индуктивность– индуктивные датчики.

Эти датчики требуют отдельного источника питания.

Датчики сопротивления изготавливаются из тонкой проволоки, или в виде столбика из вещества, сопротивление которого сильно изменяется при растяжении или сжатии, например, из силикона, прессованной металлизированной смолы. Концы проволоки или столбика скрепляются с основой и подвижным элементом датчика. Резистивными датчиками измеряют давление.

изменение емкостного сопротивления конденсатора происходит в емкостных датчиках. Конденсатор включается в измерительную цепь, при взаимном смещении его пластин.

Индуктивные датчики состоят из электромагнита с незамкнутым сердечником и подвижного якоря, замыкающего сердечник.индуктивное сопротивление катушки изменяется при перемещениях якоря. К ним относится трансформаторный счетчик, счетчик давления и др.

Использование кристаллических диодов и триодов, размеры которых не превышают нескольких миллиметров, позволяют создать приборы, содержащие усилители и генераторы весьма малых размеров. Эту область техники называют микроэлектроникой

2 Методы определения концентрации растворов. Метод сравнения и калибровочного графика. Количественный абсорбционный анализ на одну какую-нибудь примесь в растворе основывается, как правила, на двух методах:1. Метод калибровочного графика. 2. Метод сравнения.1. МЕТОД КАЛИБРОВОЧНОГО ГРАФИКА. Приготавливают серию растворов с известной концентрацией и измеряют их оптическую плотность. По полученным данным строят калибровочный график, откладывая по оси OY значения оптической плотности, по 0Х –соответствующие значения концентрации. Затем измеряют оптическую плотность исследуемых растворов и по графику находят их концентрацию. Этот метод служит одновременно проверкой выполнения закона Бугера-Ламберта-Бера.2. МЕТОД СРАВНЕНИЯ. Измеряют оптические плотности раствора с неизвестной концентрацией (D) и стандартного раствора () при одной и той же толщине поглощающего слоя () и одной и той же длине волны. Применяя основной закон светопоглощения получаем:

3 Систолическое и диастолическое давления, пульсовое давление крови.

Систолическое давление - артериальное давление в момент максимального подъема пульсовой волны вслед за систолой левого желудочка сердца. Изменения систолического давления характерны для гипертонии, коллапса и др. болезненных состояний. Норма кровяного давления здорового человека составляет 120/80. Разница между систолическим и диастатическим давлением обычно составляет 30/40. Эта разница называется пульсовым давлением.

Диастолическое давление - отмечается как нижняя цифра. Она показывает значение давления в момент расслабления сердечной мышцы. Нужно отметить, что это минимальное давление в артериях. Этот параметр говорит о силе сопротивления периферических сосудов. Амплитуда колебаний давления крови спадает по мере ее продвижения по сосудам. Необходимо отметить, что венозное и капиллярное давление мало зависит от фазы сердечного цикла.

Пульсовое давление - показатель состояния гемодинамики: разница между систолическим и диастолическим артериальным давлением. Пульсовое давление считается аномально низким, если оно составляет менее 25% от систолического значения. Самой распространенной причиной низкого пульсового давления является инсульт левого желудочка, а также какая либо травма, которая сопровождается значительной потерей крови. Как правило, пульсовое давление у здоровых взрослых людей в состоянии покоя составляет около 40 мм рт.ст. Этот показатель увеличивается при физической нагрузке в связи с увеличением ударного объема сердца. Пульсовое давление, как правило, возвращается в норму в течение 10 минут у здоровых людей. У большинства людей во время небольших физических нагрузок систолическое давление постепенно увеличивается, а диастолическое остается таким же. В то время как некоторые лекарства от гипертонии имеют побочный эффект в виде увеличения диастолического давления, ингибиторы АПФ вполне успешно борются с высоким пульсовым давлением. Очень вредно высокое пульсовое давление, которое способствует ускорению естественного старения внутренних органов, особенно сердца, мозга и почек. Данный симптом в сочетании с брадикардией и неправильным, нерегулярным дыханием говорит о повышенном внутричерепном давлении. В этом случае необходимо в обязательном порядке обратиться к врачу.

Билет11

1.Применение датчиков Применение микроэлектронных приборов в медицине позволяет не только уменьшить размеры приборов и аппаратов, но и создать приборы и датчики к ним, очень малых размеров. Такие малые датчики могут безопасно вводиться внутрь полостей различных органов, и даже вживляться в ткани организма. В связи с этим появились новые диагностические методы. Они называются эндорадиометрией. Миниатюрный электрический манометр применяется, для измерения давления в полостях сердца. Он укрепляется на конце сердечного катетера.силиконовое сопротивление, соединенное с мембраной, воспринимающей внешнее давление служит в нем датчиком. новый метод эдорадиометрии разработан для исследования желудочно-кишечного тракта. Исследование температуры, давления и кислотности среды производится на протяжении всего тракта с помощью эндорадиозонда, имеющего форму пилюли, которую исследуемый пациент проглатывает.микрорадиогенератор находится в пилюле. Он содержит источник питания, транзистор, детали контуров и на открытом конце - датчик, воздействующий на частоту генерируемых колебаний, излучаемых в виде электромагнитных волн. Термистор служит датчиком температуры в эндорадиозонде, датчиком давления - катушка индуктивности колебательного контура генератора, связанного с мембраной, датчиком кислотности среды - два платиновых электрода.щелочной микроаккумулятор является источником полупроводниковые датчики (термисторы) для определения температуры тела или его участков применяются в медицинской практике Термометр, основанный на зависимости сопротивления проводника от температуры называют электрическим термометром сопротивления. Он имеет преимущества перед ртутным термометром в связи с его малой тепловой инерцией. Электрические термометры с металлическим проводником, сопротивление которого при нагревании возрастает, имеют относительно

2) Закон Бугера-Ламберта-Бера. Оптическая плотность и коэффициент пропускания вещества. Закон независимости коэффициента поглощения от концентрации анализируемых веществ в растворе называется законом Бугера-Ламберта-Бера.Если пропустить через раствор пучок света интенсивностью , то после прохождения через этот слой его интенсивность уменьшится до I. Отношение характеризует пропускание света или прозрачность среды(потерями на отражение и рассеяние света пренебрегаем). Пропускание отнести к толщине слоя в 1 см, поэтому можно определить как коэффициент пропускания. Для светового потока, поглощенного веществом, характерной величиной является оптическая плотностьD. Связь между пропусканием и оптической плотностью устанавливается соотношением:

Оптическая плотность может принимать любые положительные значения (от 0 до ), но современные приборы позволяют измерять лишь . Изменение интенсивности I монохроматического света после прохождения его через слой поглощенного вещества d и концентрацией С выражается следующим образом:

- закон Бугера-Ламберта-Бера;где k – коэффициент поглощения (ослабления), состоящий из двух компонентов, коэффициента поглощения и коэффициента рассеяния , ,

С – концентрация исследуемого вещества,

d– толщина слоя.

