Laseri u medicini. Primjena lasera u medicini i znanosti

U proteklih pedeset godina laseri se koriste u oftalmologiji, onkologija, plastične kirurgije i mnogim drugim područjima medicine i biomedicinskih istraživanja.

Na mogućnost korištenja svjetla u liječenju bolesti je poznata tisućama godina prije. Stari Grci i Egipćani koristili solarnu radijacijsku terapiju, a ove dvije ideje i međusobno povezane u mitologiji - grčki bog Apolon je bio bog sunca i ozdravljenja.

Bio je to tek nakon što je koherentna izvora zračenja izuma, prije više od 50 godina, istina je identificiran potencijalni korištenje svjetlosti u medicini.

Zbog svojih posebnih svojstava, laser je puno učinkovitiji od sunčevog zračenja ili drugih izvora. Svaki kvantni generator radi u vrlo uskom rasponu valnih duljina i emitira koherentnu svjetlost. Također, laseri u medicini omogućiti da stvorite više snage. energija zraka može biti usmjerena na vrlo malom mjestu, što rezultira u visokom gustoćom. Ta svojstva su doveli do toga da se danas laseri se koriste u mnogim područjima medicinske dijagnostike, terapije i operacije.

Koža i oči liječenje

Uporaba lasera u medicini počela s oftalmologiji i dermatologije. Maser je otvoren 1960. godine. A godinu dana nakon toga Leon Goldman pokazao kako rubin crvene lasera u medicini mogu se koristiti za uklanjanje kapilara displaziju, razne Nevi i melanoma.

Ovaj program se temelji na koherentnih izvora svjetlosti sposobnost za rad na određene valne duljine. Izvori koherentnog zračenja su sada široko koristi za uklanjanje tumora, tetovaže, kosu i madeža.

U dermatologiji, laseri se koriste različite vrste i valne duljine koja je uzrokovana različitim vrstama mogu liječiti lezija i glavni upija materijala unutar njih. valna duljina Također to ovisi o koži pacijenta.

Danas je nemoguće prakticirati dermatologiji i oftalmologiji bez lasera, jer su postali osnovni alati za njegu bolesnika. Uporaba lasera za korekciju vida i raznih oftalmoloških prijava porastao nakon Charles Campbell 1961. godine postao prvi liječnik koristiti crveni laser u medicini za liječenje pacijenta s mrežnice odreda.

Kasnije, u tu svrhu, oftalmologa počeli koristiti izvore argona od koherentnog zračenja u zelenom dijelu spektra. Evo, svojstva oka, osobito leća fokusirati zrake na području mrežnice odreda bili uključeni. Visoko aparat moć doslovno zavara.

Bolesnici s nekim oblicima makularna degeneracija mogao pomoći laserske operacije - laserska fotokoagulacija i fotodinamičku terapiju. U prvom postupku, snop koherentnog zračenja koristi se za brtvljenje krvnih žila i njihovo patološko usporavanje rasta ispod makule.

Slična istraživanja provedena su 1940. godine na suncu, ali za njihovu uspješnom završetku liječnicima su potrebne jedinstvena svojstva kvantnih generatora. Nakon primjene argonskim laserom postao zaustaviti unutarnje krvarenje. Selektivna apsorpcija zeleno svjetlo hemoglobina - pigment crvenih krvnih stanica - se koristi za blokiranje krvarenje krvne žile. Za liječenje raka uništiti krvne žile unutar tumora i njegove opskrbu hranjivim tvarima.

To se ne može postići pomoću sunčeve svjetlosti. Medicina je vrlo konzervativna, kao što bi trebao biti, ali izvori koherentnog zračenja dobila priznanje u različitim područjima. Laseri u medicini zamijenili mnoge tradicionalne alate.

Oftalmologija i dermatologiju i koristi od eksimerskog izvora koherentnog zračenja u ultravioletnom području. Oni su naširoko koristi za promjenu oblika rožnice (LASIK) za korekciju vida. Laseri u estetskoj medicini koristi se za uklanjanje mrlja i bora.

Unosan Plastična kirurgija

Ovi tehnološki razvoj će neminovno popularni komercijalni investitori, jer imaju ogroman potencijal za profit. Analitička tvrtka MedTech Uvid u 2011. procjenjuje se na tržištu kozmetičkih laserske opreme vrijedan više od 1 milijarde $. Doista, unatoč smanjenju ukupne potražnje za zdravstvenom sustavu za vrijeme globalne recesije, Plastična kirurgija, temelji se na uporabi lasera, i dalje uživati ​​u stabilnu potražnju u SAD-u - dominantan na tržištu laserskih sustava.

