V poslednej časti seriálu, v ktorom sa venujeme liečbe svetlom, sa pozrieme na niekoľko lekárskych metód, ktoré využívajú svetlo na diagnostiku širokého spektra chorôb, od oftalmologického vyšetrenia cez krvné testy až po chirurgické zákroky.

Na diagnostikovanie a interpretáciu ochorení rádiológovia často používajú röntgenové snímky, magnetickú rezonanciu, nukleárnu medicínu a ultrazvuk. Môže vykonávať aj CT a PET vyšetrenia. Zdroj: cmescience.com
Necítite sa dobre. Celý týždeň vás bolí hlava, máte závraty a posledných niekoľko jedál ste vyvracali. Navštívite všeobecného lekára, aby ste dostali relevantné odpovede na váš zdravotný stav, a čakáte, že vám posvieti do očí, nariadi krvné testy a požiada o rôzne zobrazovacie vyšetrenia.
Vo všetkom, čo váš všeobecný lekár práve urobil, tkvie svetlo. Nižšie uvedieme niekoľko technológií, ktoré mali obrovský vplyv na spôsob, ako v súčasnosti diagnostikujeme choroby, a odštartovali tak revolúciu v zdravotníctve.
Testy vykonané na mieste
Lekári dokážu testovať pacientov a vykonávať diagnostiku na mieste poskytovania starostlivosti a získať výsledky v priebehu niekoľkých minút. Nemusia tak posielať vzorky na analýzu do laboratória.
Skvelým príkladom je baterka, ktorú lekár používa na prezretie vnútra oka, známa ako oftalmoskop. Umožňuje lekárom odhaliť abnormálny prietok krvi v oku, deformácie rohovky alebo opuchnutý zrakový nerv. Opuch terča zrakového nervu (tzv. edém papily) je znakom zvýšeného vnútroočného tlaku (alebo v najhoršom prípade nádoru na mozgu), ktorý by mohol spôsobovať bolesť hlavy.

Oftalmoskop je lekársky prístroj, ktorý sa používa na vyšetrenie vnútra oka, najmä očného pozadia (sietnice, zrakového nervu a ciev). Ide o diagnostický nástroj, ktorý umožňuje lekárom vidieť štruktúry oka a diagnostikovať očné ochorenia, napríklad retinopatiu (poškodenie sietnice), glaukóm (zelený zákal), diabetickú retinopatiu (poškodenie sietnice vplyvom cukrovky) či makulárnu degeneráciu (degenerácia žltej škvrny a strata centrálneho videnia). Okrem diagnostiky umožňuje lekárom aj sledovanie priebehu ochorenia a posúdenie účinnosti liečby. Zdroj: istock
Vynález laserov a LED diód umožnil, aby sa ďalšie miniaturizované technológie používali priamo pri lôžku pacienta alebo na klinike, nie v laboratóriu.
Pulzná oxymetria je známy príklad, kde klip pripevnený na prst hlási, ako je krv okysličená. Funguje na báze merania reakcií okysličenej a odkysličenej krvi na farebné spektrá svetla. Používa sa v nemocniciach (pulzný oxymeter je aj voľne predajný) na monitorovanie zdravia dýchacích ciest a srdca. V nemocniciach je cenným nástrojom na detekciu srdcových chýb u detí.

