Елементи геометричної оптики. Основні поняття та закони. Волоконна оптика. Метод рефрактметрії

Дія змінного електричного поля ультрависокої частоти на біологічні об»єкти. Первинні механізми, струми і теплові ефекти, специфічна дія. Лікувальні фактори та їх викор. у мед. методах(УВЧ-терапія, індуктотермія).

Електромагнітна хвиля - це рзповсюдження у просторі електромагнітного поля, тобто розповсюдження у просторі зв'язаних між собою змінних електричного і магнітного полів.
Основні дії електричного поля на тканини організму:
1) в провідникових тканинах викликає струми (змінне електричне поле викликає коливання іонів, а при великих частотах - електронну поляризацію і виникнення змінних диполів);
2) в діелектричних тканинах викликає поляризацію, а змінне електричне поле - осциляторний ефект;
3) на поверхні тіла наводить статичні заряди;
4) може змінювати біопотенціали кліткових мембран.

УВЧ-терапія (ультрависокочастотна терапія; синонім ультракороткохвильова терапія) - метод лікування, що полягає у впливі на організм електричним полем ультрависокої частоти (еп УВЧ), частіше з числом коливань 40,68 МГц (довжина хвилі 7,37 м), яке підводиться до пацієнта за допомогою конденсаторних пластин (електродів). При впливі імпульсами еп УВЧ (2-8 мксек), що чергуються з довгими паузами, метод називають імпульсної УВЧ - терапією.
Лікувальним фактором УВЧ-терапії є енергія еп УВЧ, поглинена тканинами організму. Терапевтична дія еп УВЧ визначається не тільки освітою в тканинах тепла, але і рядом фізико-хімічних процесів у тканинах організму, що лежить в основі місцевих і загальних фізіологічних реакцій. УВЧ-терапія сприятливо впливає на функціональний стан нервової системи, ендокринних залоз, крово - і лімфообіг, сприяє поліпшенню обміну речовин. Цей метод лікування має протизапальну, болезаспокійливу, десенсибілізуючу, протиспастичний дію, стимулює захисні сили організму і покращує трофіку тканин.
При проведенні процедур УВЧ - терапії конденсаторні пластини розташовують паралельно поверхні тіла пацієнта (рис.). Відстань між малими пластинами при їх тангенціальному (тобто на одній площині) розташуванні повинно бути не менше їх діаметра. Сумарна величина зазору (тобто відстань між тілом пацієнта і конденсаторної пластиною) для першого і другого електрода не більше 6 див. При малих зазорах щільність поля виявляється більшою у поверхневих тканинах порівняно з глибокими. Для більш рівномірного впливу на поверхневі і глибокі тканини зазор збільшують.Апарат ретельно налаштовують в резонанс. Розміри пластин повинні відповідати величині піддається впливу органу чи ділянки тіла. Процедури тривалістю від 5 до 20 хв. і більше проводять два рази в день, щодня або через день, на курс лікування від 6 до 12 процедур, при необхідності курс лікування повторюють через 3-4 тижні. УВЧ - терапію проводять у положенні хворого сидячи або лежачи на дерев'яному кріслі або на кушетці через одяг хворого. Наявність сухих гіпсових або марлевих пов'язок не є перешкодою для застосування УВЧ - терапії. Зазор створюють з допомогою сухих бавовняних