лекция 7 ОПТИКА 24

1.

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
образования
«Северо-Кавказская государственная академия»
Медицинский институт
Лекция № 8
ОПТИКА

2.

План :
• 1. Введение в оптику. Основные законы оптики
• 2. Инструменты и устройства в оптике (Линзы и их
основные свойства)
• 3. Оптические системы и устройство микроскопа
(самостоятельно)
• 4. Интерференция. Дифракция
• 5. Аберрации линз
• 6. Оптическая система глаза
• 7. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА (самостоятельно)
• 9. Преломление и рассеяние света в биологических
тканях
• 10. Методы оптической диагностики в медицине

3.

• 1. Введение в оптику. Основные законы оптики
• Оптика— раздел физики, в котором
рассматриваются закономерности излучения,
поглощения и распространения света.
• Природа света двойственна, дуалистична. Это
означает, что свет проявляет себя и как
электромагнитная волна, и как поток частиц —
фотонов.
• Дуализм света, в частности, отражается формулой
• Е = hv,
• так как энергия фотона является квантовой
характеристикой, а частота колебаний
• v — характеристикой волнового процесса.

4.

Закон отражения
Отражение света - явление, происходящее на границе раздела
двух сред, в результате которого световой луч изменяет направление
своего распространения, оставаясь в первой среде. Характер
отражения зависит от соотношения между размерами (h) неровностей
отражающей поверхности и длиной волны (λ) падающего излучения.
Когда неровности расположены хаотично, а их размеры имеют
порядок длины волны или превышают ее, возникает диффузное
отражение - рассеяние света по всевозможным направлениям.
Именно вследствие диффузного отражения несамосветящиеся тела
становятся видимыми при отражении света от их поверхностей.
Зеркальное отражение
Если размеры неровностей малы по сравнению с длиной волны (h
<< λ), то возникает направленное, или зеркальное, отражение света
(рис. 1). При этом выполняются следующие законы.
Падающий луч, отраженный луч и нормаль к границе раздела
двух сред, проведенная через точку падения луча, лежат в одной
плоскости.
Угол отражения равен углу падения: β = a.

5.

Законы преломления
Когда световой луч падает на границу раздела двух прозрачных сред, он делится на два
луча: отраженный и преломленный (рис. 2). Преломленный луч распространяется во
второй среде, изменив свое направление. Оптической характеристикой среды
является абсолютный показатель преломления, который равен отношению скорости
света в вакууме к скорости света в этой среде:
Рис. 2. Ход лучей при преломлении

6.

Выполняются следующие законы преломления.
Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе
раздела двух сред, проведенная через точку падения луча,
лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения к синусу угла
преломления есть величина постоянная, равная
отношению абсолютных показателей преломления второй
и первой сред:

7.

Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика
Рассмотрим переход света из среды c большим
показателем преломления n1 (оптически более плотной) в
среду с меньшим показателем преломления n2 (оптически
менее плотную). На рисунке 3 показаны лучи, падающие на
границу стекло-воздух. Для стекла показатель преломления
n1 = 1,52; для воздуха n2 = 1,00.

8.

Увеличение угла падения приводит к увеличению угла преломления до
тех пор, пока угол преломления не станет равным 90°. При дальнейшем
увеличении угла падения падающий луч не преломляется,
а полностью отражается от границы раздела. Это явление
называется полным внутренним отражением. Оно наблюдается при
падении света из более плотной среды на границу с менее плотной средой и
состоит в следующем.
Если угол падения превышает предельный для данных сред угол, то
преломления на границе раздела не происходит и падающий свет
отражается полностью.
Предельный угол падения определяется соотношением
Сумма интенсивностей отраженного и преломленного лучей равна
интенсивности падающего луча. При увеличении угла падения интенсивность
отраженного луча растет, а интенсивность преломленного луча убывает и для
предельного угла падения становится равной нулю.

9.

