Mikroskobun çözünürlüğü hangi değerlere bağlıdır? Mikroskobun çözünürlüğü ve büyütülmesi. Mikroskop optik sistemi
Gözün çözünürlüğü sınırlıdır. Çözünürlük karakterize edilmiş çözülmüş mesafe yani iki komşu parçacık arasındaki, hâlâ ayrı ayrı görülebildiği minimum mesafe. Çıplak gözle çözülen mesafe yaklaşık 0,2 mm'dir. Çözünürlüğü arttırmak için mikroskop kullanılır. Metallerin yapısını incelemek için mikroskop ilk olarak 1831'de şam çeliği üzerinde çalışan P.P. Anosov tarafından ve daha sonra 1863'te göktaşı demiri üzerinde çalışan İngiliz G. Sorby tarafından kullanıldı.
İzin verilen mesafe şu ilişkiye göre belirlenir:
Nerede ben- incelenen nesneden merceğe gelen ışığın dalga boyu, N– nesne ile mercek arasında bulunan ortamın kırılma indisi ve A- görüntüyü üreten merceğe giren ışın demetinin açılma açısının yarısına eşit açısal açıklık. Lensin bu önemli özelliği lens çerçevesine kazınmıştır.
İyi lenslerin maksimum açıklık açısı a = 70° ve sin » 0,94'tür. Çoğu çalışmada havada çalışan kuru hedefler kullanılmaktadır (n = 1). Çözülen mesafeyi azaltmak için immersiyon lensleri kullanılır. Nesne ile mercek arasındaki boşluk, yüksek kırılma indisine sahip şeffaf bir sıvı (daldırma) ile doldurulur. Tipik olarak bir damla sedir yağı kullanılır (n = 1,51).
Görünür beyaz ışık için l = 0,55 µm alırsak, ışık mikroskobunun minimum çözümleme mesafesi şöyle olur:
Bu nedenle ışık mikroskobunun çözme gücü ışığın dalga boyuyla sınırlıdır. Mercek, mercekten bakılan nesnenin ara görüntüsünü sanki bir büyüteçten bakıyormuş gibi büyütür. Mercek, nesnenin ara görüntüsünü büyütür ve mikroskobun çözünürlüğünü artıramaz.
Mikroskopun toplam büyütmesi, objektif ile göz merceğinin büyütmelerinin çarpımına eşittir. Metalografik mikroskoplar, metallerin yapısını 20 ila 2000 kat büyütme ile incelemek için kullanılır.
Yeni başlayanlar, yapıyı hemen yüksek büyütmede görüntülemeye çalışarak yaygın bir hata yaparlar. Bir cismin büyütülmesi ne kadar büyük olursa mikroskobun görüş alanında görünen alanın o kadar küçük olacağı unutulmamalıdır. Bu nedenle öncelikle metal yapının genel yapısını geniş bir alanda değerlendirmek için çalışmaya zayıf bir mercek kullanılarak başlanması tavsiye edilir. Mikroanalizlere güçlü bir mercek kullanarak başlarsanız metal yapının birçok önemli özelliği fark edilmeyebilir.
Mikroskobun düşük büyütmelerinde yapının genel bir görünümünden sonra, yapının gerekli tüm en küçük ayrıntılarını görmek için bu çözünürlüğe sahip bir mercek seçilir.
Mercek, mercek tarafından büyütülen yapının ayrıntılarının açıkça görülebileceği şekilde seçilir. Mercek büyütmesi yeterli değilse merceğin oluşturduğu ara görüntünün ince detayları mikroskopta görülemeyecek ve dolayısıyla merceğin tam çözünürlüğü kullanılmayacaktır. Mercek büyütmesi çok yüksekse yeni yapısal ayrıntılar ortaya çıkmayacak, aynı zamanda önceden tanımlanmış ayrıntıların dış hatları bulanıklaşacak ve görüş alanı daralacaktır. Göz merceğinin kendi büyütme oranı çerçevesi üzerine kazınmıştır (örneğin 7 x).
Mikroskop, küçük nesneleri büyütecin sağladığından daha büyük büyütme ve daha yüksek çözünürlükle gözlemlemek için tasarlanmıştır. Mikroskobun optik sistemi iki parçadan oluşur: mercek ve mercek. Mikroskop merceği, göz merceğinin ön odak düzlemindeki nesnenin gerçek büyütülmüş ters görüntüsünü oluşturur. Mercek bir büyüteç görevi görür ve en iyi görüş mesafesinde sanal bir görüntü oluşturur. Mikroskopun tamamına göre söz konusu nesne ön odak düzleminde yer alır.
