Quanto você sabe sobre a tecnologia de diagnóstico a laser? (Parte 1)

Tecnologia de diagnóstico e tratamento a lasertem sido aplicado com sucesso cada vez mais no campo da vida e da saúde e tornou-se uma parte importante do diagnóstico e tratamento de precisão médica moderna. O desenvolvimento e a aplicação da tecnologia de diagnóstico e tratamento a laser promoveram a industrialização de equipamentos médicos a laser, e uma indústria relativamente completa de equipamentos médicos a laser foi formada internacionalmente.

Desde que o primeiro laser de rubi do mundo foi introduzido em 1960, esta nova fonte de luz e a nova tecnologia de laser resultante começaram a ser aplicadas no campo médico. Após 60 anos de desenvolvimento, a medicina a laser desenvolveu-se inicialmente em uma nova disciplina interdisciplinar relativamente completa e relativamente independente, desempenhando um papel cada vez mais importante na ciência médica. Atualmente, a medicina a laser formou três tecnologias de tratamento a laser em aplicação clínica: terapia a laser intensa, terapia fotodinâmica (PDT) e terapia a laser baixa (LLLT), e desenvolveu muitas tecnologias de diagnóstico a laser com alta sensibilidade e alta resolução, incluindo tomografia de coerência óptica (OCT), imagem fotoacústica, microscopia multifóton e imagem Raman. Além disso, com o desenvolvimento da química e da biologia e outras disciplinas relacionadas, uma variedade de sondas biológicas e tecnologias de rotulagem direcionadas foram desenvolvidas rapidamente, e a integração mútua de óptica a laser, ciência de materiais, nanotecnologia e biotecnologia está constantemente trazendo novos espaços de desenvolvimento para diagnóstico e tratamento médico.

Com a mudança no modelo médico moderno, o campo de aplicação da medicina a laser está avançando do diagnóstico e tratamento de doenças para a prevenção de doenças e liderando a transformação do diagnóstico médico e modelos de tratamento com precisão, minimamente invasivos e não invasivos como a direção do avanço tecnológico. O desenvolvimento e a aplicação da tecnologia de diagnóstico e tratamento a laser promoveram a industrialização de equipamentos médicos a laser, e uma indústria relativamente completa de equipamentos médicos a laser foi formada internacionalmente.

1. Tecnologia de diagnóstico a laser

A tecnologia de diagnóstico a laser usa as propriedades ópticas básicas do laser, como alta monocromaticidade, alta intensidade de luz, colimação, polarização e várias interações entre luz e matéria (dispersão, absorção, etc.) Com as vantagens de imagens não destrutivas, alta resolução e rico mecanismo de contraste, a tecnologia de diagnóstico a laser tornou-se uma parte importante do diagnóstico e tratamento de precisão da medicina moderna.

Com o progresso contínuo da tecnologia laser e a tração contínua das necessidades de diagnóstico e tratamento de precisão clínica, novas tecnologias, novos mecanismos e novos conceitos em imagens a laser continuam a surgir, e novas tecnologias de diagnóstico, como imagens sem marcadores sem contato e imagens in vivo em tempo real, foram derivadas e estão gradualmente se movendo em direção à aplicação clínica. Os típicos são tomografia de coerência óptica (OCT), imagem fotoacústica, imagem de speckle a laser, imagem de microscopia multifóton, imagem confocal, imagem Raman e assim por diante. A OCT, como uma tecnologia de diagnóstico óptico representativa, usa luz infravermelha não prejudicial como fonte de luz para obter imagens de tomografia de retina in vivo semelhantes à histopatologia em tempo real e é amplamente utilizada no diagnóstico de uma variedade de doenças oftalmológicas. Nos últimos anos, a OCT também foi expandida para além da oftalmologia, como dermatologia e estomatologia. Com a miniaturização dos dispositivos OCT e sua integração com cateteres e endoscópios, espera-se que a futura aplicação em doenças cardiovasculares, doenças gastrointestinais e diagnóstico precoce de tumores seja fortalecida.

Embora os métodos de imagem a laser acima tenham desempenhado um papel importante na direção da pesquisa biomédica, eles inevitavelmente têm certas limitações de aplicação: um método de imagem de modo único geralmente pode obter apenas parte da informação, e a informação óptica obtida por métodos de imagem óptica de modo diferente é diferente. Para doenças específicas, os resultados da análise de diferentes métodos modais de imagem óptica são integrados para formar uma detecção óptica multidimensional e multidimensional e uma plataforma de monitoramento, que é o foco futuro da tecnologia de diagnóstico a laser. A gama de aplicações da tecnologia de diagnóstico a laser continuará a se expandir, desde o ponto de atendimento e testes laboratoriais até a triagem, diagnóstico por imagem e monitoramento do tratamento, até imagens in vivo em tempo real durante a cirurgia e reconhecimento dos limites do tumor. No futuro, com a ajuda de métodos de engenharia genética, a implantação de fotoelétrons e dispositivos intracelulares (como mícrons e nanolasers) pode aumentar a integração das funções fotossensíveis dos pacientes, de modo a expandir ainda mais a aplicação da tecnologia de diagnóstico a laser.

2. Tecnologia de terapia a laser

(1) Tratamento a laser intenso

A terapia a laser intensa consiste em usar o efeito fototérmico do laser para coagular, vaporizar ou cortar tecidos biológicos para atingir o objetivo de eliminar lesões. Desde que o laser de rubi foi usado com sucesso no tratamento de fotocoagulação do descolamento de retina na década de 1960, a terapia intensa com laser foi rapidamente expandida em aplicações clínicas devido às suas vantagens de menos sangramento, operação e posicionamento precisos, sem contato, esterilidade e pequenos danos aos tecidos circundantes, e tornou-se o ramo de medicina a laser de crescimento mais rápido e mais maduro. O tratamento a laser forte tem sido amplamente utilizado em oftalmologia, dermatologia, urologia, gastroenterologia, estomatologia, otorrinolaringologia, etc., pois o uso de uma "faca leve" mudou a forma tradicional de cirurgia, o tratamento de algumas doenças refratárias alcançou um avanço revolucionário. Especialmente no campo da oftalmologia, a terapia a laser intensa, como uma tecnologia chave na oftalmologia moderna, é considerada o tratamento preferido para uma variedade de doenças oculares.

A tecnologia de laser de ponta representada pelo laser ultrafino (como laser de picossegundos, laser de femtossegundos) tem as características de maior seletividade e corte mais preciso e mostra gradualmente o potencial de aplicação em aplicações médicas e ciências da vida. O laser de femtosegundo pode ser transmitido ao ponto focal sem atenuação em tecidos biológicos transparentes, com pouco dano térmico aos tecidos circundantes e alta precisão de corte. Em comparação com a cirurgia terapêutica tradicional e outras cirurgias a laser, a cirurgia a laser de femtosegundo tem maior precisão, segurança e estabilidade, e é considerada um tratamento oftalmológico clínico relativamente perfeito. Com o rápido desenvolvimento da oftalmologia, terapia de precisão e outras necessidades médicas, bem como da tecnologia de robôs cirúrgicos (14,270, 0,09, 0,63 por cento), espera-se que novas aplicações intensas de laser, como lasers médicos ultrafinos, formem uma escala industrial maior e forneçam novos meios para o tratamento de algumas doenças refratárias.

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