Иногда этот закон записывается в виде: Коэффициенты k и связаны между собой соотношением: Исходя из (1) получаем: ; (2)

Отсюда: k = D /CdЕсли светопоглощение раствора подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера, то оптическая плотность раствора прямопропорциональна концентрации вещества в растворе. В этом случае график зависимости оптической плотности выражается прямой линией, идущей из начала координат. Если же соотношение (1) не выполняется, то прямолинейный характер зависимости нарушается.Из закона Б-Л-Б непосредственно вытекает, что:1. Отношение интенсивности светового потока, прошедшего через слой раствора к интенсивности светового потока не зависит от абсолютной интенсивности падающего света.2. Интенсивность светового потока уменьшается в геометрической прогрессии, в то время как толщина слоя, через который проходит свет, растет в арифметической прогрессии:

3) 70.Работа сердца.

Работа, совершаемая сердцем, в основном складывается из работы при сокращении желудочков, главным образом левого. (Работа правого желудочка принимается равной 0,2—0,15 от работы левого.) Работа сердечной мышцы при каждом сокращении левого желудочка затрачивается на сообщение объему выталкиваемой крови энергии, необходимой для его продвижения по всему кругу кровообращения. Эта энергия состоит из потенциальной энергии давления, которое должно быть создано вначале для преодоления сопротивления движению крови по всему ее пути, и кинетической энергии для сообщения массе крови необходимой скорости движения. На основании данных эта энергия может быть представлена формулой

где р — среднее давление, под которым кровь выбрасывается в аорту, р = 100 мм рт. ст=105 100/760 =1,3•104 Па; ρ = 1,05• 103 кг/м3 — плотность крови; — скорость крови в аорте, в состоянии покоя; ударный объем крови в покое в среднем, Аж= 0,95

Дж. Учитывая работу правого желудочка, для сердца в целом найдем Ас=1,2∙Аж=1,14 Дж. Время сокращения желудочков. Тогда мощность, развиваемая сердцем при сокращении, будет NC= Ас/tж=3,4 Вт. Считая в среднем 60 сокращений сердца в 1 мин, получим, что за 1 мин оно совершает работу. При расчете работы сердца можно вместо ударного учитывать минутный Vмин объем крови, равный произведению ударного объема на число N сокращений сердца в 1 мин:В нашем примере мл/мин, или 4,2 л/мин.При мышечной работе средней интенсивности минутный объем крови увеличивается примерно в пять раз, т. е. 20 л/мин. При этом соответственно возрастает скорость течения крови в аорте:. Тогда работа, совершаемая сердцем в 1 мин, будет Ас≈360 Дж.

Билет12

1) Природа рентгеновских лучей, их место в шкале электромагнитных волн.

Уже после первых опытов Рентген твердо установил, что Х-лучи отличаются от катодных, они не несут заряда и не отклоняются магнитным полем, но возбуждаются катодными лучами. Они невидимы для глаза, действуют на магнитное поле и т.д. Таким образом, возникает и распространяется короткий электромагнитный импульс, т.е. электромагнитная волна. Рентгеновские лучи, являющиеся электромагнитной волной длиной волны от 80 нм до 0, 0001 нм, в шкале электромагнитных волн со стороны длинных волн граничит с ультрафиолетовыми лучами оптического диапазона, а со стороны коротких волн – с γ лучами.

Источники рентгеновского излучения.Источников рентгеновского излучения можно разделить на две группы: естественные и искусственные.

Естественные источники излученияЕстественные источники рентгеновского излучения, генераторы рентгеновского излучения, находятся вне Земли. Один из них - Солнце. Его рентгеновская радиация настолько огромна, что способна в считанные минуты уничтожить все живое на Земле. Но на наше счастье, рентгеновский квант по дороге к Земле бесчисленное множество раз поглощается и испускается частицами атмосферы, в итоге он приходит на поверхность Земли «обессиленным».Существуют "рентгеновские" звезды, хотя они достаточно редки. К 1977 году было обнаружено приблизительно 200 рентгеновских звезд. Пульсары - невидимые в обычный телескоп "маяки", которые регулярно, нередко с удивительной правильностью через равные промежутки времени изменяют интенсивность своего излучения, радиоволнового или рентгеновского. Пульсар - это нейтронная звезда, которая действует не в одиночку, а вдвоем с напарником, подобным нашему Солнцу только во много раз больше. Будучи сравнительно с ним карлицей, но зато сверхплотной и весьма массивной, она непрестанно перетягивает на себя вещество своего компаньона - раскаленного газообразного шара. При этом выделяется огромное количество лучистой энергии в рентгеновском диапазоне.

Искусственные источники излученияНаиболее распространенным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, которая представляет собой двухэлектродный вакуумный прибор: подогревный катод 1, раскаленная вольфрамовая спираль, испускает электроны 4, анод 2, называемый часто антикатодом, имеет наклонную поверхность, для того чтобы направить возникающее рентгеновское излучение 3 под углом к оси трубки. Анод изготовлен из теплопроводящего материала для отвода теплоты, образующейся при ударе электронов. Поверхность анода выполнена из тугоплавких материалов, имеющих большой порядковый номер атома в таблице Д.И. Менделеева, например из вольфрама. В отдельных случаях анод специально охлаждают водой или маслом.Диагностические рентгеновские трубки имеют рабочее напряжение от 100 до 120 кВ.Терапевтические рентгеновские трубки имеют более высокое рабочее напряжение (160 - 200 кВ) и работают при малых силах токаВ медицине используется рентгеновское излучение с длиной волны порядка от 1,0 до 0,006 нм.

2) Следствием теории Максвелла является поперечность световых волн: векторы напряженностей электрического Е и магнитного Н полей волны взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости v распространения волны (перпендикулярно лучу). Поэтому для описания закономерностей поляризации света достаточно знать поведение лишь одного из векторов. Обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора — вектора напряженности Е электрического поля (это название обусловлено тем, что при действии света на вещество основное значение имеет электрическая составляющая поля волны, действующая на электроны в атомах вещества).

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора (рис. 272, а; луч перпендикулярен плоскости рисунка). В данном случае равномерное распределение векторов Е объясняется большим числом атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов Е — одинаковой (в среднем) интенсивностью излучения каждого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) называется естественным.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным. Так, если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное (но не исключительное!) направление колебаний вектора Е (рис. 272, б),то имеем дело с частично поляризованным светом. Свет, в котором вектор Е (и, следовательно, Н) колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу (рис. 272, в), называется плоско поляризованным (линейно поляризованным).

Плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоско поляризованной волны и направление распространения этой волны, называетсяплоскостью поляризации. Плоско поляризованный свет является предельным случаем эллиптически поляризованного света — света, для которого векторЕ (вектор Н) изменяется со временем так, что его конец описывает эллипс, лежащий в плоскости, перпендикулярной лучу. Если эллипс поляризации вырождается в прямую (при разности фаз , равной нулю или ), то имеем дело с рассмотренным выше плоско поляризованным светом, если в окружность (при= ±/2 и равенстве амплитуд складываемых волн), то имеем дело с циркулярно поляризованным (поляризованным по кругу) светом.

Степенью поляризации называется величина

где I_max, и I_min — соответственно максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором. Для естественного света I_max=I_min и Р=0, для плоско поляризованного I_min =0 и Р=1.

Естественный свет можно преобразовать в плоско поляризованный, используя так называемые поляризаторы, пропускающие колебания только определенного направления (например, пропускающие колебания, параллельные главной плоскости поляризатора, и полностью задерживающие колебания, перпендикулярные этой плоскости). В качестве поляризаторов могут быть использованы среды, анизотропные в отношении колебаний вектора Е, например кристаллы (их анизотропия известна). Из природных кристаллов, давно используемых в качестве поляризатора, следует отметить турмалин.

Рассмотрим классические опыты с турмалином (рис. 273). Направим естественный свет перпендикулярно пластинке турмалина T₁, вырезанной параллельно так называемой оптической оси ОО'. Вращая кристалл T₁ вокруг направления луча, никаких изменений интенсивности прошедшего через турмалин света не наблюдаем. Если на пути луча поставить вторую пластинку турмалина T₂ и вращать ее вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через пластинки, меняется в зависимости от угла к между оптическими осями кристалловпо закону Малюса*:

(190.1)

где I₀ и I — соответственно интенсивности света, падающего на второй кристалл и вышедшего из него.

* Э. Малюс (1775—1812) — французский физик.

Следовательно, интенсивность прошедшего через пластинки света изменится от минимума (полное гашение света) при =/2 (оптические оси пластинок перпендикулярны) да максимума при =0 (оптические оси пластинок параллельны). Однако, как это следует из рис. 274, амплитуда Е световых колебаний, прошедших через пластинку Т₂, будет меньше амплитуды световых колебаний Е₀, падающих на пластинку T₂.

Так как интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды, то и получается выражение (190.1).

Результаты опытов с кристаллами турмалина объясняются довольно просто, если исходить из изложенных выше условий пропускания света поляризатором. Первая пластинка турмалина пропускает колебания только определенного направления (на рис. 273 это направление показано стрелкой AВ), т. е. преобразует естественный свет в плоско поляризованный. Вторая же пластинка турмалина в зависимости от ее ориентации из поляризованного света пропускает большую или меньшую его часть, которая соответствует компоненту Е, параллельному оси второго турмалина. На рис. 273 обе пластинки расположены так, что направления пропускаемых ими колебаний АВ и А'В'перпендикулярны друг другу. В данном случае Т₁ пропускает колебания, направленные по АВ, а Т₂их полностью гасит, т.е. за вторую пластинку турмалина свет не проходит.

Пластинка Т₁, преобразующая естественный свет в плоско поляризованный, являетсяполяризатором. Пластинка Т₂, служащая для анализа степени поляризации света, называется анализатором. Обе пластинки совершенно одинаковы (их можно поменять местами).

Если пропустить естественный свет через два поляризатора, главные плоскости которых образуют угол , то из первого выйдет плоско поляризованный свет, интенсивность которого I₀=¹/₂I_ест, из второго, согласно (190.1), выйдет свет интенсивностью I=I₀cos².Следовательно, интенсивность света, прошедшего через два поляризатора,

откуда I₀=¹/₂I_ест (поляризаторы параллельны) и I_min = 0 (поляризаторы скрещены).

3).Систолический и минутный объем кровотока

Основной физиологической функцией сердца является нагнетание крови в сосудистую систему.

Количество крови, выбрасываемой желудочком сердца в минуту, является одним из важнейших показателей функционального состояния сердца и называется минутным объемом кровотока, или минутным объемом сердца. Он одинаков для правого и левого желудочков. Когда человек находится в состоянии покоя, минутный объем составляет в среднем 4,5—5,0 л. Разделив минутный объем на число сокращений сердца в минуту, можно вычислить систолический объем кровотока. При ритме сердечных сокращений 70—75 в минуту систолический объем равен 65—70 мл крови. Определение минутного объема кровотока у человека применяется в клинической практике.

Наиболее точный способ определения минутного объема кровотока у человека предложен Фиком (1870). Он состоит в косвенном вычислении минутного объема сердца, которое производят, зная: 1) разницу между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови; 2) объем кислорода, потребляемого человеком в минуту. Допустим,
что в 1 мин через легкие в кровь поступило 400 мл кислорода, каждые
100 мл крови поглощают в легких 8 мл кислорода; следовательно, чтобы усвоить все
количество кислорода, который поступил через легкие в кровь за минуту (в нашем при
мере 400 мл), необходимо, чтобы через легкие прошло 100*400/8= 5000 мл крови. Это

количество крови и составляет минутный объем кровотока, который в данном случае равен 5000 мл.

При использовании метода Фика необходимо брать венозную кровь из правой половины сердца. В последние годы венозную кровь у человека берут из правой половины сердца при помощи зонда, вводимого в правое предсердие через плечевую вену. Этот метод взятия крови не имеет широкого применения.

Для определения минутного, а следовательно, и систолического объема разработан ряд других методов. В настоящее время широко применяют некоторые краски и радиоактивные вещества. Введенное в вену вещество проходит через правое сердце, малый круг кровообращения, левое сердце и поступает в артерии большого круга, где и определяют его концентрацию. Сначала она волнообразно нарастает, а затем падает. Через некоторое время, когда порция крови, содержавшая максимальное его количество, вторично пройдет через левое сердце, его концентрация в артериальной крови вновь немного увеличивается (так называемая волна рециркуляции). Замечают время от момента введения вещества до начала рециркуляции и вычерчивают кривую разведения, т. е. изменения концентрации (нарастания и убыли) исследуемого вещества в крови. Зная количество вещества, введенного в кровь и содержащегося в артериальной крови, а также время, потребовавшееся на прохождение всего количества введенного вещества через систему кровообращения, можно вычислить минутный объем (МО) кровотока в л/мин по формуле:

МО=60*I/C*T

где I — количество введенного вещества в миллиграммах; С — средняя концентрация его в миллиграммах на 1 л, вычисленная по кривой разведения; Т — длительность первой волны циркуляции в секундах. В настоящее время предложен метод интегральной реографии. Реография (импендансография) — это метод регистрации электрического сопротивления тканей человеческого тела электрическому току, пропускаемому через тело. Чтобы не вызвать повреждения тканей, используют токи сверхвысокой частоты и очень небольшой силы. Сопротивление крови значительно меньше, чем сопротивление тканей, поэтому увеличение кровенаполнения тканей значительно снижает их электрическое сопротивление. Если регистрировать суммарное электрическое сопротивление грудной клетки в нескольких направлениях, то периодические резкие уменьшения его возникают в момент выброса сердцем в аорту и легочную артерию систолического объема крови. При этом величина уменьшения сопротивления пропорциональна величине систолического выброса.