тканин, повсті або фіксації пластин в заданому положенні електродотримачами. Індуктотермія походить від лат. inductio - наведення, введення і грец. thérme - тепло. Це метод електролікування, який використовує тепло. Певні ділянки тіла пацієнта нагріваються за допомогою змінного, зазвичай високочастотного електромагнітного поля. Для здійснення лікувальної процедури, цей струм пропускається по ізольованому кабелю, розташованому у певної ділянки тіла пацієнта. Навколо цього кабелю відбувається утворення магнітного поля. Дане поле в тканинах людського організму створює вихрові електричні струми. Їх сила пропорційна електропровідності середовища. З цієї причини найбільшу інтенсивність струми мають в рідких середовищах організмів. Саме лімфа і кров володіють найсильнішою провідністю струму. Ті області тіла людини, які піддаються впливу вихрових струмів, виробляють деяку кількість теплоти. Термічний ефект активізує синтетичну функцію фібробластів, підсилює вироблення колагенових і еластинових волокон, зменшує глибину зморшок і значно зміцнює тонус шкіри. Також підвищується обмін речовин, посилюється кровообіг. Це призводить до кращого вступу корисних речовин і виведення продуктів життєдіяльності тканин. Крім того, відбувається зниження тонусу м'язових волокон і збудливості нервів, що сприяє позбавленню від больових відчуттів. Таким чином, відбувається швидке розсмоктування вогнищ запалення, навіть тих, які розташовані глибоко. Під час процедури температура глибоко розташованих тканин підвищується на 2-3 °, температура шкірного покриву людини зростає зазвичай на 1-6 °. Це залежить від інтенсивності і тривалості процедури. За час одного сеансу впливати можна не більше ніж на 2-3 області тіла пацієнта. Індуктотермія призводить до розширення судин, гальмує процеси збудження в центральній нервовій системі, нормалізує порушений обмін речовин. У кров людини при цьому викидається більша кількість кортикостероїдів. Під впливом індуктотермії спостерігається посилення окислювально-відновних процесів, збільшення жовчовиділення та діурезу. Показання до застосування індуктотермії Індуктотермія призначається при підгострих і хронічних захворюваннях різної локалізації, що носять запальний або обмінно-дистрофічний характер. Лікують даним методом також спайкові процеси, гіпертонічну хворобу I-IIБ стадії, хвороба Рейно, плеврити і нефрити. Допомагає він пацієнтам, що страждають атеросклеротичної облітерацією судин I і II ступеня, інфільтратами в стадії починається дозволу. Полегшує стан при бронхітах, пневмоніях, рефлекторної анурії і переломах кісток. Индуктотермию часто застосовують з метою стимуляції функції надниркових залоз при таких захворюваннях, як: бронхіальна астма, ревматизм, ревматоїдний артрит, склеродермії. Досить ефективним є цей метод лікування при хронічних запальних захворюваннях жіночих статевих органів, простатитах. Допомагає хворим, страждаючим невритами, спастичними станами гладких і поперечносмугастих м'язів, а також хронічними гнійно-запальними процесами, що супроводжуються вільним відтоком гною.

