Lazeriai medicinoje. Lazerių naudojimas medicinoje ir moksle

Per pastaruosius penkiasdešimt metų lazeriai buvo naudojami oftalmologijos, onkologija, plastinės chirurgijos ir daugelyje kitų sričių medicinos ir biomedicinos tyrimams.

Dėl naudojant šviesą gydyti ligą buvo žinoma jau tūkstančius metų prieš galimybę. Senovės graikai ir egiptiečiai naudojami saulės spindulinė terapija, o šie du idėjos buvo net viena su kita susijusios mitologija - graikų dievas Apolonas buvo saulės ir gydymo dievas.

Tai buvo tik po to, kai nuosekli spinduliuotės šaltinis išradimo daugiau nei prieš 50 metų buvo išties nustatė galimą naudoti šviesos medicinoje.

Dėl savo ypatingų savybių, lazeris yra daug veiksmingiau nei saulės spindulių ar kitų šaltinių. Kiekvienas kvantinis generatorius veikia labai siaurą bangos ilgio diapazone, ir skleidžia nuoseklų šviesos. Be to, lazeriai medicinoje leidžia jums sukurti daugiau galios. energijos spindulys gali būti orientuota į labai mažą tašką, kuris lemia jo didelio tankio. Šios savybės lėmė tai, kad šiandien lazeriai yra naudojami daugelyje sričių medicinos diagnostika, terapija ir chirurgija.

Odos ir akių gydymas

Lazerių medicinos naudojimas prasidėjo oftalmologijos ir dermatologijos. Maser buvo atidarytas 1960 m. Ir po metų, kad Leon Goldman parodė, kaip rubino raudonumo lazerio medicinoje gali būti naudojamas pašalinti kapiliarų displazija, įvairių nevi ir melanoma.

Ši programa yra grindžiama nuosekliais šviesos šaltinių galimybę dirbti tam tikro bangos ilgio. Šaltiniai nuosekliai spinduliuotės dabar yra plačiai naudojamas pašalinti navikai, tatuiruotes, plaukus ir apgamai.

Dermatologijoje, lazeriai yra naudojami įvairių tipų ir bangos ilgį, kuris yra, atsirandantiems dėl skirtingų tipų išgydomų pažeidimų ir jų viduje pagrindinio sugerianti medžiaga. Bangos ilgis taip pat priklauso nuo paciento odos.

Šiandien neįmanoma praktikuoti dermatologijos ir oftalmologija be lazerių, nes jie tapo pagrindiniai įrankiai pacientų priežiūrą. Lazerių, skirtų regėjimo korekcijos ir įvairių akių programų padidėjo po Charlz Kempbell 1961 naudojimas tapo pirmąja gydytojas naudoti raudoną lazerį medicinoje išgydyti pacientą su tinklainės atšoka.

Vėliau, šiam tikslui, oftalmologai pradėjo naudoti argono šaltinius nuosekliai spinduliuotės žalia spektro dalis. Čia, akies, ypač objektyvo savybės sutelkti į tinklainės atšoka srityje sija buvo įtraukti. Labai galia aparatai jis tiesiog suvirina.

Pacientai su kai geltonosios dėmės degeneracijos formas gali padėti lazerio chirurgija - lazerio Photocoagulation ir fotodinaminė terapija. Pirmoje tvarka sudaro nuoseklią spinduliuotės spindulys yra naudojamas sandarinimo kraujagysles ir jų patologinę lėtėja augimo pagal geltonosios dėmės.

Panašūs tyrimai buvo atlikti 1940 metais su saulės spindulių, bet ir jų sėkmingo gydytojų reikėjo unikalias savybes kvantinės generatorių. Po argono lazerio paraišką tapo stotelė vidinis kraujavimas. Selektyvios absorbcijos žalia šviesa hemoglobino - pigmentas raudonųjų kraujo kūnelių - buvo naudojamas blokuoti kraujagyslių kraujavimo. Dėl vėžio gydymo sunaikinti kraujagysles per naviko ir jo tiekia maistines medžiagas.