Vizualizacija i dijagnostika

Laseri u medicini igraju važnu ulogu u ranom otkrivanju raka i mnogih drugih bolesti. Na primjer, u Tel Avivu, skupina znanstvenika zainteresirani infracrvena spektroskopija pomoću infracrvenih izvora koherentnog zračenja. Razlog za to je da su rak i zdravo tkivo može imati različite propusnost u infracrvenom području. Jedan od obećavajućih primjene ove metode je identifikacija melanoma. Rak kože, rana dijagnoza je vrlo važno za opstanak pacijenata. Trenutno, otkrivanje melanoma je na oči, pa je osloniti se na liječničkoj vještini.

U Izraelu, jednom godišnje, svaka osoba može ići na besplatni screening melanoma. Prije nekoliko godina u jednoj od glavnih medicinskih centara vodio studiju, što je rezultiralo u priliku da jasno vidjeti razlika u infracrvenom području razlike između potencijala, ali ne i opasne karakteristike, a sadašnji melanoma.

Katzir, organizator prve konferencije SPIE biomedicinske Optika 1984. godine, a njegov tim u Tel Avivu razvili optička vlakna koja su transparentna infracrvenih valnih duljina, dopuštajući produžiti ovu metodu za unutarnje dijagnostike. Osim toga, to može biti brz i bezbolan alternativa brisa grlića maternice u ginekologiji.

Video: Mišljenje Profesor lasersku korekciju vida / Femptosekundny laserski / faberinfo

plava poluvodički laser u medicini se primjenjuje u fluorescentnom dijagnoze.

Sustavi temeljeni na kvantnoj generatora također počinju zamijeniti X-ray, koji je tradicionalno koristi u mamografijom. Rendgenski zraci Postati liječnik pred dilemu: za pouzdanu detekciju karcinoma oni trebaju biti visokog intenziteta, ali rast zračenja po sebi povećava rizik od raka. Alternativno, proučavali smo mogućnost korištenja vrlo brzo laserske impulse za sliku dojke, i druge dijelove tijela kao što su mozak.

Listopada u oku, a ne samo

Laseri u biologiji i medicini koristi se u optičke koherentne tomografije (OCT), što je izazvalo val oduševljenja. Ova metoda vizualizacije koristi maser svojstva i mogu dati vrlo jasne (reda veličine mikrona), u stvarnom vremenu trodimenzionalnu sliku i križ biološkog tkiva. Listopad već primjenjuje u oftalmologiji, i može, na primjer, omogućiti da oftalmologa vidjeti presjek rožnice za dijagnosticiranje poremećaja mrežnice i glaukom. Danas, strojevi počeo se koristiti i na drugim područjima medicine.

Jedan od najvećih područja formirana zbog listopada sudjelovali dobiti fiber-optički imaging arterije. Optička koherentna tomografija može se koristiti za procjenu stanja skloni pucanju nestabilnog plaka.

Mikroskopija živih organizama

Laseri u znanosti, inženjerstva, medicine također igraju ključnu ulogu u mnogim vrstama mikroskopije. velik broj istraživanja je učinjeno na ovom području, svrha je vizualizirati ono što se događa u tijelu pacijenta bez upotrebe skalpela.

Najteže ukloniti rak je potreba da se stalno posegnuti za uslugama mikroskopom, kirurg može osigurati sve što je učinio ispravno. Sposobnost za napraviti mikroskopija „uživo” u stvarnom vremenu je značajno postignuće.

Nova primjena lasera u umjetnosti i medicine - skeniranje gotovo polje optičkog mikroskopa, koji može proizvesti slike s rezolucijom mnogo veće od onih uobičajenih mikroskopa. Ova metoda temelji se na optičkim vlaknima s urezima na krajevima, su manji od valne duljine svjetlosti. To je omogućilo subwavelength snimanje, i postavio temelje za oslikavanje bioloških stanica. Korištenje ove tehnologije u infracrvenim laserima će omogućiti bolje razumijevanje Alzheimerove bolesti, rak i druge promjene u stanicama.