Волоконная оптика
Явление полного внутреннего отражения используется в гибких
световодах.
Если свет направить на торец тонкого стеклянного волокна,
окруженного оболочкой с меньшим показателем преломления угла, то свет
будет распространяться по волокну, испытывая полное отражение на
границе стекло-оболочка. Такое волокно называется световодом. Изгибы
световода не препятствуют прохождению света(рис.4).
В медицине жгуты из тонких световодов используют для изготовления
эндоскопов, которые применяются для визуального исследования полых
внутренних органов (рис. 5).
С помощью отдельного световодного канала, уложенного в общий жгут,
осуществляется передача лазерного излучения с целью лечебного
воздействия на внутренние органы.

10.

11.

• 2. Инструменты и устройства в оптике (Линзы и их основные
свойства)
Линза - прозрачное тело, ограниченное обычно двумя сферическими
поверхностями, каждая из которых может быть выпуклой или вогнутой.
Прямая, проходящая через центры этих сфер, называется главной
оптической осью линзы.
Линза, максимальная толщина которой значительно меньше радиусов
обеих сферических поверхностей, называется тонкой.
Проходя через линзу, световой луч изменяет направление - отклоняется.
Если отклонение происходит в сторону оптической оси, то линза
называется собирающей, в противном случае линза
называется рассеивающей.
Любой луч, падающий на собирающую линзу параллельно оптической
оси, после преломления проходит через точку оптической оси (F),
называемую главным фокусом (рис. 6, а). Для рассеивающей линзы через
фокус проходит продолжение преломленного луча (рис. 6, б).

12.

• У каждой линзы имеются два фокуса, расположенные по обе ее
стороны. Расстояние от фокуса до центра линзы
называется главным фокусным расстоянием (f).
• В расчетных формулах f берется со знаком «+»
для собирающей линзы и со знаком «-»
для рассеивающей линзы.
• Величина, обратная фокусному расстоянию,
называется оптической силой линзы: D = 1/f. Единица
оптической силы - диоптрия (дптр). 1 дптр - это оптическая
сила линзы с фокусным расстоянием 1 м.
• Оптическая сила тонкой линзы и ее фокусное
расстояние зависят от радиусов сфер и показателя
преломления вещества линзы относительно окружающей
среды:
• где R1, R2 - радиусы кривизны поверхностей линзы;
• n - показатель преломления вещества линзы относительно
окружающей среды; знак «+» берется
для выпуклой поверхности, а знак «-» - для вогнутой.
• Одна из поверхностей может быть плоской.
• В этом случае принимают R = ∞, 1/R = 0.

13.

В зависимости от положения предмета относительно линзы
возможны два случая преломления лучей, показанные на рис.7.
Рис 7. Действительное (а) и мнимое (б) изображения, даваемые собирающей линзой
1. Если расстояние от предмета до линзы превышает фокусное
расстояние f, то лучи, испущенные точкой А, после прохождения
линзы пересекаются в точке А', которая называется действительным
изображением. Действительное изображение получается перевернутым.
2. Если расстояние от предмета до линзы меньше фокусного расстояния f,
то лучи, испущенные точкой А, после прохождения линзы расходятся и в
точке А' пересекаются их продолжения. Эта точка называется мнимым
изображением. Мнимое изображение получается прямым.

14.

Рассеивающая линза дает мнимое изображение предмета при всех
его положениях (рис.8).
Рис. 8. Мнимое изображение,
даваемое рассеивающей линзой
Для расчета изображения
используется формула линзы,
которая устанавливает связь между
положениями точки и ее изображения

15.

Отношение размеров изображения к размерам
предмета называется линейным увеличением:
Линейное увеличение рассчитывается по
формуле k = а2/а1.
Линза (даже тонкая) будет давать «правильное»
изображение, подчиняющееся формуле
линзы, только при выполнении следующих условий:
• пучки падающего света можно считать
приосевыми (параксиальными);
• показатель преломления линзы не зависит от
длины волны света или свет достаточно
монохроматичен.

