Lasers in medisyne. Die gebruik van lasers in medisyne en wetenskap

Oor die afgelope vyftig jaar lasers gebruik is in oftalmologie, onkologie, plastiese chirurgie en vele ander gebiede van medisyne en biomediese navorsing.

Oor die moontlikheid van die gebruik van lig te behandel siekte is bekend vir duisende jare gelede. Die antieke Grieke en Egiptenare gebruik sonkrag bestraling, en hierdie twee idees is selfs verwant aan mekaar in die mitologie - Griekse god Apollo was die god van die son en genesing.

Dit was eers nadat die samehangende bestraling bron van die uitvinding meer as 50 jaar gelede wel potensiële gebruik van lig in medisyne is geïdentifiseer.

As gevolg van sy spesiale eienskappe, die laser is baie meer doeltreffend as sonstraling of ander bronne. Elke kwantum kragopwekker is wat in 'n baie smal golflengte reeks en straal koherente lig. Ook, lasers in medisyne toelaat om meer krag te skep. energie balk kan gefokus word op 'n baie klein punt, wat lei tot die hoë digtheid. Hierdie eienskappe het gelei tot die feit dat ons vandag lasers gebruik word in baie gebiede van mediese diagnose, behandeling en chirurgie.

Vel en oog behandeling

Die gebruik van lasers in medisyne begin met oftalmologie en vel. Maser geopen in 1960. En 'n jaar daarna Leon Goldman gedemonstreer hoe robynrooi laser in medisyne gebruik kan word om die kapillêre displasie, verskeidenheid van nevi en melanoom verwyder.

Hierdie aansoek is gebaseer op samehangende ligbronne die vermoë om te werk op 'n spesifieke golflengte. Bronne van samehangende bestraling is nou algemeen gebruik word om gewasse, tattoos, hare en mol te verwyder.

In vel, is lasers gebruik verskillende tipes en golflengtes, wat veroorsaak word deur verskillende tipes behandelbaar letsels en die hoof-absorberende materiaal binne-in hulle. Die golflengte ook afhanklik van die pasiënt se vel.

Vandag is dit onmoontlik om vel en oftalmologie oefen sonder lasers, aangesien hulle basiese gereedskap van pasiëntsorg geword. Die gebruik van lasers vir visie regstelling en 'n wye verskeidenheid van oftalmiese aansoeke verhoog na Charlz Kempbell in 1961 is die eerste dokter om rooi laser gebruik in medisyne aan die pasiënt met retinale loslating genees.

Later, vir hierdie doel, oogarts begin met argon bronne van samehangende bestraling in die groen gedeelte van die spektrum. Hier is die eienskappe van die oog, veral die lens om te fokus die balk in die veld van retinale loslating betrokke was. Hoogs krag apparaat dit letterlik sweislasse.

Pasiënte met 'n paar vorme van makulêre degenerasie kan help laser chirurgie - laser fotokoagulasie en foto dinamiese terapie. In die eerste prosedure, is 'n bundel van samehangende bestraling gebruik om bloedvate te seël en stadiger hul abnormale groei onder die makula.

Soortgelyke studies is gedoen in 1940 met sonlig, maar vir hul suksesvolle voltooiing van die dokters is die unieke eienskappe van kwantum kragopwekkers nodig. Na aanleiding van die toepassing van 'n argon laser het 'n stop inwendige bloeding geword. Selektiewe absorpsie van groen lig deur hemoglobien - pigment rooibloedselle - is gebruik vir die sluit van bloedvat bloeding. Vir die behandeling van kanker te vernietig bloedvate in die gewas en sy lewer voedingstowwe.

Dit kan nie bereik word deur gebruik te maak van sonlig. Medisyne is baie konserwatief, soos dit moet wees nie, maar die bronne van samehangende bestraling ontvang erkenning in sy verskillende gebiede. Lasers in medisyne het baie tradisionele instrumente vervang.

Oftalmologie en Dermatologie ook voordeel getrek uit excimer bronne van samehangende bestraling in die ultraviolet-reeks. Hulle is wyd gebruik word om die vorm van die kornea (LASIK) vir visie regstelling verander. Lasers in estetiese medisyne wat gebruik word om vlekke en plooie te verwyder.

Winsgewende kosmetiese chirurgie

Hierdie tegnologiese ontwikkelings sal onvermydelik gewilde kommersiële beleggers, as hulle 'n groot potensiaal vir wins. Ontleder firma Medtech Insig in 2011 beraam dat die mark van kosmetiese laser toerusting ter waarde van meer as $ 1 miljard. Trouens, ten spyte van die afname in die algehele vraag na gesondheidstelsel tydens die wêreldwye resessie, kosmetiese chirurgie, gebaseer op die gebruik van lasers, voortgaan om te geniet stabiele vraag in die Verenigde State van Amerika - die dominante laser stelsels mark.