Fotodinamička terapija i druge tretmane

Razvoj u području optičkih vlakana pomaže osnažiti upotrebu lasera i drugih područja. Osim toga, oni omogućuju dijagnozu unutar tijela, energija koherentnog zračenja može prenijeti na mjesto gdje je to potrebno. To se može koristiti u liječenju. laseri vlakana postao mnogo napredniji. Oni su radikalno promijeniti budućnost medicine.

Područje Photomedicine, koristeći svjetlo-osjetljive kemikalije koje su u interakciji s tijelom na poseban način, mogu posegnuti za korištenjem lasera i za dijagnostiku i liječenje bolesnika. U fotodinamička terapija (PDT), na primjer, laser i fotoosjetljivi droga može vratiti vid u bolesnika s „vlažnom” oblika senilne makularne degeneracije, glavnog uzroka sljepoće u ljudi starijih od 50 godina.

U onkologiji neki porfirini nakupljaju u stanicama raka i fluoresciraju kada osvijetljen određene valne duljine, što ukazuje na mjesto tumora. Ako ti isti spojevi su tada istaknuli različite valne duljine, oni postaju toksični i ubiti oštećene stanice.

Crvena laser helij-neonski plin koristi se u medicini za liječenje osteoporoze, psorijaze, čireva, itd venske, Kao što je to dobro frekvencija se apsorbira hemoglobina i enzima. Zračenje usporava upala, edem i hiperemija sprječava, poboljšava prokrvljenost.

personalizirani tretman

Dva druga područja u kojima postoji i primjena za laser - genetika i epigenetika.

U budućnosti, sve će se dogoditi na nano-ljestvici, što će omogućiti da se bavi medicinom u staničnoj razini. Laseri koji može generirati femtosekundnih impulse i podešeni na određene valne duljine, idealni su partneri za liječnike.

To će otvoriti vrata za personaliziranu liječenje na bazi pojedinog pacijenta genoma.

Leon Goldman - osnivač Laser medicinu

Govoreći o korištenju lasera u liječenju ljudi, a da ne spominjem Leon Goldman. To je poznato kao „otac” laserske medicine.

video: "budi blagosloven" - korištenje lasera u medicini - Dio 1

Godinu dana nakon koherentne izvora zračenja Goldman izuma prvi istraživač koristiti za liječenje bolesti kože. Tehnika primjenjuje znanstvenik koji je utro put za kasniji razvoj laserske dermatologije.

Njegovo istraživanje je sredinom 1960-ih doveo na korištenje rubin Maser u kirurgiji mrežnice i takvih otkrića kao mogućnost koherentnog zračenja istovremeno rezati kožu i pečat krvne žile, ograničavajući krvarenje.

Goldman, koji je radio za većinu svoje karijere, dermatologa na Sveučilištu u Cincinnatiju, osnovao American Society of Laseri u medicinu i kirurgiju, i pomogao postaviti temelje za laserske sigurnosti. Umro je 1997. godine

minijaturizacija

Prva 2 mikrona laseri veličinu bračni krevet i hladi tekućim dušikom. Danas se pojavila dioda koja stane u dlan, a još više minijaturne vlakana lasera. Takve promjene se utire put za nove aplikacije i razvoja. Medicina budućnosti će imati sićušne lasere za operacije mozga.

Video: Učenje lasersko uklanjanje tetovaža i tattoo Nd: YAG laserom # udalenietatuazhaobuchenie

Zahvaljujući tehnološkom napretku postoji stalna smanjenje troškova. Baš kao što su laseri postali uobičajena pojava na području potrošačke elektronike, počeli su igrati ključnu ulogu u bolničku opremu.

Ako ranije lasera u medicini je vrlo velik i složen, danas je njihova proizvodnja optičkih vlakana značajno smanjiti troškove, a prijelaz na nanorazini će dodatno smanjiti troškove.

druge aplikacije

Pomoću lasera urologa može liječiti suženje uretre, benigni bradavice, mokraćnih kamenaca, kontrakcije mjehura i prostate proširenja.

Primjena lasera u medicini omogućene neurokirurga da precizne rezove i obaviti endoskopski pregledi mozga i leđne moždine.

Veterinari koristi laser za endoskopske procedure, koagulacije tumora, reza i fotodinamičku terapiju.

