Wie viel wissen Sie über Laserdiagnosetechnologie? (Teil 1)

Laserdiagnose- und Behandlungstechnologiewird immer mehr erfolgreich im Bereich Leben und Gesundheit eingesetzt und ist zu einem wichtigen Bestandteil moderner medizinischer Präzisionsdiagnose und -behandlung geworden. Die Entwicklung und Anwendung der Laserdiagnose- und -behandlungstechnologie hat die Industrialisierung medizinischer Lasergeräte vorangetrieben, und es hat sich international eine relativ vollständige Industrie für medizinische Lasergeräte gebildet.

Seit der Einführung des weltweit ersten Rubinlasers im Jahr 1960 begann die Anwendung dieser neuen Lichtquelle und der daraus resultierenden neuen Lasertechnologie im medizinischen Bereich. Nach 60 Jahren Entwicklung hat sich die Lasermedizin zunächst zu einer relativ vollständigen und relativ eigenständigen neuen interdisziplinären Disziplin entwickelt, die in der medizinischen Wissenschaft eine immer wichtigere Rolle spielt. Derzeit hat die Lasermedizin drei Laserbehandlungstechnologien in der klinischen Anwendung entwickelt: intensive Lasertherapie, photodynamische Therapie (PDT) und Low-Laser-Therapie (LLLT) und viele Laserdiagnosetechnologien mit hoher Empfindlichkeit und hoher Auflösung entwickelt, darunter optische Kohärenztomographie (OCT), photoakustische Bildgebung, Multiphotonenmikroskopie und Raman-Bildgebung. Darüber hinaus wurden mit der Entwicklung der Chemie und Biologie sowie anderer verwandter Disziplinen rasch verschiedene biologische Sonden und gezielte Markierungstechnologien entwickelt, und die gegenseitige Integration von Laseroptik, Materialwissenschaften, Nanotechnologie und Biotechnologie eröffnet ständig neue Entwicklungsräume für die medizinische Diagnose und Behandlung.

Mit der Veränderung des modernen medizinischen Modells schreitet das Anwendungsgebiet der Lasermedizin von der Krankheitsdiagnose und -behandlung zur Krankheitsprävention voran und ist führend bei der Transformation medizinischer Diagnose- und Behandlungsmodelle mit Präzision, minimalinvasiver und nichtinvasiver Ausrichtung als Richtung des technologischen Durchbruchs. Die Entwicklung und Anwendung der Laserdiagnose- und -behandlungstechnologie hat die Industrialisierung medizinischer Lasergeräte vorangetrieben, und es hat sich international eine relativ vollständige Industrie für medizinische Lasergeräte gebildet.

1. Laserdiagnosetechnologie

Die Laserdiagnosetechnologie nutzt die optischen Grundeigenschaften des Lasers wie hohe Monochromatizität, hohe Lichtintensität, Kollimation, Polarisation und verschiedene Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie (Streuung, Absorption usw.), um die Mikrostruktur, physiologische Effekte, die biochemische Molekülkonzentrationsverteilung und andere Schlüsselindikatoren biologischer Gewebe zu messen, Struktur- und Funktionsinformationen biologischer Gewebe zu erhalten und das Auftreten und den Entwicklungsprozess von Krankheiten zu analysieren. Mit den Vorteilen der zerstörungsfreien Bildgebung, der hohen Auflösung und des reichen Kontrastmechanismus ist die Laserdiagnosetechnologie zu einem wichtigen Bestandteil der Präzisionsdiagnose und -behandlung in der modernen Medizin geworden.

Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Lasertechnologie und dem kontinuierlichen Anstieg der Anforderungen an klinische Präzisionsdiagnose und -behandlung entstehen weiterhin neue Technologien, neue Mechanismen und neue Konzepte in der Laserbildgebung, und neue Diagnosetechnologien wie die kontaktlose markerfreie Bildgebung und die Echtzeit-In-vivo-Bildgebung wurden abgeleitet und bewegen sich schrittweise in Richtung klinischer Anwendung. Typische Methoden sind optische Kohärenztomographie (OCT), photoakustische Bildgebung, Laser-Speckle-Bildgebung, Multiphotonenmikroskopie-Bildgebung, konfokale Bildgebung, Raman-Bildgebung und so weiter. OCT, als repräsentative optische Diagnosetechnologie, nutzt nicht schädigendes Nahinfrarotlicht als Lichtquelle, um in vivo in Echtzeit retinale Tomographiebilder zu erhalten, die der Histopathologie ähneln, und wird häufig bei der Diagnose einer Vielzahl von Augenerkrankungen eingesetzt. In den letzten Jahren wurde die OCT auch über die Augenheilkunde hinaus ausgeweitet, beispielsweise auf die Dermatologie und die Stomatologie. Durch die Miniaturisierung von OCT-Geräten und deren Integration mit Kathetern und Endoskopen wird erwartet, dass die zukünftige Anwendung bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Magen-Darm-Erkrankungen und der Frühdiagnose von Tumoren weiter gestärkt wird.