Visualisering en diagnose

Lasers in medisyne speel 'n belangrike rol in die vroeë opsporing van kanker en baie ander siektes. Byvoorbeeld, in Tel Aviv, 'n groep wetenskaplikes wat belangstel infrarooi spektroskopie gebruik van infrarooi bronne van samehangende bestraling. Die rede hiervoor is dat kanker en gesonde weefsel verskillende deurlaatbaarheid in die infrarooi-reeks kan hê. Een van belowende aansoeke van hierdie metode is die identifisering van melanoom. Velkanker, vroeë diagnose is baie belangrik vir die oorlewing van pasiënte. Op die oomblik, die opsporing van melanoom is op die oë, so is om te vertrou op vaardigheid die dokter se.

In Israel, een maal per jaar, kan elke persoon na 'n gratis vertoning van melanoom. 'N paar jaar gelede in een van die groot mediese sentrums gedoen om die studie, wat gelei het tot 'n geleentheid om die verskil in die infrarooi verskeidenheid van die verskil tussen die potensiële duidelik waarneem, maar nie gevaarlik eienskappe, en die huidige melanoom.

Katzir, die organiseerder van die eerste konferensie van SPIE Biomediese Optics in 1984, en sy span in Tel Aviv het ook ontwikkel optiese vesel wat deursigtig is om infrarooi golflengtes, sodat hierdie metode uit te brei na die interne diagnose. Daarbenewens kan dit 'n vinnige en pynlose alternatief vir servikale smere in ginekologie wees.

Blou halfgeleier laser in medisyne toegepas in fluoressensie diagnose.

Stelsels gebaseer op kwantum kragopwekkers is ook die begin van die X-straal, wat tradisioneel gebruik is in mammografie vervang. X-strale dokters het 'n moeilike dilemma, want betroubare opsporing van kanker wat hulle nodig het om 'n hoë intensiteit, maar groei bestraling op sigself verhoog die risiko van kanker. Alternatiewelik, bestudeer ons die moontlikheid van die gebruik van baie vinnige laser pulse vir beeld 'n bors, en ander dele van die liggaam soos die brein.

Oktober vir die oog en nie net

Lasers in biologie en medisyne is gebruik in optiese samehang tomografie (Oktober), wat 'n golf van entoesiasme gelei. Hierdie beelding tegniek gebruik maser eienskappe en kan gee 'n baie duidelike (op die einde van 'n mikron), 'n real-time drie-dimensionele beeld en die kruis biologiese weefsel. Oktober is reeds toegepas in oftalmologie, en kan, byvoorbeeld, in staat te stel die oogarts 'n deursnit van die kornea te sien vir die diagnose van retinale siektes en gloukoom. Vandag, masjiene begin ook gebruik word in ander velde van medisyne.

Een van die grootste gebiede gevorm as gevolg van Oktober betrokke te kry vesel-optiese beeldvorming are. Optiese samehang tomografie gebruik kan word om die toestand wat geneig is tot skeuring van onstabiele gedenkplaat te evalueer.

Mikroskopie van lewende organismes

Lasers in wetenskap, ingenieurswese, medisyne 'n sleutelrol speel ook in baie verskillende tipes van mikroskopie. 'n groot aantal van navorsing gedoen is in hierdie area, die doel is om te visualiseer wat gebeur binne-in die pasiënt se liggaam sonder die gebruik van 'n skalpel.

Die meeste moeilik om te verwyder die kanker is die behoefte om voortdurend terugval op die dienste van die mikroskoop, kan die chirurg maak seker alles is korrek gedoen. Die vermoë om te doen mikroskopie "live" en in real time 'n beduidende prestasie.

'N Nuwe aansoek van lasers in die kuns en medisyne - skandering naby-veld optiese mikroskopie, wat beelde kan produseer met 'n resolusie veel hoër as dié van konvensionele mikroskope. Hierdie metode is gebaseer op optiese vesel met kerwe op die punte, is kleiner as die golflengte van lig. Dit het die subwavelength beelding, en het die grondslag gelê vir die beelding van biologiese selle. Die gebruik van hierdie tegnologie in infrarooi lasers sal 'n beter begrip van Alzheimer se siekte, kanker en ander veranderinge in die selle toelaat.

