Laserski diagnostika v biologiji in medicini

Priezzhev AV, Tuchin VV, Shubochkina LP
Laserski diagnostika v biologiji in meditsine.- Moskvi 1989.

Video: Webinar "Genetska diagnoza zarodkov" 1. del

Določa fizično osnovo za diagnostično uporabo laserjev v biologiji in medicini. Analiza najbolj obetavnih in široko uporabljenih diagnostičnih metodah. Glavna pozornost je namenjena metode, ki temeljijo na analizi sipanja svetlobe in fluorescence. Pogovarjala sta se tudi absorpcijo, kolorimetričnimi, motnje, holografski in druge diagnostične metode. Opis laserski diagnostični aparat.
Za fizikov in razvojnih inženirjev Laser diagnostično opremo, biologi in zdravniki, ki uporabljajo laser metode v svoji praksi, kot tudi podiplomskih in dodiplomskih študentov kot uvod v poklicu.

Laserski diagnostika v biologiji in medicini - nova smer perspektiva v fotobiologija, je učinkovito orodje pri študiju bioloških sistemov različnimi stopnjami organizacije - od biomolekul do celic, tkiv in posameznih organov živali in ljudi.
Metode laser mikrodiagnostiki makro- in imajo visoko občutljivost, prostorske ločljivosti in veliko vsestranskost. So obetavni za zgodnje diagnosticiranje raka, katarakta, različnih krvnih bolezni in drugih. Uporabljajo se za analizo onesnaženosti okolja z zunanjimi toksičnimi substancami in patogenov. Z njimi se naučijo ultrahitre procese in photobiochemical fotosinteze reakcije, kakor tudi določiti pretok krvi v majhnih plovil, mobilnost bakterij in tako naprej.

Video: Sergey Baido | Ali je mogoče, da bi se izognili brazgotine z odstranitvijo maternice

Le okoli trideset let nas loči od trenutka, ko so bila ustvarjena skupna prizadevanja radiofizika in optika prvih optičnih laserjev - laserji. Vendar pa v tem zelo kratkem času, je bil napredek na področju laserske fizike in tehnologije, tako pomembno, da je na osnovi imajo mnoga področja znanosti in tehnologije. Ena takih nove smeri je laserska tehnologija, ki zajema skoraj vse vidike laserskih aplikacij in uporablja vse svoje prednosti: visoka monochromaticity, pomembno energijo in sposobnost, visoka Usmerjene in skladnost sevanja, možnost pridobitve Ultrakratki impulze trajanje in pogostost skakljajo v celotnem območju od ultravijolične ( UV) za infrardečo (IR) svetlobo.
Trenutno za lasersko tehnologijo vsebuje širok spekter problemov in pojavov, ki se lahko zdi, da se razdelimo na tri glavna področja: ravnanje z materiali, ki jih močan laserskega sevanja, ali lasersko tehnologijo materialov (varjenje, toplotna obdelava, taljenje, rezanje, vrtanje, žarjenje, itd .), laserska fotokemično tehnologijo (ločevanje izotopov, photoisomerization, lasersko kataliza, polimerizacija itd.) in laserskega mikro in makrodiagnostika (analiza lasersko spektra, spremljanje stanja okolja, lasersko KIP B Teme: holografski interferometrija, uklon, na osnovi sipanja svetlobe, itd) ..
Laserska tehnologija ima opravka z različnimi predmeti različne narave: fizikalne, kemijske in biološke. Kakor se uporablja v bioloških sistemih je zelo praktičnega pomena za medicino, povečanje produktivnosti kmetijstva in varstva okolja. V zvezi s tem po vsem svetu v svojem razvoju se vse več pozornosti. Da bi pokazali, v kakšnem obsegu raziskav in aplikacij, je dovolj, če omenimo le nekaj splošnih del in posebnih vprašanj v dnevnik o uporabi laserjev v biologiji in medicini [1-37].