16.

• 3 Оптические системы и устройство
микроскопа
• Большее увеличение можно осуществить,
рассматривая действительное изображение
предмета, созданное дополнительной
линзой или системой линз. Таким
оптическим устройством является
микроскоп; лупу в этом случае называют
окуляром, а дополнительную линзу или
систему линз — объективом.

17.

• Для того чтобы глаз не был напряжен, стремятся
совместить изображение, созданное объективом,
с фокальной плоскостью окуляра. На рис. показан
ход лучей в микроскопе, объективом и окуляром
которого являются собирающие линзы, и в глазу.

18.

Фокусное расстояние микроскопа
Δ— расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом
окуляра, называемое оптической длиной тубуса.
Увеличение микроскопа равно отношению произведения оптической
длины тубуса
на расстояние наилучшего зрения а0 к произведению flf2
фокусных расстояний объектива и окуляра.

19.

20.

На рис. изображены общий вид (а) и схема (б)
биологического микроскопа. Его главные части:
основание 8, коробка с микрометрическим
механизмом 9, предметный столик 10, револьвер 11с
объективами 5, конденсор 2 и окуляр 7.
Оптическая система состоит из двух частей:
осветительной и наблюдательной.
В осветительную часть входят зеркало 1,
конденсор с ирисовой апертурной диафрагмой 3 и
съемный светофильтр 4, а в наблюдательную —
объектив, призма 6 и окуляр, соединенные в тубусе
микроскопа.
Пучок лучей от источника света падает на зеркало,
которое отражает его к диафрагме, проходит через
конденсор и исследуемый препарат и затем попадает
в объектив.

21.

Предел разрешения — это такое наименьшее
расстояние между двумя точками предмета,
когда эти точки различимы, т. е.
воспринимаются в микроскопе как две точки.
Разрешающей способностью обычно
называют способность микроскопа давать
раздельные изображения мелких деталей
рассматриваемого предмета.
Это величина обратна пределу разрешения.
Разрешающая способность микроскопа
обусловлена волновыми свойствами света,
поэтому выражение для предела разрешения
можно получить, учитывая дифракционные
явления.

22.

23.

24.

• 4. Интерференция. Дифракция
• Под интерференцией света понимают такое
сложение световых волн, в результате
которого образуется устойчивая картина их
усиления и ослабления. Для получения
интерференции света необходимо
выполнение определенных условий.
• Когерентными называются источники света
одинаковой частоты, обеспечивающие постоянство
разности фаз для волн, приходящих в данную точку
пространства.

25.

Связь между разностью фаз и оптической разностью хода интерферирующих волн:
Условия максимума и минимума интенсивности света при интерференции —
соответственно
Максимум при интерференции наблюдается в тех точках, для которых оптическая
разность хода равна целому числу длин волн (четному числу полуволн), минимум — в
тех точках, для которых оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн.

26.

• Дифракцией света называют явление
отклонения света от прямолинейного
распространения в среде с резкими
неоднородностями. Возможность наблюдения
дифракции зависит, в частности, от
соотношения длины волны и размеров
неоднородностей.
• Различают с некоторой степенью условности
дифракцию сферических волн (дифракция
Френеля) и дифракцию плоскопараллельных
волн (дифракция Фраунгофера). Описание
дифракционной картины возможно с учетом
интерференции вторичных волн.

27.

• Дифракции света на щели.
• Для того чтобы выяснить характер интерференции
вторичных волн, испущенных в других направлениях,
разобьем поверхность щели на n одинаковых зон (их
называют зонами Френеля) и рассмотрим то направление,
для которого выполняется условие:
• Рис. 21.3. Дифракция на одной щели: а - ход лучей; б распределение интенсивности света (f - фокусное
расстояние линзы)

28.

