Diagnosticare cu laser în biologie și medicină

Priezzhev AV, Tuchin VV, Shubochkina LP
diagnosticare cu laser în biologie și Moscova meditsine.- 1989.

Video: Webinar "Diagnosticul genetic al embrionilor" partea 1

Acesta stabilește baza fizică a cererilor de diagnostic de lasere în biologie și medicină. Analiza metodelor de diagnostic cele mai promițătoare și larg utilizate. Atenția principală este acordată metodelor bazate pe analiza împrăștierea luminii și fluorescență. Aceștia au discutat, de asemenea, absorbția, calorimetrică, interferența, holografică și alte metode de diagnosticare. Descrierea Laserul aparat de diagnosticare.
Pentru fizicieni și ingineri de dezvoltare laser echipamente de diagnosticare, biologi si medici folosind metode cu laser în practica lor, precum și absolvenți și studenți universitare de licență ca o introducere în profesie.

diagnosticare cu laser în biologie și medicină - o nouă direcție în perspectivă Fotobiologie, este un instrument eficient în studiul sistemelor biologice de diferite grade de organizare - de la biomolecule la celule, țesuturi și organe individuale de animale și oameni.
Metode de macro cu laser mikrodiagnostiki și au o sensibilitate ridicată, o rezoluție spațială și versatilitatea considerabilă. Ele sunt promitatoare pentru diagnosticarea precoce a cancerului, cataracta, diverse boli de sânge și altele. Acestea sunt utilizate pentru analiza contaminării mediului cu substanțe toxice și agenți patogeni. Cu ei să învețe procesele ultrarapide și reacțiile de fotosinteză photobiochemical precum și defini fluxul sanguin în vasele mici, mobilitatea bacteriilor și așa mai departe.

Video: Sergey Baido | Este posibil, pentru a evita cicatricile prin îndepărtarea uterului

Doar aproximativ treizeci ani ne despart de momentul în care au fost create eforturile comune ale radiophysics si optica prima lasere optice - lasere. Cu toate acestea, în acest timp foarte scurt, avansuri in fizica cu laser și tehnologia a fost atât de semnificativă încât se bazează pe având în multe domenii ale științei și tehnologiei. O astfel de directii noi este o tehnologie cu laser, care acoperă practic toate aspectele legate de aplicații cu laser și utilizează toate avantajele lor: monochromaticity de mare, energie semnificativă și capacitatea, directivitate ridicată și coerență a radiațiilor, posibilitatea de a obține durate de impulsuri ultrascurte și salturile de frecvență pe tot intervalul de la ultraviolete ( UV) a) lumină în infraroșu (IR.
În prezent pentru tehnologia laser includ o gamă largă de probleme și fenomene care pot par a fi împărțite în trei domenii principale: tratarea materialelor prin radiație puternică cu laser sau tehnologie laser materialelor (sudare, tratament termic, de topire, tăiere, găurire, recoacere, etc. .), tehnologia laser fotochimică (de separare a izotopilor, fotoizomerizare, cataliză cu laser, de polimerizare și așa mai departe.) și cu laser micro si makrodiagnostika (analiza spectrului laser, monitorizarea mediului, cu laser KIP B Subiecte: interferometrie holografică, difracție, bazat pe dispersia luminii, etc.) ..
Tehnologia laser are de a face cu o varietate de obiecte de natură diferită: fizică, chimică și biologică. Așa cum este aplicat sistemelor biologice este de mare interes practic pentru medicina, creșterea productivității agricole și de protecție a mediului. În acest sens, peste tot în lume pentru dezvoltarea sa beneficiază de o atenție sporită. Pentru a demonstra gradul de cercetare și aplicații, este suficient să menționăm câteva lucrări generale și probleme speciale de jurnal cu privire la utilizarea de lasere în biologie și medicină [1-37].