Fotodinamiese terapie en ander behandelings

Ontwikkelings in die veld van optiese vesel help om die gebruik van lasers en ander velde te bemagtig. Daarbenewens het hulle laat diagnose binne die liggaam, kan die energie van samehangende bestraling na die plek waar dit benodig word oorgedra. Dit kan gebruik word in die behandeling. Vesellasers is baie meer gevorderde. Hulle radikaal verander die toekoms van medisyne.

Veld van Photomedicine, met behulp van die lig-sensitiewe chemikalieë wat in wisselwerking met die liggaam in 'n spesiale manier, kan terugval op die gebruik van lasers vir beide diagnose en behandeling van pasiënte. In foto dinamiese terapie (PDT), byvoorbeeld, 'n laser en 'n fotosensitiewe dwelm kan visie te herstel in pasiënte met 'n "nat" vorm van ouderdom-verwante makulêre degenerasie, 'n belangrike oorsaak van blindheid in mense bo die ouderdom van 50 jaar.

In onkologie versamel sommige porfiriene in kankerselle, en fluorescerende wanneer verligte sekere golflengte, wat dui op die ligging van die tumor. As hierdie selfde verbindings dan na vore te bring 'n ander golflengte, word hulle giftig en die dood van die beskadigde selle.

'N Rooi helium-neon gas laser gebruik in medisyne in die behandeling van osteoporose, psoriase, veneuse ulkusse, ens, As hierdie frekwensie goed geabsorbeer deur hemoglobien en ensieme. Bestraling vertraag inflammasie, edeem en hiperemie verhoed, verbeter bloedtoevoer.

persoonlike behandeling

Twee ander gebiede waar daar 'n gebruik vir lasers - genetika en epigenetika.

In die toekoms, sal alles gebeur by die nanoskaal, wat jou sal toelaat om medisyne te oefen in die sel skaal. Lasers wat femtosekonde polse kan genereer en hoogte van 'n spesifieke golflengte, is ideaal vennote vir dokters.

Dit sal die deur oop te maak vir 'n persoonlike behandeling gebaseer op genoom die individuele pasiënt se.

Leon Goldman - stigter van Laser Geneeskunde

Praat oor die gebruik van lasers in die behandeling van mense, nie te praat van Leon Goldman. Dit staan bekend as die "vader" van laser medisyne.

'N Jaar ná die samehangende bestraling bron Goldman uitvinding die eerste navorser om dit te gebruik vir die behandeling van die vel siektes. Die tegniek toegepas wetenskaplike wat die weg gebaan vir die latere ontwikkeling van laser vel.

Sy navorsing in die middel-1960's het gelei tot die gebruik van 'n robyn maser in chirurgie van die retina en om sulke ontdekkings as die moontlikheid van samehangende bestraling op dieselfde tyd te sny die vel en verseël die bloedvate, die beperking van bloeding.

Goldman, wat vir die grootste deel van sy loopbaan, 'n dermatoloog by die Universiteit van Cincinnati gewerk, die stigter van die Amerikaanse Vereniging van lasers in Geneeskunde en Snykunde, en gehelp die grondslag te lê vir laser veiligheid. Hy het gesterf in 1997

miniaturisatie

Die eerste 2-mikron lasers die grootte van 'n dubbelbed en afgekoel met vloeibare stikstof. Vandag verskyn diode wat pas in die palm, en selfs meer miniatuur vesellasers. Sulke veranderinge is die weg baan vir nuwe aansoeke en ontwikkelings. Medisyne van die toekoms sal 'n klein lasers vir breinoperasie het.

Te danke aan tegnologiese vooruitgang is daar 'n konstante afname van koste. Net soos lasers alledaags in die verbruiker elektronika geword, het hulle begin om 'n sleutelrol in die hospitaal toerusting speel.

As vroeër lasers in medisyne was baie groot en komplekse, dit vandag hul produksie van optiese vesel aansienlik verminder die koste, en die oorgang na nanolevel sal verdere koste te verminder.

ander programme

Die gebruik van lasers uroloë kan behandel uretrale striktuur, benigne vratte, urinêre stene, blaas contractuur, en prostaat vergroting.

Die gebruik van laser in medisyne in staat gestel neurochirurge om akkurate snitte te maak en uit te voer endoskopiese ondersoeke van die brein en rugmurg.

Veeartse gebruik lasers vir endoskopiese prosedures, koagulasie van gewasse, insnyding, en foto dinamiese terapie.

Tandartse gebruik samehangende lig vir die maak van gate in gom chirurgie vir antibakteriese prosedures, tandheelkundige desensitisering en roto-gesig diagnose.

laser tweezers

Biomediese navorsers het optiese tweezers wêreldwyd, sel sorteerders, sowel as baie ander instrumente wat gebruik word. Laser tweezers belowe beter en vinniger diagnose van kanker en wat gebruik word om virusse, bakterieë, fyn metaal deeltjies en DNA stringe te vang.

