazer ve in vivo aydınlatma ve görüntüleme.

1. Lazerin enerji kaynağı olarak uygulanması

Lazer tedavisi kavramı, 1960'larda göz cerrahisine kazandırıldı. Farklı lazer türleri ve özellikleri anlaşıldıkça, lazer tedavisi hızla diğer alanlara da yayıldı.

Farklı lazer ışık kaynakları (gaz, katı vb.) darbeli lazerler (darbeli lazerler) ve sürekli lazerler (sürekli dalga) yayabilir ve bunlar insan vücudunun farklı dokuları üzerinde farklı etkilere sahiptir. Bu ışık kaynakları başlıca şunlardır: darbeli yakut lazeri (darbeli yakut lazer); sürekli argon iyon lazeri (CW argon iyon lazer); sürekli karbondioksit lazeri (CW CO2); itriyum alüminyum garnet (Nd:YAG) lazeri. Sürekli karbondioksit lazeri ve itriyum alüminyum garnet lazeri, insan dokusunu keserken kan pıhtılaşma etkisi gösterdiğinden, genel cerrahide en yaygın olarak kullanılırlar.

Tıbbi tedavide kullanılan lazerlerin dalga boyu genellikle 100 nm'den büyüktür. İnsan vücudunun farklı dokularında farklı dalga boylarındaki lazerlerin emilimi, tıbbi uygulamalarının genişletilmesinde kullanılmaktadır. Örneğin, lazerin dalga boyu 1 µm'den büyük olduğunda, su birincil emici görevi görür. Lazerler, cerrahi kesme ve pıhtılaşma için insan dokusunda sadece termal etkiler değil, aynı zamanda mekanik etkiler de oluşturabilir.

Özellikle kavitasyon kabarcıkları ve basınç dalgaları gibi lazerlerin doğrusal olmayan mekanik etkilerinin keşfedilmesinden sonra, lazerler katarakt ameliyatı ve böbrek taşı kırma kimyasal ameliyatı gibi fotodisrupsiyon tekniklerinde kullanılmaya başlandı. Lazerler ayrıca, fotokimyasal etkiler üreterek, fotosensitif aracı maddelerle kanser ilaçlarını belirli doku bölgelerinde ilaç etkilerini serbest bırakacak şekilde yönlendirebilir; örneğin PDT terapisi gibi. Farmakokinetik ile birleştirilmiş lazer, hassas tıp alanında çok önemli bir rol oynamaktadır.

2. Işığın canlı organizmada aydınlatma ve görüntüleme aracı olarak kullanımı

1990'lardan beri CCD (Yük Bağlantılı)Minimal invaziv cerrahiye (Minimal İnvaziv Terapi, MIT) kamera entegre edildi ve optik alanında cerrahi uygulamalarda niteliksel bir değişim yaşandı. Minimal invaziv ve açık cerrahide ışığın görüntüleme etkileri esas olarak endoskopları, mikro görüntüleme sistemlerini ve cerrahi holografik görüntülemeyi kapsamaktadır.

EsnekEndoskopGastroenteroskop, duodenoskop, kolonoskop, anjiyoskop vb. dahil.

Endoskopun optik yolu

Endoskopun optik yolu, birbirinden bağımsız ve koordineli iki aydınlatma ve görüntüleme sistemini içerir.

KatıEndoskopArtroskopi, laparoskopi, torakoskopi, ventriküloskopi, histeroskopi, sistoskopi, otolinoskopi vb. dahil olmak üzere.

Sert endoskoplar genellikle 30 derece, 45 derece, 60 derece gibi yalnızca birkaç sabit optik yol açısı seçeneğine sahiptir.

Miniatür vücut kamerası, minyatür CMOS ve CCD teknoloji platformuna dayalı bir görüntüleme cihazıdır. Örneğin, kapsül endoskop,PillCam, insan vücudunun sindirim sistemine girerek lezyonları kontrol edebilir ve ilaçların etkilerini izleyebilir.

kapsül endoskop

Cerrahi holografik mikroskop, kraniotomi gibi hassas cerrahi işlemlerinde ince dokuların 3 boyutlu görüntülerini gözlemlemek için kullanılan bir görüntüleme cihazıdır.

Cerrahi holografik mikroskop

Özetleyin:

1. Lazerin termal etkisi, mekanik etkisi, fotosensitivite etkisi ve diğer biyolojik etkileri nedeniyle, minimal invaziv cerrahi, invaziv olmayan tedavi ve hedefli ilaç tedavisinde yaygın olarak enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.

2. Görüntüleme teknolojisindeki gelişmeler sayesinde, tıbbi optik görüntüleme ekipmanları yüksek çözünürlük ve minyatürleştirme yönünde büyük ilerleme kaydetmiş ve minimal invaziv ve hassas in vivo cerrahi için temel oluşturmuştur. Şu anda en yaygın kullanılan tıbbi görüntüleme cihazları şunlardır:endoskoplarHolografik görüntüler ve mikro görüntüleme sistemleri.