• Минимум интенсивности при
дифракции на щели наблюдается
для направлений лучей вторичных
волн, удовлетворяющих условию
• Максимум интенсивности при
дифракции на щели наблюдается
для направлений лучей вторичных
волн, удовлетворяющих условию:

29.

• При дифракции на щели интенсивности максимумов порядка k >
0 столь незначительны, что не могут быть использованы для
решения практических задач. Поэтому в качестве спектрального
прибора используется дифракционная решетка, которая
представляет собой систему параллельных равноотстоящих
щелей. Дифракционную решетку можно получить нанесением
непрозрачных штрихов (царапин) на плоскопараллельную
стеклянную пластину
• Расстояние d между центрами или краями соседних щелей
называют постоянной (периодом) дифракционной решетки.
• Максимумы, удовлетворяющие условию (21.4),
называются главными максимумами порядка k. Само условие
(21.4) называют основной формулой дифракционной решетки

30.

31.

5. Аберрации линз
Аберрации - общее название для погрешностей изображения,
возникающих при использовании линз. Аберрации (от лат.
«aberratio» - отклонение), которые проявляются только в
немонохроматическом свете, называются хроматическими. Все
остальные виды аберраций являются монохроматическими, так
как их проявление не связано со сложным спектральным составом
реального света.
1. Сферическая аберрация - монохроматическая аберрация,
обусловленная тем, что крайние (периферические) части линзы
сильнее отклоняют лучи, идущие от точечного источника, чем ее
центральная часть. В результате этого периферическая и
центральная области линзы формируют различные изображения
(S2 и S'2 соответственно) точечного источника S1 (рис. 10). Поэтому
при любом положении экрана изображение на нем получается в
виде светлого пятна.
Этот вид аберрации устраняется путем использования систем,
состоящих из вогнутой и выпуклой линз.

32.

2. Астигматизм - монохроматическая аберрация, состоящая в том, что
изображение точки имеет вид пятна эллиптической формы, которое при некоторых
положениях плоскости изображения вырождается в отрезок.
Астигматизм косых пучков проявляется тогда, когда лучи, исходящие из
точки, составляют значительные углы с оптической осью. На рисунке а. точечный
источник расположен на побочной оптической оси. При этом возникают два
изображения в виде отрезков прямых линий, расположенных перпендикулярно друг
другу в плоскостях I и II. Изображение источника можно получить лишь в виде
расплывчатого пятна между плоскостями I и II.
Астигматизм, обусловленный асимметрией оптической системы. Этот вид
астигматизма возникает, когда симметрия оптической системы по отношению к
пучку света нарушена в силу устройства самой системы. При такой аберрации
линзы создают изображение, в котором контуры и линии, ориентированные в
разных направлениях, имеют разную резкость. Это наблюдается в цилиндрических
линзах (рис. 11, б).
В глазу астигматизм образуется при асимметрии в кривизне систем
хрусталика и роговицы. Для исправления астигматизма служат очки, которые имеют
различную кривизну в разных направлениях.

33.

3. Дисторсия (искажение). Когда лучи, посылаемые
предметом, составляют большой угол с оптической осью,
обнаруживается - дисторсия.
В этом случае нарушается геометрическое подобие
между объектом и изображением. Причина состоит в том,
что в действительности линейное увеличение, даваемое
линзой, зависит от угла падения лучей. В результате
изображение квадратной сетки принимает
либо подушко, либо бочкообразный вид (рис.). Для борьбы с
дисторсией подбирают систему линз с противоположной
дисторсией.

34.

4. Хроматическая аберрация проявляется в том,
что пучок белого света, исходящий из точки, дает ее
изображение в виде радужного круга, фиолетовые лучи
пересекаются ближе к линзе, чем красные (рис. 13).
Причина хроматической аберрации заключается в
зависимости показателя преломления вещества от
длины волны падающего света (дисперсия). Для
исправления этой аберрации в оптике используют
линзы, изготавливаемые из стекол с разной дисперсией
(ахроматы, апохроматы).