Stomatolozi koristiti koherentnu svjetlost za izradu rupa u kirurgiji guma za antibakterijskih procedura, stomatološke i desenzibilizacija dijagnoze roto-lica.

laserski pinceta

Biomedicinski istraživači su koristili optički pinceta širom svijeta, stanica za sortiranje, kao i mnoge druge alate. Laserski pinceta obećavaju bolje i brže dijagnoza raka i koristiti za hvatanje viruse, bakterije, fine čestice metala i lance DNA.

Postavite optički pinceta koherentan snop zračenja se koristi za držanje i okretati mikroskopske objekte na isti način kao i metalne ili plastične pincetom u stanju pokupiti male i krhke predmete. Pojedinačne molekule može manipulirati tako da ih pridržavaju komad stakla ili mikronske veličine zrna polistirena. Kada je snop udari loptu, to je zakrivljena i ima mali učinak, gura loptu ravno u sredini poluge.

To stvara „optički zamku”, koji je sposoban za držanje malih čestica u snopu svjetlosti.

Laserski medicina: pro i kontra

Energija koherentnog zračenja, intenzitet koji se može modulirati, koristi se za rezanje, uništenje ili promjena u stanici ili vanstaničnog strukture bioloških tkiva. Nadalje, upotreba lasera u medicini, ukratko, smanjuje rizik od infekcije i potiče ozdravljenje. Primjena lasera u kirurgiji povećava točnost reza, međutim, oni su opasni za trudnice i tu je kontraindikacija za uporabu fotoosjetljive droge.

Složena struktura tkiva ne dopušta jednoznačno tumačenje rezultata klasičnih bioloških testova. Laseri u medicini (foto) su učinkovito sredstvo za uništavanje stanica raka. Međutim, snažni izvori koherentnog zračenja su neselektivno i uništiti ne samo pod utjecajem, ali i okolno tkivo. Ova nekretnina - važan alat za metodu Mikrodisek koristiti za molekularnu analizu u mjestima od interesa uz mogućnost selektivnog uništavanja suvišnih stanica. Cilj ove tehnologije je da se prevlada heterogenost prisutna u svim biološkim tkivima, kako bi se olakšala njihova istraživanja na dobro definiranu populaciju. U tom smislu, laser Mikrodisek je napravio značajan doprinos razvoju istraživanja u razumijevanju fizioloških mehanizama koji se danas može jasno dokazati na razini populacije, pa čak i jedne stanice.

Funkcionalna tkivni inženjering sada postala glavni čimbenik u razvoju biologije. Što će se dogoditi ako se rezati aktin vlakna u podjeli? Hoće li Drosophila embrij je stabilan ako uništiti stanice pri sklapanju uvjete? Koji su parametri koji su uključeni u postrojenje meristem zoni? Sva ova pitanja mogu se riješiti uz pomoć lasera.

Nanomedicine

Nedavno je mnoštvo nanostruktura ima svojstva pogodna za razne biološke primjene. Najvažniji su:

• kvantne točke emitiraju - sitne čestice veličine nanometarskoj koriste u velike osjetljivosti stanice slike;
• magnetske nanočestice koje su pronađene primjenu u medicinskoj praksi;
• polimerne čestice za obloženih terapeutske molekule;
• metalne nanočestice.

Razvoj nanotehnologije i korištenje lasera u medicini, ukratko, ima revolutionized način primjene lijekova. Suspenzije nanočestica sadrže lijek može poboljšati terapijski indeks mnogo spojeva (djelotvornost i povećati topljivost, niže toksičnosti) selektivnim djelovanjem na pogođenim tkiva i stanica. Oni dostaviti aktivni sastojak kao i kontrolirano otpuštanje aktivne tvari kao odgovor na vanjske podražaje. Nanoteranostika eksperimentalni pristup je nadalje omogućava dvojno upotrebu nanočestica, spoja lijeka, liječenje i dijagnostičkih sredstava za oslikavanje, što otvara put personalizirane liječenje.

Primjena lasera u medicini i biologiji za mikrodisekcijom i fotoablatsii dozvoljeno na različitim razinama razumijevanja fizioloških mehanizama razvoja bolesti. Rezultati će pomoći u određivanju najbolje metode dijagnostike i liječenja svakog bolesnika. Razvoj nanotehnologije u uskoj vezi s dostignuća na području slike će također biti bitan. Nanomedicine je obećavajući novi oblik liječenja određenih vrsta raka, infektivne bolesti ili dijagnoze.