 

Будова і принцип дії

Найпростіший мікроскоп складається із двох лінз — об'єктива і окуляра, з'єднаних трубою — тубусом. Об'єктив — лінза із дуже малою фокусною віддалю. Він підноситься близько до об'єктної площини, на якій лежить призначений для вивчення об'єкт. Об'єктив забезпечує велике збільшення і створює обернене дійсне зображення. Це зображення ще раз перевертається окуляром, через який його розглядає дослідник. В сучасних мікроскопах як об'єктив, так і окуляр — складні оптичні системи. Сучасні мікроскопи мають також додаткову систему освітлення об'єкта спостереження, що лежить на предметному столику. Основну роль в системі освітлення відіграє конденсор.

Медична рентгенодіагностика

Флюорографія. Цей метод діагностики полягає у фотографуванні тіньового зображення з просвічуваного екрану. Пацієнт перебуває між джерелом рентгенівського випромінювання і плоским екраном з люмінофора (зазвичай иодида цезію), який під дією рентгенівського випромінювання світиться.Біологічні тканини тій чи іншій мірі щільності створюють тіні рентгенівського випромінювання, що мають різний ступінь інтенсивності.

Рентгенографія. Запис рентгенівського зображення безпосередньо на фотоплівці називається рентгенографією. У цьому випадку досліджуваний органрозташовується між джерелом рентгенівського випромінювання і фотоплівкою, яка фіксує інформацію про стан органу в даний момент часу. Повторна рентгенографія дає можливість судити про його подальшої еволюції.
Рентгенографія дозволяє досить точно дослідити цілісність кісткових тканин, які складаються в основному з кальцію і непрозорі для рентгенівського випромінювання, а також розриви м'язових тканин. З її допомогою краще, ніж стетоскопом чи прослуховуванням, аналізується стан легенів при запаленні,туберкульоз або наявності рідини. За допомогою рентгенографії визначаються розмір і форма серця, а також динаміка його змін у пацієнтів, що страждають серцевими захворюваннями.
Контрастні речовини. Прозорі для рентгенівського випромінювання частини тіла і порожнини окремих органів стають видимими, якщо їх заповнити контрастним речовиною, нешкідливим для організму, але дозволяє візуалізувати форму внутрішніх органів і перевірити їх функціонування. Контрастніречовини пацієнт або приймає всередину (як, наприклад, барієві солі при дослідженні шлунково-кишкового тракту), або вони вводяться внутрішньовенно (як, наприклад, іодсодержащіе розчини при дослідженні нирок і сечовивідних шляхів).

Комп'ютерна томографія. У 1970-х роках був розвинений новий метод рентгенівської діагностики, заснований на повній зйомці тіла або його частин. Зображення тонких шарів («зрізів») обробляються комп'ютером, і остаточне зображення виводиться на екран монітора. Такий метод називається комп'ютерної рентгенівської томографії. Він широко застосовується в сучасній медицині для діагностики інфільтратів, пухлин та інших порушень мозку, а також для діагностики захворювань м'яких тканин всередині тіла. Ця методика не потребує введення чужорідних контрастних речовин і тому є швидкою і більш ефективною, ніж традиційні методики.

Дія змінного електричного поля ультрависокої частоти на біологічні об»єкти. Первинні механізми, струми і теплові ефекти, специфічна дія. Лікувальні фактори та їх викор. у мед. методах(УВЧ-терапія, індуктотермія).

Електромагнітна хвиля - це рзповсюдження у просторі електромагнітного поля, тобто розповсюдження у просторі зв'язаних між собою змінних електричного і магнітного полів.
Основні дії електричного поля на тканини організму:
1) в провідникових тканинах викликає струми (змінне електричне поле викликає коливання іонів, а при великих частотах - електронну поляризацію і виникнення змінних диполів);
2) в діелектричних тканинах викликає поляризацію, а змінне електричне поле - осциляторний ефект;
3) на поверхні тіла наводить статичні заряди;
4) може змінювати біопотенціали кліткових мембран.