35.

6. Оптическая система глаза
Рассмотрим строение глаза. Глазное яблоко имеет почти
шарообразную форму с диаметром в осевом направлении 24 - 25 мм.
Оно содержит светопроводящий и световоспринимающий аппарат
глаза.
Стенки глаза состоят из трёх концентрически расположенных
оболочек - наружной, средней и внутренней. Наружная оболочка склера в передней части глаза переходит в прозрачную выпуклую
роговую оболочку (роговица). Отделённая от склеры роговица имеет
форму сферической чашечки диаметром около 12 мм и толщиной
около 1 мм. Радиус кривизны её 7-8 мм, показатель преломления 1,38. К склере прилегает сосудистая оболочка, внутренняя поверхность
которой выстлана слоем пигментных клеток, препятствующих внутреннему диффузному рассеиванию света в глазу. В передней части сосудистая
оболочка переходит в радужную, окрашенную у различных людей поразному и имеющую в центре небольшое круглое отверстие - зрачок.

36.

Радужная оболочка является своеобразной
диафрагмой, регулирующей диаметр зрачка (от 2-3
мм при ярком, до 6 -8 мм при слабом освещении)
и тем самым световой поток, попадающий в глаз.
Пространство между радужной оболочкой и
роговицей (передняя камера) заполнено прозрачной
жидкостью, близкой по оптическим свойствам к воде.
Непосредственно за зрачком расположен хрусталик упругое прозрачное тело, имеющее форму
двояковыпуклой линзы (n=1,4).
Диаметр хрусталика 8-10 мм, радиус кривизны
передней поверхности 10 мм, задней - 6 мм. С
помощью круговой ресничной мышцы кривизна
хрусталика может меняться. Вся внутренняя полость
глаза заполнена прозрачной студенистой
жидкостью - стекловидным телом (n=1,33).

37.

К сосудистой оболочке в задней части,
называемой дном глаза, прилегает сетчатая
оболочка, или ретина, содержащая световоспринимающий аппарат глаза (рецепторный аппарат).
Он состоит из мельчайших рецепторных клетокпалочек и колбочек, обеспечивающих сумеречное и
цветовое зрение. Сетчатка служит световоспринимающим экраном, на котором получается действительное
и уменьшенное изображение предмета,
рассматриваемого глазом.
Преломляющая система глаза: роговица, влага
передней камеры, хрусталик, стекловидное тело представляют центрированную оптическую систему с
оптической осью, проходящей через геометрические
центры хрусталика, зрачка и роговицы.

38.

Здоровый глаз приспосабливается к
рассмотрению предметов, расположенных от
него на расстоянии от 10-15 см до
бесконечности. Эта способность глаза
называется аккомодацией.
Аккомодация - это способность глаза
изменять оптическую силу за счёт изменения
кривизны хрусталика, что позволяет
получать чёткие изображения предметов на
сетчатке. При этом происходит увеличение
оптической силы.

39.

В целом оптическая система глаза
действует как собирающая линза с
переменным фокусным расстоянием. Вся
система глаза в ненапряжённом состоянии
(покой аккомодации) имеет оптическую силу
около 63 диоптрий. Основное преломление
света происходит на внешней поверхности
роговицы, на границе с воздухом. Она имеет
оптическую силу около 43 диоптрий.
Оптическая сила хрусталика при этом 20
диоптрий (при рассмотрении удалённых
предметов). При рассмотрении близких
предметов кривизна хрусталика увеличивается,
и оптическая сила глаза может достигать 7075 дптр (предел аккомодации).

40.

Для построения изображения предметов на сетчатой
оболочке глаза и анализа связанных с этим явлений
пользуются редуцированным. или приведённым глазом,
который рассматривается как однородная сферическая
линза.
Построение изображения предметов в приведённом
глазе делается по правилам для одиночной тонкой линзы.
Предмет обычно располагается за двойным фокусным
расстоянием, и изображение получается на задней
поверхности приведённого глаза действительным,
обратным и уменьшенным

41.