Vidíte tú sponu na prste pacienta? To je pulzný oxymeter, ktorý sa spolieha na svetlo na monitorovanie zdravia dýchacích ciest a srdca. Princíp spočíva v tom, že hemoglobín v krvi absorbuje svetlo rôznych vlnových dĺžok odlišne v závislosti od toho, či je naviazaný na kyslík alebo nie. Pulzný oxymeter využíva infračervené a červené svetlo na presvietenie tkaniva a senzor potom meria množstvo svetla, ktoré prešlo, aby určil saturáciu kyslíkom. Zdroj: istock
Krvné testy
Analýza z niekoľkých kvapiek krvi dokáže diagnostikovať mnoho ochorení. Prístroj nazývaný automatizovaný analyzátor krvného obrazu (hematologický analyzátor) testuje všeobecné ukazovatele nášho zdravia. Tento prístroj smeruje zaostrené lúče svetla cez vzorky krvi uložené v malých sklenených skúmavkách. Počíta počet krviniek, určuje ich špecifický typ a meria hladinu hemoglobínu (bielkoviny v červených krvinkách, ktorá distribuuje kyslík v tele). Tento prístroj dokáže v priebehu niekoľkých minút poskytnúť prehľad o našom celkovom zdravotnom stave.
Pre špecifickejšie markery ochorení sa krvné sérum oddeľuje od ťažších buniek odstreďovaním v rotačnom prístroji nazývanom centrifúga. Sérum sa potom vystaví špeciálnym chemickým farbivám a enzýmovým testom, ktoré menia farbu v závislosti od prítomnosti špecifických molekúl, ktoré môžu byť príznakom ochorenia.
Tieto zmeny farby nie je možné zistiť voľným okom. Svetelný lúč zo spektrometra však dokáže detegovať malé množstvá týchto látok v krvi a určiť, či sú prítomné biomarkery chorôb a na akých úrovniach.

Svetlo prechádza cez vzorku krvi a hovorí nám, či sú v nej prítomné biomarkery ochorenia. Zdroj: istock
Lekárske optické zobrazovanie
Vývoj technológie optických vláken, ktorá sa preslávila transformáciou vysokorýchlostnej digitálnej komunikácie (ako napríklad NGN), umožňuje svetlu prenikať dovnútra tela. Výsledok? Optické zobrazovanie s vysokým rozlíšením.
Bežným príkladom je endoskop, pri ktorom sa vlákna s malou kamerou na konci zavádzajú do prirodzených otvorov tela (úst alebo konečníka) na vyšetrenie čriev alebo dýchacích ciest.
Chirurgovia môžu vložiť rovnakú technológiu cez malé rezy, aby si počas laparoskopickej operácie (známej aj ako operácia kľúčovou dierkou) mohli pozrieť vnútro tela na obrazovke s cieľom diagnostikovať a liečiť ochorenia.

Lekári vám môžu do tela vložiť túto flexibilnú optickú trubicu s kamerou na konci. Zdroj: istock
Sľubná budúcnosť
Pokrok v nanotechnológiách a lepšie pochopenie interakcií svetla s našimi tkanivami vedie k novým nástrojom založeným na svetelnom žiarení, ktoré pomáhajú diagnostikovať ochorenia.
- Nanomateriály, materiály v extrémne malom meradle, niekoľko tisíckrát menšie ako šírka ľudského vlasu, ktoré sa používajú v senzoroch novej generácie a nových diagnostických testoch.
- Nositeľné optické biosenzory vo veľkosti nechta môžu byť súčasťou zariadení, ako sú hodinky, kontaktné šošovky alebo návleky na prsty. Zariadenia umožňujú neinvazívne meranie potu, sĺz a slín v reálnom čase.
- Nástroje umelej inteligencie na analýzu rozptylu infračerveného svetla v krvnom sére. Výskumníkom umožnili vytvoriť komplexnú databázu vzorov rozptylu na detekciu akéhokoľvek druhu rakoviny.
- Optická koherentná tomografia je typ neinvazívneho zobrazovania oka, srdca a kože.
- Technológia optických vláken na zavedenie malého mikroskopu do tela na hrote ihly.
Keď nabudúce absolvujete prehliadku u všeobecného lekára a on vám vykoná alebo nariadi vykonať viacero typov testov, s veľkou pravdepodobnosťou aspoň jeden z týchto testov bude pri diagnostikovaní ochorenia závisieť od svetla.
Zdroje: Johns Hopkins Medicine, The Lancet, Nuffield Health, Medical News Today, Advanced Science, Nature, Advanced Science News, Advanced Intelligent Systems, The University of Western Australia
(RR)