Laser biotehnologija lahko razdelimo tudi na tri glavna področja: lasersko operacijo tkiv, celic in biomolekul, lasersko terapijo in Photobiochemistry in končno lasersko mikro- in makrodiagnostika. Osnova vsako od teh področij so različne učinke interakcije laserskega sevanja s bioobject v mikro in makro ravni, z lastnostmi laserskega sevanja in strukturo bioobject določi. Večina polno lastnosti laserskega sevanja se izvajajo v Photobiochemistry in še posebej v diagnozi.
Varovanje zdravja ljudi, varstva okolja, ki zagotavlja človeštvo s hrano - vseh teh globalnih vprašanj in prihodnosti našega stoletja, precejšnje zanimanje za lasersko biotehnologije. V svetu intenzivno razvijali laserje za medicinske namene, edinstven laserskih biomedicinskih sistemov in tehnoloških naprav, laserski terapevtske in diagnostične opreme. Osnova teh gibanj so razvoj na področju laserske fizike in tehnike, v proučevanje interakcije laserskega sevanja s bioloških sistemih, ki ustvarja z optičnimi vlakni dostavi sevanje sredstva, merjenje in računalništvo. Strokovne ocene kažejo, da je eden od največjih laserja na svetovnih trgih trg medicinske laserske opreme. Leta 1985, samo ne-socialistične države na svetovnem trgu je bila 225 milijonov $ (44% - oftalmologija, 25% - kirurgija, 7% - endoskopija, 24% - ostale aplikacije 138]) ... Do leta 1990 naj bi se povečal na 700 milijonov $ .. In do leta 2000 samo v ZDA, se pričakuje, da bo laser medicinske opreme 1 milijard. Dolarjev.
Kljub temu, da laserski medicinska diagnostika - eden izmed najbolj učinkovitih načinov laserskih aplikacij v biomedicini, da še ni prejel zaradi razvoja, kot je razvidno iz prednostnih nalog na svetovnem trgu in publikacij zgoraj omenjenih. To je predvsem zaradi kompleksnosti opreme in visokih zahtevah za izhodne parametre laserjev (približno enake zahteve kot v laserskim spektroskopije in preskusne tehnike), in seveda, zapletenost sami fizikalni procesi "osnovni laserski diagnostika metode. Kljub temu, dokler se bo predvidoma konec stoletja za povečanje v prednostni laboratorijsko diagnostiko laserske opreme v primerjavi z medicinsko operacijo, tako v naši državi in ​​po svetu.
Trenutno ni posploševati literature, da bi predstavil vse različne laserskih diagnostičnih metod v biologiji in medicini, zaradi česar je težko priti do njih in njihovo uporabo v praksi vem. V literaturi je nedavni pregled in monografije (namenska enem ali več smereh diagnostiko bioloških predmetov [1-4, 7-11, 17, 23, 24, 26, 33, 36, 39]), ki je lahko priporočljivo za poglobljeno študijo teh metode in njihove zmogljivosti. Poleg tega je veliko knjig in ocene o laserjev in laserska spektroskopija bioloških predmetov vsebujejo podatke o raziskavah [40-48]. Pomembno je, da v majhni količini knjige govori o različnih nedestruktivnih metod laserskih diagnostiko v biologiji in medicini, na kratko predstavijo svoje fizikalne osnove in priložnosti, obseg in načela diagnostično opremo. To je po našem mnenju, bi morala prispevati k boljšemu orientacijo pri izbiri metode diagnosticiranja, ustrezno nalogo pri roki, bi morala spodbujati razvoj novih diagnostičnih metod, nove in nepričakovane aplikacij.
Osnovna načela laserskih biomedicinskih diagnostiko pregledamo v V. Letokhov S. [33]. V tej knjigi so avtorji poskušali razviti osnovne ideje tega dela v del opisa nedestruktivnih diagnostičnih metod in ga dopolniti s posebnimi raziskavami. Avtorji poskušali pokrivajo široko paleto laserskih aplikacij v biologiji in medicini. Ko se to jemlje kot podlago za obravnavo načina predstavitve merjenja in analize svojih diagnostičnih zmogljivosti. Prednost je bila dana na metode in primere, ki so priznane ali obetavne, glede na obseg interesov avtorjev.
diagnostične metode so razdeljene v dve veliki razrede - makro- in mikrodiagnostiki oziroma je knjiga razdeljena na dva dela. V poglavju. 2-4 makrodiagnostiki zagotavlja postopke, ki temeljijo na uporabi elastičnih in quasielastic sipanjem svetlobe, uklonskih in interferenčnih pojavov. V poglavju. 5-7 opisuje načela in uporabo mikrodiagnostiki metod, ki temeljijo na dobro razvite metode laserske spektroskopije: Raman spektroskopijo, absorpcijsko spektroskopijo in kalorimetrijo, analiza laserske fluorescence, masno spektrometrijo, laser itd V začetku knjige, v poglavju .. 1 podaja pregled načel laserji in lastnosti sevanja njihovih specifikacij.
Knjiga je namenjena fizikov in oblikovanja lasersko diagnostično opremo inženirji, biologi in zdravniki, ki uporabljajo laser diagnostične metode pri svojem delu, kot tudi diplomiral in dodiplomske študente kot uvod v poklicu.