• Размер изображения на сетчатке зависит не только от размера
предмета, но и отдаления от глаза, т.е. от угла, под которым виден
предмет.
• Для характеристики величины изображения на сетчатке вводят
понятие - угол зрения.
• Это угол β между лучами, идущими от крайних точек предмета
через совпадающие узловые точки

42.

Недостатки оптической системы глаза

43.

44.

• 9. Преломление и рассеяние света в биологических тканях
• Взаимодействие света с биологическими тканями
• Свет, проходя через биологические ткани, может испытывать
несколько процессов: поглощение, рассеяние, преломление и
отражение. Эти явления зависят от длины волны света, оптических
свойств ткани и её структуры.
• Поглощение света
• Поглощение света в тканях обусловлено наличием молекул, которые
называют хромофорами.
Основные хромофоры:
o
o
o
Гемоглобин (оксигемоглобин и дезоксигемоглобин): активно поглощает
свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Это свойство
используется, например, в пульсоксиметрии.
Меланин: определяет цвет кожи и играет роль в диагностике кожных
заболеваний.
Вода: основной компонент тканей, поглощает свет в инфракрасной
области спектра.
• Пример: инфракрасные волны проникают глубже в ткани, так как
меньше поглощаются меланином и гемоглобином, что позволяет
визуализировать слои кожи или глубоко лежащие сосуды.

45.

• Рассеяние света
• Рассеяние происходит из-за неоднородностей в
тканях, таких как клетки, их органеллы или
структуры, подобные коллагеновым волокнам.
В биологических тканях рассеяние, как правило,
многократно: свет отклоняется много раз, прежде
чем выйти из ткани или поглотиться.
Характер рассеяния определяется длиной волны:
короткие волны рассеиваются сильнее (по закону
Рэлея), что объясняет, почему ткани выглядят более
«мутными» при использовании синего света.
• Пример: рассеяние в белке глазного яблока делает
его непрозрачным, если структура белков нарушена
(катаракта).

46.

• Преломление света в тканях
• Показатель преломления
• Преломление связано с изменением скорости света при переходе
между разными средами. Показатель преломления биологических
тканей варьируется в зависимости от их состава:
Для роговицы: n≈1.376n \approx 1.376n≈1.376.
Для хрусталика: n≈1.406n \approx 1.406n≈1.406.
Для воды (основного компонента тканей): n≈1.33n \approx 1.33n≈1.33.
• Эти значения важны для оптической визуализации и коррекции
зрения. Например, глазные линзы рассчитаны с учётом разности
показателей преломления.
• Преломление на границе сред
• На границе двух тканей (например, воздух — кожа или роговица —
вода) свет изменяет направление согласно закону Снеллиуса:
n1sin⁡
θ1=n2sin⁡
θ2,n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2,n1​sinθ1​=n2​sinθ2​,
где n1n_1n1​ и n2n_2n2​ — показатели преломления двух сред,
θ1\theta_1θ1​ и θ2\theta_2θ2​ — углы падения и преломления.
• Пример: свет, входящий в глаз, преломляется на роговице и
хрусталике, фокусируясь на сетчатке. Нарушения этого процесса
(например, при близорукости) корректируют линзами.

47.

• Влияние на визуализацию
• В медицинских приборах преломление и
рассеяние света играют ключевую роль:
Оптическая прозрачность тканей: разные
ткани обладают разной способностью
пропускать свет. Это свойство
используется, например, в оптической
когерентной томографии (ОКТ).
Рассеянный свет: применяется для
визуализации в далеких участках ткани
(например, в биофотонике).

48.

• Методы и приложения
• Пульсоксиметрия: измеряет уровень
насыщения крови кислородом, анализируя,
как гемоглобин поглощает свет на разных
длинах волн.
• Спектроскопия: анализ спектра
поглощенного или рассеянного света
позволяет определить состав тканей.
• Оптическая когерентная томография:
использует свойства рассеянного и
преломленного света для построения
высокоточных изображений.