Obwohl die oben genannten Laserbildgebungsverfahren eine wichtige Rolle in der Richtung der biomedizinischen Forschung gespielt haben, weisen sie zwangsläufig bestimmte Anwendungsbeschränkungen auf: Ein Einzelmodus-Bildgebungsverfahren kann normalerweise nur einen Teil der Informationen erhalten, und die optischen Informationen, die durch optische Bildgebungsverfahren verschiedener Modi erhalten werden, sind unterschiedlich. Für spezifische Krankheiten werden die Analyseergebnisse verschiedener modaler optischer Bildgebungsverfahren zu einer multimodalen und mehrdimensionalen optischen Erkennungs- und Überwachungsplattform integriert, die den zukünftigen Schwerpunkt der Laserdiagnostiktechnologie bilden wird. Das Anwendungsspektrum der Laserdiagnosetechnologie wird sich weiter erweitern, von Point-of-Care- und Labortests über Screening, diagnostische Bildgebung und Behandlungsüberwachung bis hin zur Echtzeit-In-vivo-Bildgebung während einer Operation und der Erkennung von Tumorgrenzen. Zukünftig kann mithilfe gentechnischer Methoden die Implantation von Photoelektronen und intrazellulären Geräten (wie Mikron- und Nanolasern) die Integration der lichtempfindlichen Funktionen von Patienten verbessern und so die Anwendung der Laserdiagnosetechnologie weiter ausbauen.

2. Lasertherapietechnologie

(1) Intensive Laserbehandlung

Bei der intensiven Lasertherapie wird der photothermische Effekt des Lasers genutzt, um biologisches Gewebe zu koagulieren, zu verdampfen oder zu schneiden und so Läsionen zu beseitigen. Seitdem der Rubinlaser in den 1960er Jahren erfolgreich bei der Photokoagulationsbehandlung von Netzhautablösungen eingesetzt wurde, hat sich die Intensivlasertherapie aufgrund ihrer Vorteile wie weniger Blutungen, präzise Bedienung und Positionierung, Berührungslosigkeit, Sterilität und geringer Schädigung des umliegenden Gewebes rasch in klinischen Anwendungen ausgeweitet und ist zum am schnellsten wachsenden und ausgereiftesten Zweig der Lasermedizin geworden. Die Behandlung mit starkem Laser ist in der Augenheilkunde, Dermatologie, Urologie, Gastroenterologie, Stomatologie, HNO-Heilkunde usw. weit verbreitet. Da der Einsatz eines „leichten Messers“ die traditionelle Art der Chirurgie verändert hat, hat die Behandlung einiger refraktärer Erkrankungen einen revolutionären Durchbruch erzielt. Insbesondere im Bereich der Augenheilkunde gilt die intensive Lasertherapie als Schlüsseltechnologie der modernen Augenheilkunde als bevorzugte Behandlung einer Vielzahl von Augenerkrankungen.

Die hochmoderne Lasertechnologie, die durch ultrafeine Laser (wie Pikosekundenlaser, Femtosekundenlaser) repräsentiert wird, zeichnet sich durch höhere Selektivität und genaueres Schneiden aus und zeigt nach und nach das Anwendungspotenzial in medizinischen Anwendungen und Biowissenschaften. Femtosekundenlaser können in transparenten biologischen Geweben ohne Abschwächung zum Brennpunkt übertragen werden, mit geringer thermischer Schädigung des umgebenden Gewebes und hoher Schnittgenauigkeit. Im Vergleich zur herkömmlichen therapeutischen Chirurgie und anderen Laseroperationen weist die Femtosekundenlaserchirurgie eine höhere Genauigkeit, Sicherheit und Stabilität auf und gilt als relativ perfekte klinische Augenbehandlung. Mit der rasanten Entwicklung der Augenheilkunde, der Präzisionstherapie und anderer medizinischer Bedürfnisse sowie der chirurgischen Robotertechnologie (14,270, 0,09, 0,63 Prozent) wird erwartet, dass neue intensive Laseranwendungen wie medizinische Ultrafeinlaser einen größeren industriellen Maßstab bilden und dann neue Möglichkeiten für die Behandlung einiger refraktärer Krankheiten bieten.

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