Tai negali būti pasiektas naudojant saulės šviesą. Medicina yra labai konservatyvūs, kaip ji turėtų būti, bet nuosekliai spinduliuotės šaltinių gavo pripažinimą įvairiose srityse. Lazeriai medicinoje pakeitė daug tradicinių įrankius.

Oftalmologija ir dermatologijos pat pasinaudojo eksimeriniu šaltinių nuosekliai spinduliuotės ultravioletinėje spektro srityje. Jie buvo plačiai naudojamas pakeisti ragenos (LASIK) už regėjimo korekcijos formos. Lazeriai estetinės medicinos naudojamas pašalinti dėmes ir raukšles.

Pelningas kosmetikos chirurgija

Šie technologiniai pokyčiai neišvengiamai lankytinos komerciniai investuotojai, nes jie turi didelį potencialą pelno. Analitikas įmonė Medtech Įžvalgos 2011 apskaičiuota kosmetikos lazerinės įrangos vertė daugiau nei 1 mlrd $ rinką. Iš tiesų, nepaisant to, kad bendrai paklausai sveikatos sistemoje per pasaulinės recesijos sumažėjo, kosmetikos chirurgija, remiantis lazerių naudojimą, toliau naudojasi stabilia paklausa Jungtinėse Amerikos Valstijose - dominuojantį lazerinių sistemų rinką.

Vizualizacija ir diagnostika

Lazeriai medicinoje vaidina svarbų vaidmenį ankstyvam vėžio ir daugelio kitų ligų. Pavyzdžiui, Tel Avivas, mokslininkų grupės domina infraraudonųjų spindulių spektroskopija, naudojant infraraudonųjų spindulių šaltinius nuosekliai spindulių. Dėl šios priežasties yra ta, kad vėžys ir sveikas audinys gali turėti skirtingas pralaidumas infraraudonųjų spindulių diapazone. Vienas iš perspektyviausių programų šio metodo yra melanomos nustatymas. Odos vėžys, ankstyva diagnozė yra labai svarbus pacientams, išlikimui. Šiuo metu melanomos nustatymas yra ant akių, todėl yra remtis gydytojo įgūdžių.

Izraelyje, kartą per metus, kiekvienas asmuo gali eiti į nemokamą patikrą melanomos. Prieš keletą metų viename iš pagrindinių medicinos centrai atliko tyrimą, kuris lėmė galimybę aiškiai Atkreipkite dėmesį į spindulių diapazono skirtumas tarp potencialų skirtumas, bet nepavojingi charakteristikas, ir dabartinę melanoma.

Katzir, pirmosios konferencijos SPIE biomedicinos optika 1984 organizatorius ir jo komanda Tel Avivo taip pat sukūrė optinių skaidulų, kurios yra skaidrios infraraudonųjų spindulių bangų ilgio, leidžianti pratęsti šį metodą vidaus diagnostikai. Be to, ji gali būti greitai ir neskausmingai alternatyva gimdos kaklelio tepinėlius ginekologijos.

Mėlyna puslaidininkių lazerių medicinoje buvo taikoma fluorescencijos diagnozę.

Sistemos, kurios remiasi kvantinės generatorių taip pat pradeda pakeisti rentgenogramą, kuris buvo tradiciškai naudojamas mamografiją. Rentgeno spinduliai gydytojai įdėti sunkų dilema: už patikimą aptikimo vėžio jie turi būti aukšto intensyvumo, bet spinduliuotė augimas savaime padidina vėžio riziką. Arba mes studijavo naudojant labai spartų lazerio impulsus krūties paveikslėlio galimybę ir kitų kūno dalių, pavyzdžiui, smegenis.