biotehnologia laser poate fi divizată în trei domenii principale: chirurgie cu laser de țesuturi, celule și biomolecule, terapia cu laser și Photobiochemistry și în final micro- laser si makrodiagnostika. La baza fiecare dintre aceste domenii sunt o varietate de efecte de interacțiune a radiației laser cu bioobject la nivelurile micro și macro, determinate de proprietățile radiației laser și structura bioobject. Cele mai multe proprietăți complete ale radiației laser sunt puse în aplicare în Photobiochemistry și mai ales în diagnosticul.
Protecția sănătății umane, protecția mediului, oferind umanitatea cu alimente - toate aceste probleme globale și viitorul secolului nostru, interesul semnificativ in domeniul biotehnologiei cu laser. În lumea dezvoltată intens lasere în scopuri medicale, sisteme biomedicale cu laser unic si instalatii tehnologice, terapeutice cu laser si echipamente de diagnosticare. La baza acestor evoluții sunt evoluții în domeniul fizicii cu laser și inginerie, în studierea interacțiunii de radiație laser cu sisteme biologice, în crearea unei fibre optice, mijloace de livrare de radiații de măsurare și de calcul. Estimările experților sugerează că una dintre cele mai mari cu laser pe piețele mondiale este piața echipamentelor medicale cu laser. În 1985, țările doar nesocialiste de pe piața mondială a fost de 225 milioane $ (44% - Oftalmologie, 25% - chirurgie, 7% - endoscopie, 24% - cererile rămase 138]) ... Pana in 1990 ar trebui să crească la 700 milioane $ .., Și de 2000 numai in SUA este de așteptat să producă echipamente medicale cu laser 1 mld. Dolari.
In ciuda faptului ca diagnostic medical cu laser - una dintre cele mai eficiente metode de aplicații cu laser în biomedicină, acesta nu a primit încă datorită dezvoltării, după cum reiese din prioritățile pieței globale și publicațiile menționate mai sus. Acest lucru se datorează în principal complexității echipamentului și cerințele ridicate pentru parametrii de ieșire de lasere (aproximativ aceleași cerințe ca și într-o spectroscopie laser și tehnica de testare), și, desigur, complexitatea proceselor fizice în sine „metode de diagnosticare cu laser care stau la baza. Cu toate acestea, până la sfârșitul secolului este proiectat să crească în laborator preferat echipamente de diagnostic cu laser comparativ cu chirurgia medicală, atât în ​​țara noastră și în întreaga lume.
În prezent, nu există nici o literatură generalizator, care va fi prezentat toate varietate de metode de diagnostic cu laser în biologie și medicină, ceea ce face dificilă obținerea acestora și utilizarea lor în practică știu. În literatura de specialitate există comentarii recente și monografii (dedicate uneia sau mai multe direcții de diagnosticare a obiectelor biologice [1-4, 7-11, 17, 23, 24, 26, 33, 36, 39]), care poate fi recomandat pentru studiul aprofundat al acestora metodele și capacitățile lor. În plus, multe cărți și comentarii cu privire la lasere și spectroscopie cu laser de obiecte biologice conțin informații despre studiile [40-48]. Este important într-un volum mic de carte pentru a vorbi despre o varietate de metode non-distructive de diagnosticare cu laser în biologie și medicină, pe scurt să introducă elementele fundamentale ale lor fizice și oportunități, domeniul de aplicare și principiile de echipamente de diagnosticare. Acest lucru, în opinia noastră, ar trebui să contribuie la o mai bună orientare în selectarea unei metode de diagnostic, sarcini adecvate la îndemână, ar trebui să stimuleze dezvoltarea unor noi metode de diagnostic, aplicații noi și neașteptate.
Principiile de bază ale biomedicale cu laser de diagnosticare sunt revizuite în V. Letokhov S. [33]. În această carte, autorii au încercat să dezvolte ideile de bază ale acestei lucrări, în parte din descrierea metodelor de diagnostic non-distructive și completarea acesteia cu cercetarea specifică. Autorii au încercat să acopere o gamă largă de aplicații cu laser în biologie și medicină. Atunci când acest lucru este luat ca bază pentru luarea în considerare a metodei de prezentare de măsurare și analiză a capacităților sale de diagnosticare. Sa acordat prioritate metodele și exemplele care sunt recunoscute, sau promițătoare, având în vedere gama de interesele autorilor.
Metodele de diagnosticare sunt împărțite în două mari clase - macro și, respectiv, mikrodiagnostiki carte este împărțit în două părți. În capitolul. 2-4 makrodiagnostiki oferă metode bazate pe utilizarea fenomenelor de imprastiere luminii, difracție și interferență elastice și quasielastic. În capitolul. 5-7 descrie principiile și aplicațiile metodelor mikrodiagnostiki, care se bazează pe metode bine dezvoltate de spectroscopie cu laser: spectroscopie Raman, spectroscopie de absorbtie si calorimetria, analiza cu laser fluorescenta, spectrometrie de masă, cu laser, etc. La începutul cărții, în capitolul .. 1 oferă o privire de ansamblu a principiilor de lasere, și proprietățile de radiații ale specificațiilor lor.
Cartea este destinat pentru fizicieni și ingineri cu laser echipamente de diagnosticare de proiectare, biologi si medici folosind metode de diagnostic cu laser în munca lor, precum și absolvent de licență și studenți ca o introducere în profesie.