УВЧ-терапія (ультрависокочастотна терапія; синонім ультракороткохвильова терапія) - метод лікування, що полягає у впливі на організм електричним полем ультрависокої частоти (еп УВЧ), частіше з числом коливань 40,68 МГц (довжина хвилі 7,37 м), яке підводиться до пацієнта за допомогою конденсаторних пластин (електродів). При впливі імпульсами еп УВЧ (2-8 мксек), що чергуються з довгими паузами, метод називають імпульсної УВЧ - терапією.
Лікувальним фактором УВЧ-терапії є енергія еп УВЧ, поглинена тканинами організму. Терапевтична дія еп УВЧ визначається не тільки освітою в тканинах тепла, але і рядом фізико-хімічних процесів у тканинах організму, що лежить в основі місцевих і загальних фізіологічних реакцій. УВЧ-терапія сприятливо впливає на функціональний стан нервової системи, ендокринних залоз, крово - і лімфообіг, сприяє поліпшенню обміну речовин. Цей метод лікування має протизапальну, болезаспокійливу, десенсибілізуючу, протиспастичний дію, стимулює захисні сили організму і покращує трофіку тканин.
При проведенні процедур УВЧ - терапії конденсаторні пластини розташовують паралельно поверхні тіла пацієнта (рис.). Відстань між малими пластинами при їх тангенціальному (тобто на одній площині) розташуванні повинно бути не менше їх діаметра. Сумарна величина зазору (тобто відстань між тілом пацієнта і конденсаторної пластиною) для першого і другого електрода не більше 6 див. При малих зазорах щільність поля виявляється більшою у поверхневих тканинах порівняно з глибокими. Для більш рівномірного впливу на поверхневі і глибокі тканини зазор збільшують.Апарат ретельно налаштовують в резонанс. Розміри пластин повинні відповідати величині піддається впливу органу чи ділянки тіла. Процедури тривалістю від 5 до 20 хв. і більше проводять два рази в день, щодня або через день, на курс лікування від 6 до 12 процедур, при необхідності курс лікування повторюють через 3-4 тижні. УВЧ - терапію проводять у положенні хворого сидячи або лежачи на дерев'яному кріслі або на кушетці через одяг хворого. Наявність сухих гіпсових або марлевих пов'язок не є перешкодою для застосування УВЧ - терапії. Зазор створюють з допомогою сухих бавовняних тканин, повсті або фіксації пластин в заданому положенні електродотримачами. Індуктотермія походить від лат. inductio - наведення, введення і грец. thérme - тепло. Це метод електролікування, який використовує тепло. Певні ділянки тіла пацієнта нагріваються за допомогою змінного, зазвичай високочастотного електромагнітного поля. Для здійснення лікувальної процедури, цей струм пропускається по ізольованому кабелю, розташованому у певної ділянки тіла пацієнта. Навколо цього кабелю відбувається утворення магнітного поля. Дане поле в тканинах людського організму створює вихрові електричні струми. Їх сила пропорційна електропровідності середовища. З цієї причини найбільшу інтенсивність струми мають в рідких середовищах організмів. Саме лімфа і кров володіють найсильнішою провідністю струму. Ті області тіла людини, які піддаються впливу вихрових струмів, виробляють деяку кількість теплоти. Термічний ефект активізує синтетичну функцію фібробластів, підсилює вироблення колагенових і еластинових волокон, зменшує глибину зморшок і значно зміцнює тонус шкіри. Також підвищується обмін речовин, посилюється кровообіг. Це призводить до кращого вступу корисних речовин і виведення продуктів життєдіяльності тканин. Крім того, відбувається зниження тонусу м'язових волокон і збудливості нервів, що сприяє позбавленню від больових відчуттів. Таким чином, відбувається швидке розсмоктування вогнищ запалення, навіть тих, які розташовані глибоко. Під час процедури температура глибоко розташованих тканин підвищується на 2-3 °, температура шкірного покриву людини зростає зазвичай на 1-6 °. Це залежить від інтенсивності і тривалості процедури. За час одного сеансу впливати можна не більше ніж на 2-3 області тіла пацієнта. Індуктотермія призводить до розширення судин, гальмує процеси збудження в центральній нервовій системі, нормалізує порушений обмін речовин. У кров людини при цьому викидається більша кількість кортикостероїдів. Під впливом індуктотермії спостерігається посилення окислювально-відновних процесів, збільшення жовчовиділення та діурезу. Показання до застосування індуктотермії Індуктотермія призначається при підгострих і хронічних захворюваннях різної локалізації, що носять запальний або обмінно-дистрофічний характер. Лікують даним методом також спайкові процеси, гіпертонічну хворобу I-IIБ стадії, хвороба Рейно, плеврити і нефрити. Допомагає він пацієнтам, що страждають атеросклеротичної облітерацією судин I і II ступеня, інфільтратами в стадії починається дозволу. Полегшує стан при бронхітах, пневмоніях, рефлекторної анурії і переломах кісток. Индуктотермию часто застосовують з метою стимуляції функції надниркових залоз при таких захворюваннях, як: бронхіальна астма, ревматизм, ревматоїдний артрит, склеродермії. Досить ефективним є цей метод лікування при хронічних запальних захворюваннях жіночих статевих органів, простатитах. Допомагає хворим, страждаючим невритами, спастичними станами гладких і поперечносмугастих м'язів, а також хронічними гнійно-запальними процесами, що супроводжуються вільним відтоком гною.