UŠT į akis ir ne tik

Lazeriai biologijoje ir medicinoje buvo naudojamas optinis nuoseklumo tomografijos (UŠT), kuris sukėlė entuziazmo bangą. Ši vaizdo techniką naudoja Maser savybių ir gali duoti labai aiškūs (dėl mikronų tvarka), realaus laiko trimatis vaizdas ir priešpriešinį biologinį audinį. UŠT jau taikomas oftalmologijos, ir gali, pavyzdžiui, kad oftalmologas pamatyti skerspjūvį ragenos diagnozuoti tinklainės sutrikimų ir glaukoma. Šiandien mašinos pradėjo būti naudojamas ir kitose medicinos srityse.

Vienas iš didžiausių sričių susiformavo į Spal užsiima gauti pluošto optinis vaizdo arterijas. Optinis darna tomografija gali būti naudojamas įvertinti būklę gali plyšti nestabili apnašas.

Mikroskopija gyvųjų organizmų

Lazeriai mokslo, inžinerijos, medicinos, taip pat vaidina svarbų vaidmenį daugelio tipų mikroskopu. daug tyrimų buvo padaryta šioje srityje, tikslas yra įsivaizduoti, kas vyksta viduje, paciento kūno be skalpelio naudojimui.

Sunkiausia pašalinti vėžys yra poreikis nuolat griebiasi mikroskopo paslaugos, chirurgas gali įsitikinti, kad viskas daroma teisingai. Gebėjimas daryti mikroskopija "gyvai" ir realiu laiku yra reikšmingas pasiekimas.

Naujas taikymas lazerių meno ir medicina - nuskaitymo netoli lauko optinį mikroskopą, kuris gali gaminti vaizdus rezoliucijos daug didesnis nei įprastų mikroskopai. Šis metodas yra pagrįstas optinio pluošto su dantukais galuose, yra mažesnis nei šviesos bangos ilgį. Tai leido subwavelength vaizdavimo, ir pamatus biologinių ląstelių vaizdavimo. Šios technologijos naudojimas infraraudonųjų lazerių leis geriau suprasti Alzheimerio ligos, vėžio ir kitų ląstelių pakitimais.

Fotodinaminė terapija ir kiti gydymo būdai

Pokyčiai optinių skaidulų srityje padeda suteikti lazerių ir kitų sričių naudojimą. Be to, jie leidžia diagnozuoti per kūną, nuoseklių spinduliuotės energija gali būti perduodama, kai ji yra reikalinga. Tai gali būti naudojama gydyti. Skaidulinių lazerių yra daug labiau pažengęs. Jie iš esmės pakeisti medicinos ateitį.

Laukas Photomedicine, naudojant šviesai jautrių cheminių medžiagų, kurios sąveikauja su kūnu ypatingu būdu, gali griebtis naudojant lazerius tiek diagnozuojant ir gydant pacientus. Fotodinaminiam terapija (PDT), pavyzdžiui, lazerio ir šviesai narkotikų gali atkurti regėjimą pacientams, sergantiems "šlapio" formos amžiumi susijusios geltonosios dėmės degeneracija, pagrindinė priežastis, dėl aklumo žmonių per 50 metų amžiaus.

Onkologijoje kai porfirinai kauptis vėžinių ląstelių ir švyti, kai šviečia tam tikrą bangos ilgį, nurodant naviko vietą. Jei tie patys junginiai yra tada pažymėkite kitą bangos ilgį, jie tampa nuodingi ir nužudyti pažeistas ląsteles.

Raudonas helio-neono dujų lazerio naudojamas medicinoje osteoporozės, psoriazės, venų opų ir kt gydymo, Kadangi šis dažnis yra gerai absorbuojamas hemoglobino ir fermentų. Radiacinės lėtina uždegimas, edema ir hiperemija trukdo, pagerina kraujotaką.

Asmeninės gydymas

kitos dvi sritys, kuriose yra naudojimas Lazeriai - genetikos ir epigenetics.

Ateityje viskas įvyks nanodalelės, kurios leis praktikuoti mediciną ląstelių skalę. Lazeriai, kuri gali generuoti femtosekundine impulsus ir pritaikyta tam tikro bangos ilgio, yra idealūs partneriai gydytojai.