49.

• 10 Методы оптической диагностики
• Современные методы оптической
диагностики позволяют неинвазивно
исследовать внутренние структуры
организма, определять химический состав
тканей и проводить мониторинг
физиологических параметров. Эти
технологии основываются на
взаимодействии света с биологическими
тканями: поглощении, рассеянии,
отражении, флуоресценции и когерентных
свойствах света.

50.

Эндоскопия
Принцип работы
Эндоскопия — это метод визуализации внутренних органов с помощью
оптических приборов, основанный на использовании отраженного света.
Основным элементом эндоскопа является система линз или оптоволокно,
передающее свет и изображение через тонкий гибкий зонд.
Применение в медицине
Гастроэнтерология: диагностика и лечение язв, полипов, опухолей.
Бронхология: исследование дыхательных путей, диагностика рака легких.
Гинекология: лапароскопия для исследования органов малого таза.
Технические особенности
Оптоволоконная передача света: свет распространяется через тонкие
стеклянные волокна за счёт полного внутреннего отражения.
Источник света: светодиоды или ксеноновые лампы обеспечивают яркое и
направленное освещение.
Видеокамера: фиксирует изображение для анализа в реальном времени.
Современные улучшения
Высокое разрешение (HD, 4K).
Технология Narrow Band Imaging (NBI), использующая узкополосный спектр
света для улучшенной визуализации сосудов и слизистой оболочки.

51.

Оптическая когерентная томография (ОКТ)
Принцип работы
ОКТ — метод построения трёхмерных изображений внутренних структур с
использованием низкоинтенсивного когерентного света.
Работает на основе анализа интерференции света, отражённого от различных
слоёв ткани.
Позволяет получить изображения с высоким разрешением (5–10 микрон) на
глубину до нескольких миллиметров.
Применение
Офтальмология:
o
o
Кардиология:
o
Оценка состояния сосудистых стенок и коронарных артерий.
Дерматология:
o
Диагностика заболеваний сетчатки (диабетическая ретинопатия, макулярная
дегенерация).
Изучение структуры зрительного нерва.
Изучение микроструктуры кожи, диагностика меланомы.
Преимущества
Безопасность: использование низкоинтенсивного света исключает
повреждение тканей.
Высокая точность: позволяет изучать микроскопические структуры.

52.

• Пульсоксиметрия
• Принцип работы
• Пульсоксиметрия измеряет насыщение крови кислородом
(SpO2\text{SpO}_2SpO2​) путём анализа поглощения света
различными формами гемоглобина.
Устройство использует два источника света: красный
(∼660 нм\sim 660 \, \text{нм}∼660нм) и инфракрасный
(∼940 нм\sim 940 \, \text{нм}∼940нм).
Фотодетектор измеряет интенсивность света, проходящего
через палец или мочку уха.
• Применение
Контроль уровня кислорода у пациентов в реанимации и
анестезиологии.
Диагностика респираторных заболеваний, включая COVID-19.
• Преимущества
Простота и неинвазивность.
Быстрая оценка состояния пациента.

53.

• Флуоресцентная диагностика
• Принцип работы
• Этот метод основан на способности тканей или вводимых
веществ (флуорофоров) излучать свет определённой длины
волны при возбуждении.
Ультрафиолетовое или лазерное излучение вызывает свечение
молекул.
Характеристики свечения зависят от состава и состояния
тканей.
• Применение
Онкология: выявление злокачественных опухолей по
характерному свечению.
Гастроэнтерология: диагностика рака пищевода и желудка.
Дерматология: анализ кожных патологий.
• Современные технологии
Использование биомаркеров для избирательного связывания с
раковыми клетками.
Лазерные системы для повышения точности.

54.

55.

56.

57.

Спасибо за внимание!!!