Помня об этом и используя формулы, учитывающие размеры тела, особенности конституции и т. д., можно по реографическим кривым определить величину систолического объема крови, а умножив ее на число сердечных сокращений,— получить величину минутного объема сердца

Билет13

1) Рентге́новская тру́бка — электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения.

Принцип действия и устройство [править]

Излучающий элемент представляет собой вакуумный сосуд с тремя электродами: катодом, накал катода и анодом.

Схематическое изображение рентгеновской трубки. X — рентгеновские лучи, K — катод, А — анод (иногда называемый антикатодом), С — теплоотвод, U_h —напряжение накала катода, U_a — ускоряющее напряжение, W_in — впуск водяного охлаждения, W_out — выпуск водяного охлаждения.

Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов (характеристическое излучение). Оба эффекта используются в рентгеновских трубках. Основными конструктивными элементами таких трубок являются металлические катод и анод (ранее называвшийся также антикатодом). В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом за счёт тормозного излучения происходит генерация излучения рентгеновского диапазона, и одновременно выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий (характеристическое излучение, частоты определяются законом Мозли: где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого значения главного квантового числа n электронной оболочки). В настоящее время аноды изготавливаются главным образом из керамики, причём та их часть, куда ударяют электроны, — из молибдена илимеди
^{[источник не указан 665 дней]}.
В процессе ускорения-торможения лишь около 1% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, 99% энергии превращается в тепло. Чтобы предотвратить перегрев анода, в мощных рентгеновских трубках применяют водное охлаждение и вращающийся анод^[1].

Энергия генерируемых фотонов лежит в области рентгеновского диапазона (длина волны 0,05 ÷ 0,2 нм).

2) Дихрои́зм — термин в оптике, описывающий принципиально различные явления:

Дихрои́зм, интерференционный дихроизм — способность материала или оптической системы делить световой поток на две (и более) части по длине волны светового излучения (цвету) с малыми относительно величины исходного потока его потерями.

Дихрои́зм кристаллов — избирательное поглощение света различных длин волн в зависимости от направления поляризации оптически асимметричных кристаллов.

Круговой дихроизм (циркулярный дихроизм) оптически активных молекул — зависимость коэффициента поглощения света от направления круговой поляризации. Эффект открыт Эме Коттоном
в 1911 году, поэтому иногда называется «эффектом Коттона».
Дихроизм в жидких кристаллах — наблюдается при оптической анизотропии кристаллической решетки, при наличии примесей, или при наличии дихроичного красителя. Последнее называется эффектом «гость-хозяин».

Деление светового потока на части оптической системой, содержащей абсорбционные светофильтры и полупрозрачные зеркала, дихроическим не называется, так как происходит потеря значительной (от 1/3 до 2/3 и более) части исходного потока на поглощение в фильтрах.

3).Интроскопия

Интроскопия— (лат. intro — внутри) — неразрушающее исследование внутренней структуры объекта и протекающих в нём процессов с помощью звуковых волн (в том числе ультразвуковых и сейсмических), электромагнитного излучения различных диапазонов, постоянного и переменного электромагнитного поля и потоков элементарных частиц.

Основные методы

Выделяют три основных вида интроскопических методов:

проекционные — получение теневого изображения объекта;

томографические — получение томографического изображения объекта;

эхозондирование, в том числе доплеровское.

Проекционные методы

В проекционных методах проводят зондирование (облучение) объекта с некоторого ракурса и получают его теневое изображение (проекцию). Чаще всего в качестве зондирующего используют рентгеновское излучение (рентгенография). Среди других проекционных методов можно выделить методы с использованием оптического излучения, например:

сортировка апельсинов: «с косточками» и «без косточек», сортировка яйцепродуктов.

Проекционные методы работают по принципу «один ракурс — один снимок». При этом никакие математические преобразования для получения изображения не проводятся, имеют место только методы пост-обработки (регулировка яркости-контраста, сегментация и т. д.). При увеличении количества ракурсов и, соответственно, количества снимков (многоракурсная съёмка), можно применить томографические алгоритмы реконструкции и получить уже не теневые, а томографические изображения.

Таким образом, иерархию усложнения проекционных методов можно представить следующим образом:

один ракурс — одно теневое изображение (двумерная проекция);

множество ракурсов — набор теневых изображений;

множество ракурсов плюс математическая обработка — трёхмерная томограмма (набор томографических изображений) — трёхмерное распределение некоторой физической характеристики.

Томографические методы

Томография (греч. τομη — сечение) — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта посредством его многократного просвечивания в различных пересекающихся направлениях.

Томография - методика рентгенологического исследования, с помощью которого можно производить снимок слоя, лежащего на определённой глубине исследуемого объекта. Получение послойного снимка основано на перемещении двух из трёх компонентов (рентгеновская трубка, рентгеновская плёнка, объект исследования). Преимущественное распространение получила методика, при которой исследуемый объект неподвижен, а рентгеновская трубка и кассета с плёнкой согласованно перемещаются в противоположных направлениях. При синхронном движении трубки и кассеты только необходимый слой получается четким на пленке, потому что только его вклад в общую тень остаётся неподвижным относительно плёнки, всё остальное — смазывается, почти не мешая проводить анализ полученного изображения. В настоящее время доля последнего метода в исследованиях стремительно уменьшается, в связи со своей относительно малой информативностью и высокой дозовой нагрузкой, вследствие чего такое определение морально устарело и данный метод получил название классическая томография или линейная томография.

Главное отличие методов эхозондирования от томографии состоит в том, что при эхозондировании визуализируются не области, а границы (обычно показателя преломления)

Вычислительная томография — область математики, занимающаяся разработкой математических методов и алгоритмов восстановления внутренней структуры объекта по проекционным данным.

Компьютерная томография — в широком смысле, синоним термина томография (так как все современные томографические методы реализуются с помощью компьютерной техники); в узком смысле (в котором употребляется значительно чаще), синоним термина рентгеновская компьютерная томография, так как именно этот метод положил начало современной томографии.

Анатомическая томография — основана на получении срезов тканей человека с их последующей фиксацией с помощью химических веществ и регистрация их на фотоплёнку. Классическими примерами анатомической томографии являются изображения гистологическихпрепаратов. Терминологически, в настоящее время, данные методы не относят к томографии, в силу их разрушающего характера.