Tai atvers duris asmeninį gydymo remiantis individualiu paciento genomą.

Leon Goldman - "įkūrėjas lazerinės medicinos

Kalbant apie lazerių naudojimo žmonių gydymui, jau nekalbant Leon Goldman. Jis yra žinomas kaip "tėvas" lazerinės medicinos.

Praėjus metams po nuoseklaus spinduliuotės šaltinio Goldman išradimas pirmą tyrėjas jį naudoti odos ligoms gydyti. Technika taikomas mokslininkas, kuris nutiesė kelią tolesniam vystymuisi lazerio dermatologijos.

Jo tyrimai 1960-ųjų viduryje lėmė rubino BMR generatoriaus naudojimo operacijos tinklainės ir tokių atradimų kaip nuoseklios spinduliuotės galimybė tuo pačiu metu sumažinti odą ir užsandarinti kraujagysles, apriboti kraujavimas.

"Goldman, kurie dirbo didžiąją savo karjeros, dermatologas ne Cincinačio universitete, įkūrė American Society of Lazeriai Medicina ir chirurgija, ir padėjo pamatus lazerio saugumą pamatus. Jis mirė 1997 metais

mažinami

Pirmasis 2-mikronų lazerių dvigubai didesne lova dydį ir atšaldomas skystu azotu. Šiandien pasirodė diodas, kuris tilptų į delną, o dar labiau miniatiūrines skaidulinių lazerių. Tokie pokyčiai yra grindinio kelią naujų taikomųjų programų ir pokyčius. Medicina ateities turės mažą lazeriai smegenų operacijos.

Dėka technologijų pažanga yra pastovus mažinimas išlaidas. Lygiai taip, kaip lazeriai tapo kasdienybe plataus vartojimo elektronikos, jie pradėjo vaidinti pagrindinį vaidmenį ligoninės įranga.

Jei anksčiau lazeriai medicinoje buvo labai didelis ir sudėtingas, tai šiandien jų gamyba Optinių skaidulų žymiai sumažinti išlaidas, o perėjimas prie nanolevel bus dar labiau sumažinti išlaidas.

kitos programos

Naudojant lazerių urologai gali gydyti šlaplės susiaurėjimo, gerybinių karpos, šlapimo akmenys, šlapimo pūslės kontraktūros, ir prostatos išvešėjimo.

Lazerinių naudoti medicinoje leido neurochirurgai padaryti tikslius pjūvius ir atlikti endoskopinę egzaminus smegenų ir stuburo smegenų.

Veterinarijos gydytojai naudoti lazerių endoskopiniams procedūrų, koaguliacijos navikų, pjūvį, ir fotodinaminės terapijos.

Stomatologai naudoti nuoseklų šviesos už skyles dantenų operacijos ir antibakterinių procedūras, dantų jautrumą ir roto veido diagnozę.

Lazeriniai pincetai

Biomedicinos mokslininkai naudojo optinis pincetas visame pasaulyje, mobiliuosius rūšiuotojai, taip pat daug kitų įrankių. Lazeriniai pincetai žada geriau ir greičiau diagnozė vėžys ir naudojama fiksuoti virusus, bakterijas, baudos metalo daleles ir DNR grandinę.

Optinis vaizdo pincetai koherentinį pluoštą spinduliuotės yra naudojami laikyti ir pasukti mikroskopinius objektus tuo pačiu būdu, kaip metalo ar plastiko pincetu, galinčių pasiimti mažų ir trapius objektus. Individualūs molekulės gali būti manipuliuojama prilipti juos į stiklo arba mikronų dydžio granulių polistireno gabalas. Kai šviesos smūgį į perdavimą, jis yra išlenktas ir turi mažą poveikį, stumia kamuolį tiesiai į pluošto centro.

Tai sukuria "optinį jutiklį, kuris yra pajėgus išlaikyti nejudamą mažas daleles į šviesos spindulį.