 

Елементи геометричної оптики. Основні поняття та закони. Волоконна оптика. Метод рефрактметрії

Геометри́чна о́птика — розділ оптики, в якому вивчаються закони поширення світлових променів. Геометрична оптика розглядає світло, абстрагуючись від його хвильової природи, тобто у тому випадку, коли довжина хвилі мала в порівнянні з тими тілами, що впливають на хід променів. В геометричній оптиці не розглядаються такі притаманні світлу явища, як дифракція й інтерференція. Предмети, які впливають на розповсюдження променів — це прозорі й непрозорі поверхні, дзеркала й лінзи. Особливий розділ геометричної оптики складає параксіальна оптика, в якій розглядаються світлові промені, які проходять близько до осі циліндричносиметричної системи, наприклад, лінзи. Геометрична оптика є науковою основою для побудови різноманітних оптичних приладів: окулярів, об'єктивів, мікроскопів, телескопів.

Важливим оптичним приладом є кришталик людського ока. В однорідному середовищі світло поширюется прямолінійно

Закони геометричної оптики Закон прямолінійного поширення світла: у вакуумі й однорідному прозорому середовищі світло поширюється прямолінійно. Цей закон підтверджується утворенням тіні та напівтіні і пояснює механізм сонячного і місячного затемнень. Тінь – це область простору, до якої не потрапляє світло від джерела. Для того щоб спостерігати чітку тінь, необхідно використовувати точкове джерело світла, тобто джерело світла, розміри якого порівняно з відстанню до екрану є малими. Напівтінь – це область простору, з якої джерело світла можна побачити частково. На межі двох середовищ світловий промінь змінює свій напрям. Частина світла повертається в перше середовище (відбивається), одночасно з цим світло частково потрапляє у друге середовище, змінюючи при цьому напрям свого поширення (заломлення). Закони відбивання світла

- падаючий і відбитий промені, а також перпендикуляр до межі двох середовищ, проведений із точки падіння променя, лежать в одній площині; - кут падіння дорівнює куту відбивання. Падаючий та відбитий промінь оборотні. Закони відбивання можна використовувати для побудови зображення у плоскому дзеркалі. Дзеркальну відбиваючу поверхню називають плоским дзеркалом, якщо пучок паралельних променів, який падає на неї, після відбивання залишається паралельним. Зображення предмета в плоскому дзеркалі уявне, пряме, однакове за розміром із предметом, розташоване на такій же відстані від дзеркала за ним, як і сам предмет перед дзеркалом. Закони заломлення світла - падаючий і заломлений промені, а також перпендикуляр до межі двох середовищ, проведений із точки падіння променя, лежать в одній площині; - відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення для даних двох середовищ є сталою величиною, залежною від оптичних властивостей цих середовищ.

Цю сталу величину називають показником заломлення. Він показує, у скільки разів відрізняється швидкість світла у першому і другому середовищах. Абсолютний показник заломлення – це величина, яка показує, у скільки разів швидкість світла в даному середовищі менша, ніж швидкість світла у вакуумі. Якщо швидкість поширення світла в першому середовищі більша за швидкість поширення в другому, то кут падіння більший за кут заломлення; якщо швидкість поширення світла в першому середовищі менша, ніж швидкість поширення в другому, то кут падіння менший за кут заломлення

ВОЛОКОННА ОПТИКА

 

-розділ оптики, в якому розглядаються процеси поширення світла вздовж прозорих волокон та їхніх сукупностей і конструктивні особливості волоконнооптичних пристроїв. Окреме волокно (мал.) складається із скляних світлопровідної серцевини / з високим та оболонки 2 з низьким показниками заломлення світла. Внаслідок цього на поверхні розділу серцевини і оболонки промені а і б зазнають повного внутр. відбиття (див. Відбиття світла) і поширюються вздовж волокна. Сукупність великої кількості волокон, кінці яких зварені докупи, наз. волоконним джгутом. При впорядкованому розташуванні вхідних і вихідних торців окремих волокон джгут служить для передавання зображень, при хаотичному - для передавання світлових потоків. Із конічних волокон виготовляють у вигляді плоскопаралель-них шайб фокони (фокусуючі конуси), здатні концентрувати енергію світла, збільшувати або зменшувати зображення. Різноманітні волоконні системи застосовують у медицині, фотографії, техніці зв'язку, електронно-оптичних системах тощо.