Die optiese tweezers samehangende balk van bestraling word gebruik om vas te hou en draai mikroskopiese voorwerpe in die dieselfde manier as metaal of plastiek tweezers kan haal klein en broos items. Individuele molekules gemanipuleer kan word deur hulle vashou aan 'n stuk glas of mikron-grootte krale van polistireen. Wanneer die balk tref die bal, dit is geboë en het 'n klein effek, stoot die bal reguit in die middel van die balk.

Dit skep 'n "optiese trap", wat in staat is om die houer van klein deeltjies in die ligstraal is.

Laser medisyne: voor-en nadele

Die energie van samehangende bestraling, die intensiteit van wat kan gemoduleerde, word gebruik om te sny, vernietiging of verandering van die sel of die ekstrasellulêre struktuur van biologiese weefsel. Verder het die gebruik van lasers in medisyne, in kort, verminder die risiko van infeksie en bevorder die genesing. Die gebruik van lasers in chirurgie verhoog die akkuraatheid van die snit, maar hulle is gevaarlik vir swanger vroue en daar is 'n kontra vir die gebruik van photosensitizing dwelms.

Die komplekse struktuur van die weefsel nie 'n ondubbelsinnige interpretasie van die resultate van klassieke biologiese toetse toelaat. Lasers in Medicine (foto) is 'n doeltreffende instrument vir die vernietiging van kankerselle. Maar kragtige bronne van samehangende bestraling is voor die voet en vernietig nie net beïnvloed nie, maar ook die omliggende weefsel. Hierdie eiendom - 'n belangrike instrument vir microdissection metode wat gebruik word vir molekulêre analise in plekke van belang met die moontlikheid van selektiewe vernietiging van oorbodig selle. Die doel van hierdie tegnologie is om die heterogeniteit teenwoordig in alle biologiese weefsel te bowe te kom, ten einde hul navorsing oor goed gedefinieerde bevolking te fasiliteer. In hierdie sin, het die Lasermikrodisseksie n betekenisvolle bydrae tot die ontwikkeling van navorsing in die begrip van die fisiologiese meganismes wat vandag duidelik op die vlak bevolking gedemonstreer kan word, en selfs 'n enkele sel gemaak.

Funksionele weefsel ingenieurswese het nou 'n belangrike faktor in die ontwikkeling van die biologie geword. Wat gebeur as ons sny die aktien vesel in die afdeling? Sal die Drosophila embrio is stabiel as selle vernietig wanneer vou voorwaardes? Wat is die koste verbonde aan plant meristeem sone parameters? Al hierdie kwessies opgelos kan word met die hulp van lasers.

nano geneeskunde

Onlangs het 'n pluraliteit van nanostrukture met eienskappe wat geskik is vir 'n verskeidenheid van biologiese programme. Die belangrikste is:

• quantum dots - afgee klein deeltjies van nanometer groottes gebruik word in 'n hoë-sensitiwiteit beelding sel;
• magnetiese nanopartikels wat aansoek in die mediese praktyk gevind het;
• polimeer deeltjies vir die vervat terapeutiese molekules;
• metaal nanopartikels.

Die ontwikkeling van nanotegnologie en die gebruik van lasers in medisyne, in kort, het die weg van die administrasie van dwelms 'n rewolusie. Die skorsings van nanopartikels wat dwelms kan die terapeutiese indeks van baie verbindings te verbeter (doeltreffendheid en verhoog die oplosbaarheid, laer giftigheid) deur selektiewe optrede op die geaffekteerde weefsel en selle. Hulle lewer die aktiewe bestanddeel asook beheerde vrystelling van die aktiewe bestanddeel in reaksie op eksterne stimuli. Nanoteranostika eksperimentele benadering word verder voorsiening dubbele gebruik van nanopartikels, dwelm verbinding, terapie en diagnostiese beelding agente, wat die weg gebaan vir persoonlike behandeling open.

Die gebruik van lasers in medisyne en biologie vir microdissection en fotoablatsii toegelaat op verskillende vlakke van begrip van die fisiologiese meganismes van die ontwikkeling van die siekte. Die resultate sal help om die beste metodes van diagnose en behandeling van elke pasiënt. Nanotegnologie ontwikkeling in noue verband met die prestasies in die veld beelding sal ook noodsaaklik wees. Nano geneeskunde is 'n belowende nuwe vorm van behandeling vir sekere vorme van kanker, aansteeklike siektes of diagnose.