Начало современной томографии было положено в 1917 г., когда австрийскийматематикИ. Радон предложил способ обращения интегрального преобразования, впоследствии получившего его имя (преобразование Радона). Однако работа Радона в своё время не попала в поле зрение исследователей и была незаслуженно забыта.

В 1963 г. американскийфизикА. Кормак повторно (но отличным от Радона способом) решил задачу томографического восстановления, а в 1969 году английский инженер-физик Г. Хаунсфилд сконструировал «ЭМИ-сканер» (EMI-scanner)

первый компьютерный рентгеновский томограф, чьи клинические испытания прошли в 1972 году. А в 2003 за изобретение метода магнитно-резонансной томографии Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Питер Мэнсфилд и Пол Лотербур.

Эхозондирование

В ряде случаев, некоторые методы эхозондирования (например, обычное, ошибочно относят к томографии, что терминологически не верно. Несмотря на то, что в ультразвуковом исследовании также получают изображение некоторого сечения (томоса) — метод его получения не является томографическим: отсутствует многоракурсная съёмка в пересекающихся направлениях и, самое главное, отсутствует решение обратной томографической задачи.

Для получения ультразвукового снимка нет никакой необходимости в особой математической предобработке. Ультразвуковой преобразователь (на самом деле это набор небольших отдельных ультразвуковых преобразователей) посылает ультразвуковую волну (ультразвуковой веерный пучок), которая частично отражается от границ неоднородностей и возвращается к ультразвуковому преобразователю, где и регистрируется. Принцип же получения снимка в упрощённой форме можно представить следующим образом: по одной оси откладываются номера отдельных преобразователей (направление), вторая ось — временная задержка отклика (расстояние), яркость — интенсивность отклика.

Билет 14

1). Виды рентгеновского излучения.

Исходя из принципа возникновения излучения различают тормозное и характеристическое излучение.

Тормозное рентгеновское излучение.Электроны, испускаемые катодом, разгоняются электрическим полем, приложенным между катодом и антикатодом, приобретая у антикатода кинетическую энергию Е = еU, где е – заряд электрона 1,6 10-19 Кл и U – напряжение между катодом и антикатодом. На поверхности вещества антикатода (зеркала) движение электрона резко тормозится электрическим полем его атомов и избыток энергии частью превращается в тепловую, а частью излучается в виде электромагнитной волны рентгеновского диапазона: Е = еU = Q + hν, где Q – тепловая энергия, h – постоянная Планка 6,68 10-34 Дж с, ν – частота электромагнитного излучения. Появление электромагнитного излучения можно объяснить следующим образом: направленное движение электронов от катода к антикатоду представляет собой электрический ток. Вокруг электрического тока возникает магнитное поле

Характеристическое рентгеновское излучение.Кроме тормозного, есть характеристическое излучение, которое имеет линейчатый спектр.Характеристическое излучение возникает в результате возбуждения атомов электронами высоких энергий, которые проникают вглубь атома и переводят близкие к ядру электроны на более высокие энергетические уровни. Последующие переходы удаленных от ядра электронов на освобождающийся уровень сопровождается испусканием квантов, длины волн которых лежат в рентгеновской области и служат характеристикой материала анода.Как правило, характеристическое излучение возникает при переходах электронов на внутренние оболочки (k, l, m) атомов с высоким порядковым номером. В веществе антикатода, подвергшемуся сильному внешнему воздействию, т.е. бомбардировке быстрыми электронами, электрон с оболочки К удаляется со своей орбиты и переходит на достаточно удаленный уровень – N (рис. 6). На освободившееся место уровня K может перейти электрон с любого другого, более высокого энергетического уровня, например, с L или М, или N уровня.

2) Исследование микроструктур в поляризационном свете

В основе приборов, используемых для исследований в поляризованном свете, лежит система из поляризатора и анализатора, расположенных вдоль направления световых лучей, между которыми помещается исследуемый объект. Анализатор устроен подобно поляризатору, но приспособлен для вращения вокруг продольной оси системы. Если плоскости поляризатора П и анализатора А совпадают, то свет полностью проходит через анализатор и образует на экране Э светлое пятно (рис. 5, а; поляризатор П и анализатор А - поляроидные пленки, плоскости колебаний на которых обозначены стрелками).

При повороте анализатора яркость пятна на экране убывает. Убывание интенсивности I света, прошедшего через анализатор, происходит по соотношению (закон Малюсa) I_А = I_П cos²a, где I_П и I_А - интенсивность света, прошедшего через поляризатор и анализатор соответственно, и a - угол поворота плоскости анализатора (рис. 5, б). При взаимно перпендикулярном расположении плоскостей поляризатора и анализатора свет полностью гасится (рис. 5, в) анализатором. Таким образом, за один полный оборот (на 360°) анализатора экран дважды полностью освещается и дважды полностью затемняется.

Поляризованный свет применяется при исследовании оптически анизотропных элементов различных структур, в частности тканей организма. Во многих случаях при этом, возможно, установить расположение и строение элементов структуры, которые не выявляются при микроскопировании в естественном свете.

^{Рисунок 5. Варианты взаиморасположения поляризатора и анализатора и интенсивность прошедшего света иллюстрируют закон Малюса.}

Оптическая анизотропия наблюдается, например, у мышечных, соединительно-тканных (коллагеновых) и нервных волокон. Само название скелетных мышц - поперечнополосатые - связано с тем, что при микроскопировании в естественном свете волокно наблюдается состоящим из чередующихся более темных А и более светлых I участков, это и придает ему поперечную исчерченность. Исследование мышечного волокна в поляризованном свете обнаруживает, что более темные участки являются анизотропными, тогда как более светлые - изотропными, что и является причиной их различия в естественном свете.

Коллагеновые волокна целиком анизотропны, оптическая ось их расположена вдоль оси волокна. Мицеллы в мякотной оболочке нейрофибрилл также анизотропны, но оптические оси их расположены в радиальных направлениях.

Для гистологического исследования этих структур применяется поляризационный микроскоп. Это биологический микроскоп, снабженный двумя призмами Николя: одна расположена перед конденсатором и служит поляризатором, вторая - в тубусе между объективом и окуляром - служит анализатором. Предметный столик вращается вокруг продольной оси микроскопа на 360°.

Если в поляризационный микроскоп, установленный на полное затемнение поля зрения («скрещенные николи»), поместить препарат с изотропной структурой, но поле зрения останется темным. В случае, когда между поляризатором и анализатором помещен препарат с анизотропными структурами, свет, прошедший поляризатор, будет в них вновь двояко преломляться. В связи с этим он не гасится полностью анализатором, и соответствующие структуры выступают светлыми на общем темном фоне поля зрения.

3).Биофизические особенности аорты.Распространение пульсовой волны по стенке артерий. Венный пульс.