Рефрактометрія - це об'єктивний метод дослідження рефракції (заломлюючої сили) ока з використанням спеціальних апаратів - рефрактометрів. Зараз в офтальмології широко використовуються автоматичні (комп'ютерні) рефрактометри. Це сучасний метод дослідження рефракції ока, що дозволяє швидко отримати точний результат особливо при мінімальних порушеннях. Цей метод широко застосовується в дитячій офтальмології. За допомогою методу рефрактометрии можна виявити різні аномалії рефракції, такі як короткозорість, далекозорість або астигматизм і, відповідно, правильно і швидко підібрати корекцію. Але, чим гірше зір пацієнта, тим менш точними будуть отримані дані, тому поряд з цим методом діагностики застосовуються і інші, що дозволяють визначити рефракцію ока пацієнта. Процедура рефрактометрії Рефрактометрія проводиться на сучасних комп'ютерних апаратах - рефрактометром. Пацієнт повинен сісти перед апаратом, розмістити підборіддя на спеціальній підставці, при цьому необхідно щільно притиснутися лобом у планку зверху. Лікар самостійно відрегулює положення голови пацієнта. Далі пацієнт повинен, що не примружуючись, пильно дивитися на картинку перед його оком, яка плавно змінює свою чіткість. У сучасних апаратах іспользуютсяболее складні картинки, здатні привернути до себе увагу пацієнта на час проведення дослідження, що найбільш важливо в дитячій офтальмології. Під час дослідження моргати не забороняє, але голова повинна бути нерухомою. Дослідження проводиться для кожного ока окремо.

Лікар наводить мішень на екрані на центр зіниці і вручну або автоматично проводиться ряд вимірювань. Результат дослідження лікар отримує у вигляді роздруківки, виданої приладом, на якій дані записані в порядку: сфера (sph), циліндр (cyl), вісь (axis). Процедура Авторефрактометрії триває протягом 1-2 хвилин. Ускладнень сама процедура не має. Ускладнення можливі лише за атропинизации - алергічна реакція. При цьому необхідно відразу припинити використання атропіну і негайно звернутися до лікаря.

8.Оптична мікроскопія. Методика визначення мікроскопічних об'єктів з допомогою оптичного мікроскопа

Мікроскоп — оптичний прилад для отримання сильно збільшених зображень об'єктів (або деталей їхньої структури), невидимих неозброєним оком. Людське око є природною оптичною системою, що характеризується певною роздільною здатністю, тобто найменшою відстанню між елементами спостережуваного об'єкта (сприйманими як крапки або лінії), при якому вони ще можуть бути відрізнені один від одного. Для нормального ока при видаленні від об'єкта на т.з. відстань як найкращого бачення (D = 250 мм) мінімальна роздільна здатність становить приблизно 0,08 мм (а у більшості людей — близько 0,20 мм). Розміри мікроорганізмів, більшості рослинних і тваринних клітин, дрібних кристалів, деталей мікроструктури металів та сплавів тощо значно менше цієї величини. Для спостереження і вивчення подібних об'єктів і призначені мікроскопи різних типів. За допомогою мікроскопів визначають форму, розміри, будову та багато інших характеристик мікрооб'єктів. Мікроскоп дає можливість розрізняти структури з роздільною здатністю до 0,20 мкм.

Будова і принцип дії

Найпростіший мікроскоп складається із двох лінз — об'єктива і окуляра, з'єднаних трубою — тубусом. Об'єктив — лінза із дуже малою фокусною віддалю. Він підноситься близько до об'єктної площини, на якій лежить призначений для вивчення об'єкт. Об'єктив забезпечує велике збільшення і створює обернене дійсне зображення. Це зображення ще раз перевертається окуляром, через який його розглядає дослідник. В сучасних мікроскопах як об'єктив, так і окуляр — складні оптичні системи. Сучасні мікроскопи мають також додаткову систему освітлення об'єкта спостереження, що лежить на предметному столику. Основну роль в системі освітлення відіграє конденсор.