Lazerinis medicina: privalumai ir trūkumai

Nuoseklių spinduliuotės energija, iš kurios gali būti moduliuojama intensyvumas, yra naudojami siekiant sumažinti, sunaikinimui ar pakeitimui ląstelę arba tarpląstelinio struktūros biologinių audinių. Be to, lazerių vaisto vartojimo, trumpai tariant, sumažina infekcijos riziką ir skatina gijimą. Lazerių naudojimas chirurgijoje padidina pjovimo tikslumą, tačiau jie yra pavojingi nėščioms moterims ir yra naudojimo fotosensitizuojantis narkotikų kontraindikacija.

Kompleksas struktūra audinių neleidžia vienareikšmiškai interpretuoti klasikinių biologinių tyrimų rezultatais. Lazeriai medicinoje (foto) yra veiksminga priemonė, skirta vėžinių ląstelių naikinimo. Tačiau galingi šaltiniai nuosekliai spinduliuotės yra beatodairiškai ir sunaikinti ne tik paveikti, bet ir aplinkinių audinių. Šis viešbutis - svarbi mikropjūvio metodas naudojamas molekulinės analizės lankytinas vietas su selektyviniu sunaikinimo nereikalingų ląstelių galimybė. Šios technologijos tikslas yra įveikti heterogeniškumo dabartinį visų biologinių audinių, siekiant palengvinti savo tyrimus gerai apibrėžtą gyventojų. Šia prasme, lazeris mikropjūvio padarė reikšmingą indėlį į mokslinių tyrimų plėtros fiziologinių mechanizmų, kad šiandien galima aiškiai įrodyti, populiacijos lygiu, ir net vienos ląstelės supratimą.

Funkcinis audinių inžinerija tapo pagrindinis veiksnys, biologijos vystymuisi. Kas atsitinka, jei mes sumažinti aktino skaidulų padalijimo? Ar Drosophila embrionas yra stabilus, jei sunaikinti ląsteles, kai lankstymo sąlygas? Kokie parametrai dalyvaujančios augalų MERISTEM zonoje? Visi šie klausimai gali būti išspręsti su lazerių pagalba.

nanomedicina

Pastaruoju metu daug nanodarinių daugybės turintis savybių tinkamas tam tikro biologinės įvairias taikomąsias programas. Svarbiausia yra:

• kvantiniai taškai - spinduliuojantis smulkioms dalelėms nanometro dydžių, naudojamų didelio jautrumo vaizdavimo ląstelės;
• magnetiniai nanodalelės, kurios yra plačiai naudojamos medicinos praktikoje;
• polimero dalelės pagal kapsulėse terapinių molekulių;
• metalo nanodalelės.

Nanotechnologijų plėtra ir lazerių vaisto vartojimo, trumpai tariant, sukėlė revoliuciją administravimo narkotikų kelią. Nanodalelių, kuriose vaistų suspensijos gali padidinti terapinį indeksą daugelio junginių (veiksmingumo ir padidinti tirpumą, mažesnis toksiškumas) selektyviu veiksmų ant pažeistų audinių ir ląstelių. Jie pristatyti aktyvų ingredientą, taip pat kontroliuojamą atpalaidavimą veikliosios medžiagos, atsižvelgiant į išorės dirgiklius. Nanoteranostika eksperimentinio metodas yra aprūpinti toliau naudojamas dvejopai nanodalelių, narkotikų junginio, gydymo ir diagnostikos vaizdavimo agentų, kuris atveria kelią asmeninį gydymui.

Lazerių naudojimas medicinoje ir biologijoje už mikropjūvio ir fotoablatsii leidžiama įvairių lygių suprasti fiziologinius mechanizmus ligos vystymąsi. Rezultatai padės nustatyti geriausius būdus diagnostikos ir gydymo kiekvienam pacientui. Nanotechnologijų plėtra glaudžiai susijusi su į vaizdavimo srityje pasiekimus, taip pat bus labai svarbus. Nanomedicina yra perspektyvi nauja forma gydymo tam tikrų vėžio rūšių, infekcinės ligos arba diagnozės.