Под действием крови, выбрасываемой в систолу левым желудочком, происходит растяжение аортальной стенки, обладающей упругими свойствами. При колебаниях давления крови в сосуде изменяется главным образом его просвет, а длина остается практически неизменной. При рентгенографии аорты обнаружили, что в систолу ее диаметр увеличивается примерно на 10% относительно своего диастолического значения. Коэффициент упругости определяется преимущественно эластигескими волокнами, хотя в аортальной стенке присутствуют наряду с ними коллагеновые волокна.

На гистологических препаратах аорты коллагеновые волокна имеют волнистую (гофрированную) форму, обусловленную их свободной (рыхлой) укладкой среди других структур, пребывающих в недеформированном состоянии. Под действием повышения кровяного давления в физиологических пределах коллагеновые волокна только распрямляются, но не растягиваются. Благодаря коллагеновым волокнам стенки артерий здорового человека не разрушаются даже при 5—10-кратном повышении кровяного давления. Следовательно, коллагеновые волокна обеспечивают артериальной стенке не упругость, а жесткость и прочность.

Напротив, эластические волокна аортальной стенки растягиваются при обычных колебаниях кровяного давления во время систолы сердца. В эластических волокнах возникает сила упругости в соответствии с законом Гука. Коэффициентом пропорциональности между F_ynpи величиной растяжения стенки аорты при повышении КД служит модуль Юнга эластических волокон, равный (0,4—1,0) • 10⁶Па.

Эластическим волокнам аорты в физиологических условиях свойственна экспоненциальная зависимость силы упругости от степени растяжения. При более сильном растяжении устанавливается линейная зависимость, а чрезмерно растянутые эластические волокна разрываются. Упругость аортальной стенки обуславливает возникновение и распространение пульсовой волны по стенке артерий. Пульсовая волна распространяется от места своего возникновения до капилляров, где затухает.

Общую характеристику пульсовой волны врач получает при пальпации артерии, но более полные сведения дает регистрация кривой артериального пульса, которая называется сфигмограммой

Записав сфигмограммы в двух точках артериальной магистрали и измерив сдвиг фазы между ними, можно определить скорость пульсовой волны в стенках исследуемых артерий. Скорость пульсовой волны в аорте составляет 4—6, а в лучевой артерии 8—12 м/с. При склеротических изменениях артерий повышается их жесткость. С возрастом скорость пульсовой волны увеличивается. Чем выше упругость артериальной стенки, тем больше амплитуда колебаний кровяного давления в аорте и крупных артериях. Высокоамплитудные колебания кровяного давления создают дополнительную нагрузку на сердце и усиливают деформацию сосудистых стенок.

Более сложным является венный пульс — колебания стенок венозных сосудов. Он возникает в венах, впадающих в предсердия, и распространяется по направлению к капиллярам. Амплитуда венного пульса ниже, чем артериального, что обусловлено прежде всего меньшей упругостью оболочек венозных сосудов. Кривая венного пульса называется флебограммой. Следовательно, от сердца к капиллярному руслу движутся навстречу друг другу две пульсовые волны (артериальная и

Билет15

1). Процессы, происходящие при взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

Регистрация и использование рентгеновского излучения, а также воздействие его на биологические объекты определяются первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электро-нами атомов и молекул вещества.

В зависимости от соотношения энергии hν фотона и энергии ионизации Еи имеют место три главных процесса взаимодействия рентгеновского излучения с веществом: когерентное (классическое) рассеяние, фотоэффект, некогерентное рассеяние (Комптон эффект).Когерентное рассеяние происходит, если энергия падающего рентгеновского фотона hν1 (hc/λ1) меньше, чем энергия ионизации вещества (работы выхода электрона из вещества) hν1< Еи. В этом случае фотон рентгеновского излучения, встретившись с валентным электроном вещества, отдает ему свою энергию и возбуждает его, в результате электрон переходит на более удаленную орбиту, где не может быть дольше чем 10-10 секунд, возвращается в основную орбиту и излучает свою избыточную энергию в виде электромагнитного излучения рентгеновского диапазона. Этот фотон электромагнитного излучения будет иметь энергию hν2 (hc/λ2), равную поглощенной электроном, но может иметь другое направление, поэтому называется рассеянием. А когерентным называется потому, что hν2 = hν1 или hc/λ2 = hc/λ1 и ν2 = ν1 или λ2 = λ1, частота (или длина волны) первичного и вторичного излучении равны. Таким образом при когерентном рассеянии в веществе изменения не происходят, излучение изменяет только направление распространения.Фотоэффект происходит, если энергия падающего рентгеновского фотона hν1 (hc/λ1) больше, чем энергия ионизации вещества (работы выхода электрона из вещества) hν1 ≥ Еи.Фотон рентгеновского излучения взаимодействует с валентным электроном вещества, отдает ему свою энергию. Электрон получив достаточную энергию оставляет вещество, т.е. часть полученной энергии затрачивает на совершение работы выхода из вещества, а оставшаяся часть энергии преобразуется в кинетическую энергию свободного электрона hν1 = Еи+ mυ2/2. Таким образом в результате фотоэффекта вещество превращается в положительный ион, появляется свободный электрон, а фотон исчезает.Некогерентное рассеяние происходит, если hν1 >> Еи. В этом случае часть энергии фотона, сообщенная электрону, идет на совершения работы выхода электроном из вещества Еи, другая часть на кинетическую энергию mυ2/2 свободного электрона, третья часть излучается в виде вторичного излучения hν2, которое рассеивается по всевозможным направлениям.

2) Вращение плоскости поляризации поперечной волны — физическое явление, заключающееся в повороте поляризационного вектора линейно-поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении волны через анизотропную среду. Волна может быть электромагнитной, акустической, гравитационнойи т. д.

Линейно-поляризованная поперечная волна может быть описана как суперпозиция двух циркулярно поляризованных волн с одинаковым волновым вектором и амплитудой. В изотропной среде проекции полевого вектора этих двух волн на плоскость поляризации колеблются синфазно, их сумма равна полевому вектору суммарной линейно-поляризованной волны. Если фазовая скорость циркулярно поляризованных волн в среде различна (циркулярная анизотропия среды, см. такжеДвойное лучепреломление), то одна из волн отстаёт от другой, что приводит к появлению разности фаз между колебаниями указанных проекций на выбранную плоскость. Эта разность фаз изменяется при распространении волны (в однородной среде — линейно растёт). Если повернуть плоскость поляризации вокруг волнового вектора на угол, равный половине разности фаз, то колебания проекций полевых векторов на неё будут вновь синфазны — повёрнутая плоскость будет плоскостью поляризации в данный момент.

Вращение плоскости поляризации электромагнитной волны в плазме при наложении магнитного поля (эффект Фарадея).

Таким образом, непосредственной причиной поворота плоскости поляризации является набег разности фаз между циркулярно поляризованными составляющими линейно-поляризованной волны при её распространении в циркулярно-анизотропной среде. Для электромагнитных колебаний такая среда называется оптически активной (или гиротропной), для упругих поперечных волн — акустически активной. Известен также поворот плоскости поляризации при отражении от анизотропной среды (см., например, магнитооптический эффект Керра).

Циркулярная анизотропия среды (и, соответственно, поворот плоскости поляризации распространяющейся в ней волны) может зависеть от наложенных на среду внешних полей (электрического, магнитного) и от механических напряжений (см. Фотоупругость). Кроме того, степень анизотропии и набег фаз, вообще говоря, могут зависеть от длины волны (дисперсия). Угол поворота плоскости поляризации линейно зависит при прочих равных условиях от длины пробега волны в активной среде. Оптически активная среда, состоящая из смеси активных и неактивных молекул, поворачивает плоскость поляризации пропорционально концентрацииоптически активного вещества, на чём основан поляриметрический метод измерения концентрации таких веществ в растворах; коэффициент пропорциональности, связывающий поворот плоскости поляризации с длиной луча и концентрацией вещества, называется удельным вращением данного вещества.

В случае акустических колебаний поворот плоскости поляризации наблюдается лишь для поперечных упругих волн (так как для продольных волн плоскость поляризации не определена) и, следовательно, может происходить лишь в твёрдых телах, но не в жидкостях или газах.

Общая теория относительности предсказывает вращение плоскости поляризации световой волны в пустоте при распространении световой волны в пространстве с некоторыми типами метрики вследствие параллельного переноса вектора поляризации по нулевой геодезической — траектории светового луча (гравитационный эффект Фарадея, или эффект Рытова — Скротского)^[1].

3).Компьютерный томограф.

Компьютерный томограф, если говорить упрощенно – это комбинация рентгеновской установки и компьютера. Рентгеновская установка делает снимки больного под разными углами, (срезы), которые обрабатываются и суммируются компьютером – получается изображение, позволяющее докторам «заглянуть» внутрь тела больного.

Компьютерную томографию делают в настоящее время все чаще и чаще. Этот метод неинвазивный (не требует оперативного вмешательства), безопасный и применяется при многих заболеваниях. КТ идеально подходит для диагностирования костных повреждений и травм. Кроме того, на КТ хорошо видно свежее кровотечение, поэтому КТ применяют при исследованиях больных с травмами головы, грудной клетки и брюшной и тазовых полостей, а также инсультов в ранней (!) стадии. Использование контрастного вещества позволяет получить качественное изображение сосудов, почек и кишечника.

С помощью компьютерной томографии можно исследовать практически любой орган – от мозга до костей. Часто компьютерную томографию используют для уточнения патологий, выявленных другими методами. Например, при гайморите, часто сначала делают рентгенографию придаточных пазух носа, а затем для уточнения диагноза – проводят компьютерную томографию. В отличие от обычного рентгена, на котором лучше всего видны кости и воздухоносные структуры (легкие), на КТ отлично видны и мягкие ткани (мозг, печень, и т.д.), это дает возможность диагностировать болезни на ранних стадиях, например, обнаружить опухоль пока она еще небольших размеров и поддается хирургическому лечению.

С появлением спиральных и мультиспиральных томографов компьютерную томографию сосудов применяют в настоящее время все чаще. Как правило, для этого требуется внутривенное введение контрастного вещества.

Компьютерная томография головного мозга и черепа позволяет врачу видеть опухоли, участки инсульта, гематомы, патологии кровеносных сосудов и переломы. Компьютерная томография шеи применяется для обнаружения опухолей и исследования причин увеличения шейных лимфоузлов. Компьютерная томография грудной клетки чаще всего назначают для уточнения изменений легких, выявленных при флюорографии или рентгенографии. Компьютерная томография брюшной полости и таза часто применяется при травме живота, для точной диагностики заподозренной патологии перед операцией. Компьютерная томография позвоночника помогает выявить грыжи диска, сужение канала спинного мозга. Часто также применяется при травмах. Компьютерная томография применяется также при ишемической болезни сердца, что позволяет избежать инвазивных (хирургических) методов диагностики.

Диагностический медицинский рентген аппарат LAMBDA используется для маммографических исследований внутренней структуры молочных желез.Передвижной рентгенохирургический аппарат TAU9 с С-образной дугой используется в операционных. Стационарный рентген аппарат ALFA 30 применяется для медицинской диагностики.

Билет16

1). Закон ослабление рентгеновского излученияВ результате множества процессов, происходящих при взаимодействия рентгеновского излучения с веществом поток излучения ослабляется. Это ослабление можно описать законом Бугера: Ф = Фое-μd, где Ф - поток излучения, прошедшее через вещество, Фо - поток излучения, падающее на вещество, μ – линейный коэффициент ослабления, d – толщина слоя вещества.

Одним из показателей ослабления рентгеновского излучения с веществом является толщина слоя половинного поглощения, которое можно определить из условия, что прошедший через вещество поток излучения равен половине падающего: Ф = Фо/2. Если подставить сюда математическое выражение закон Бугера получится: Фо/2 =Фое-μd ½ = е-μdln1 – ln2 = -μd1/2 d1/2 = ln2/μ = 0,693/ μ, т.е. толщина слоя половинного поглощения величина обратная линейному коэффициенту ослабления.Поток рентгеновского излучения ослабляется пропорционально числу атомов вещества, через которое этот поток проходит. Чем больше атомов в единице длины вещества, соответственно в единице объема, тем сильнее ослабляется поток рентгеновского излучения. Отсюда следует, что линейный коэффициент ослабления зависит от плотности вещества ρμ = ρμm, где μm – массовый коэффициент ослабления, который зависит от природы вещества и от длины волны излучения..

2) Методы световой микроскопии

Методы световой микроскопии (освещения и наблюдения). Методы микроскопии выбираются (и обеспечиваются конструктивно) в зависимости от характера и свойств изучаемых объектов, так как последние, как отмечалось выше, влияют на контрастность изображения.

Метод светлого поля и его разновидности

Метод светлого поля в проходящем светеприменяется при изучении прозрачных препаратов с включенными в них абсорбирующими (поглощающими свет) частицами и деталями. Это могут быть, например, тонкие окрашенные срезы животных и растительных тканей, тонкие шлифы минералов и т. д. В отсутствие препарата пучок света из конденсора, проходя через объектив, даёт вблизи фокальной плоскости окуляра равномерно освещенное поле. При наличии в препарате абсорбирующего элемента происходит частичное поглощение и частичное рассеивание падающего на него света, что и обусловливает появление изображения. Возможно применение метода и при наблюдении неабсорбирующих объектов, но лишь в том случае, если они рассеивают освещающий пучок настолько сильно, что значительная часть его не попадает в объектив.

Метод косого освещения- разновидность предыдущего метода. Отличие между ними состоит в том, что свет на объект направляют под большим углом к направлению наблюдения. Иногда это помогает выявить «рельефность» объекта за счёт образования теней.

Метод светлого поля в отражённом светеприменяется при исследовании непрозрачных отражающих свет объектов, например шлифов металлов или руд. Освещение препарата (от осветителя и полупрозрачного зеркала) производится сверху, через объектив, который одновременно играет и роль конденсора. В изображении, создаваемом в плоскости объективом совместно с тубусной линзой, структура препарата видна из-за различия в отражающей способности её элементов; на светлом поле выделяются также неоднородности, рассеивающие падающий на них свет.

Метод темного поля и его разновидности

Метод тёмного поля в проходящем свете(Dark-field microscopy)используется для получения изображений прозрачных неабсорбирующих объектов, которые не могут быть видны, если применить метод светлого поля. Зачастую это биологические объекты. Свет от осветителя и зеркала направляется на препарат конденсором специальной конструкции — т. н. конденсором тёмного поля. По выходе из конденсора основная часть лучей света, не изменившая своего направления при прохождении через прозрачный препарат, образует пучок в виде полого конуса и не попадает в объектив (который находится внутри этого конуса). Изображение в микроскопе формируется при помощи лишь небольшой части лучей, рассеянных микрочастицами находящегося на предметном стекле препарата внутрь конуса и прошедшими через объектив. Темнопольная микроскопия основана на эффекте Тиндаля(Tyndall effect), известным примером которого служит обнаружение пылинок в воздухе при освещении их узким лучом солнечного света. В поле зрения на тёмном фоне видны светлые изображения элементов структуры препарата, отличающихся от окружающей среды показателем преломления. У крупных частиц видны только светлые края, рассеивающие лучи света. Используя этот метод, нельзя определить по виду изображения, прозрачны частицы или непрозрачны, больший или меньший показатель преломления они имеют по сравнению с окружающей средой.

Проведение темнопольного исследования

Предметные стекла должны быть не толще 1,1-1,2 мм, покровные 0,17 мм, без царапин и загрязнений. При приготовлении препарата следует избегать наличия пузырьков и крупных частиц (эти дефекты будут видны ярко святящимися и не позволят наблюдать препарат). Для темнопольной применяют более мощные осветители и максимальный накал лампы.

Настройка темнопольного освещения в основном заключается в следующем:

Устанавливают свет по Келеру;

Заменяют светлопольный конденсор темнопольным;

На верхнюю линзу конденсора наносят иммерсионное масло или дистиллированную воду;

Поднимают конденсор до соприкосновения с нижней поверхностью предметного стекла;

Объектив малого увеличения фокусируют на препарат;

С помощью центрировочных винтов переводят в центр поля зрения светлое пятно (иногда имеющее затемненный центральный участок);

Поднимая и опуская конденсор, добиваются исчезновения затемненного центрального участка и получения равномерно освещенного светлого пятна.

Если этого сделать не удается, то надо проверить толщину предметного стекла (обычно такое явление наблюдается при использовании слишком толстых предметных стекол - конус света фокусируется в толще стекла).

После правильной настройки света устанавливают объектив нужного увеличения и исследуют препарат.

В основе метода ультрамикроскопиилежит тот же принцип – препараты в ультрамикроскопах освещаются перпендикулярно направлению наблюдения. При этом методе можно обнаружить (но не «наблюдать» в буквальном смысле слова) чрезвычайно мелкие частицы, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности наиболее сильных микроскопов. При помощи иммерсионных ультрамикроскопов удаётся зарегистрировать присутствие в препарате частиц с×частиц размером до 2×10 в -9 степени м. Но форму и точные размеры таких помощью этого метода определить невозможно. Их изображения представляются наблюдателю в виде дифракционных пятен, размеры которых зависят не от размеров и формы самих частиц, а от апертуры объектива и увеличения микроскопа. Так как подобные частицы рассеивают очень мало света, то для их освещения требуются чрезвычайно сильные источники света, например угольная электрическая дуга. Ультрамикроскопы применяются в основном в коллоидной химии.

3) Магнитно-резонансная томография.

Магнитно-резонансная томография (МРТ, MRT) — томографический метод исследования внутренних органов человека с использованием физического явления ядерно-магнитного резонанса — метод основан на измерении электро-магнитного отклика атомов водорода на возбуждение их определенной комбинацией электро-магнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.

Некоторое время существовал термин ЯМР-томография, который был заменен на МРТ в 1986 году в связи с развитием у людей после Чернобыльской авариирадиофобии. В новом термине исчезло упоминание на «ядерность» происхождения метода, что и позволило ему достаточно безболезненно войти в повседневную медицинскую практику, однако и первоначальное название также имеет хождение.

Метод я́дерного магни́тного резона́нса (ЯМР) основан на взаимодействии внешнего магнитного поля с ядрами, имеющими магнитный момент, т. е. для ядер с ненулевым спином. К ним относятся ¹Н, ¹³С, ¹⁵N, ³¹P и другие. Спектроскопия ЯМР на ядрах ¹Н в настоящее время наиболее развита и получила название протонный магнитный резонанс (ПМР). Одни и те же ядра атомов в различных окружениях в молекуле показывают различные сигналы ЯМР. Отличие такого сигнала ЯМР от сигнала стандартного вещества позволяет определить так называемый химический сдвиг, который обусловлен химическим строением изучаемого вещества. В методиках ЯМР есть много возможностей определять химическое строение веществ, конформации молекул, эффекты взаимного влияния, внутримолекулярные превращения.

Принцип работы магнитно-резонансного томографа основан на ядерно-магнитном резонансе атомов вещества в сильном магнитном поле. По сравнению с рентгеновскими методами, такими как компьютерная томография или обычный рентген, данный метод не связан с проникающими излучениями и поэтому считается наиболее безопасным неинвазивным методом исследования в настоящее время. Физические принципы построения МР изображений позволяют получать изображения не только костной ткани, но и мягких тканей сустава, таких как связки, хрящи, гиалиновый слой и мышечная ткань.

Этот метод позволяет получить послойные изображения исследуемой части тела с любым пространственным расположением слоев. Пациента помещают в сильное магнитное поле, это приводит к тому, что все атомы водорода в теле пациента выстраиваются параллельно направлению магнитного поля. В этот момент аппарат посылает электромагнитный сигнал, перпендикулярно основному магнитному полю. Атомы водорода, имеющие одинаковую с сигналом частоту, «возбуждаются» и генерируют свой сигнал, который улавливается аппаратом. Разные виды тканей (кости, мышцы, сосуды и т.д.) имеют различное количество атомов водорода и поэтому они генерируют сигнал с различными характеристиками. Томограф распознает эти сигналы, дешифрует их и строит изображение.

Магнитно-резонансная томография - самый ценный метод исследования костного мозга, так как открыла пути обнаружения отека, некроза и инфаркта костного мозга и тем самым начальных проявлений патологических процессов в скелете. Магнитно-р