Mikroskop Büyütme
Bir mikro merceğin hareketi doğrusal büyütme ile karakterize edilir: V ob = -Δ/F\" ob * F\" ob - mikro merceğin odak uzaklığı * Δ - merceğin arka odağı ile merceğin ön odağı arasındaki mesafe mercek, tüpün optik aralığı veya optik uzunluğu olarak adlandırılır.
Göz merceğinin ön odak düzleminde mikroskop objektifi tarafından oluşturulan görüntü, görünür büyütme özelliğine sahip bir büyüteç görevi gören göz merceği aracılığıyla izlenir:
Tamam =¼ F tamam
Bir mikroskobun genel büyütmesi, objektif büyütme ile göz merceği büyütmesinin çarpımı olarak belirlenir: G=V yaklaşık *G yaklaşık
Mikroskobun tamamının odak uzaklığı biliniyorsa, görünen büyütme oranı, büyüteçle aynı şekilde belirlenebilir:
Kural olarak, modern mikroskop merceklerinin büyütülmesi standartlaştırılmıştır ve bir dizi sayıya karşılık gelir: 10, 20, 40, 60, 90, 100 katı. Göz merceği büyütmelerinin de çok spesifik değerleri vardır; örneğin 10, 20, 30 kat. Tüm modern mikroskoplar, farklı büyütme oranları elde etmek üzere birleştirilebilecek şekilde özel olarak tasarlanmış ve birbirine uyacak şekilde üretilmiş bir dizi objektife ve göz merceğine sahiptir.
Mikroskobun görüş alanı
Mikroskopun görüş alanı göz merceğinin açısal alanına bağlıdır ω oldukça iyi kalitede bir görüntü elde edilir: 2y=500*tg(ω)/G * G - mikroskop büyütme
Göz merceğinin belirli bir açısal alanı için, mikroskobun nesne uzayındaki doğrusal alanı, görünür büyütmesi ne kadar büyükse o kadar küçüktür.
Mikroskop çıkış gözbebeği çapı
Bir mikroskobun çıkış gözbebeği çapı şu şekilde hesaplanır:
burada A mikroskobun ön açıklığıdır.
Mikroskobun çıkış gözbebeğinin çapı genellikle gözbebeğinin çapından (0,5 - 1 mm) biraz daha küçüktür.
Mikroskopla gözlem yaparken, gözün gözbebeği mikroskobun çıkış gözbebeğiyle aynı hizada olmalıdır.
Mikroskop çözünürlüğü
Mikroskobun en önemli özelliklerinden biri çözünürlüğüdür. Abbe'nin kırınım teorisine göre, bir mikroskobun doğrusal çözünürlük sınırı, yani bir nesne üzerinde ayrı olarak görüntülenen noktalar arasındaki minimum mesafe, mikroskobun dalga boyuna ve sayısal açıklığına bağlıdır:
Bir optik mikroskobun elde edilebilecek maksimum çözünürlüğü, mikroskop açıklığı ifadesine dayanarak hesaplanabilir. Açının sinüsünün mümkün olan maksimum değerinin birlik olduğunu hesaba katarsak, ortalama dalga boyu için mikroskobun çözünürlüğünü hesaplayabiliriz: 
Mikroskobun çözünürlüğünü arttırmanın iki yolu vardır: * Objektif açıklığını artırarak, * Işığın dalga boyunu azaltarak.
Daldırma
Merceğin açıklığını arttırmak için, söz konusu nesne ile mercek arasındaki boşluk, daldırma indisi birden büyük olan şeffaf bir madde olan daldırma sıvısı adı verilen bir maddeyle doldurulur. Sıvı olarak su, sedir yağı, gliserin çözeltisi ve diğer maddeler kullanılır. Yüksek büyütmeli daldırma hedeflerinin açıklıkları değerine ulaştığında, bir daldırma optik mikroskobunun elde edilebilecek maksimum çözünürlüğü olacaktır. 
Ultraviyole ışınlarının uygulanması
Mikroskobun çözünürlüğünü arttırmak için ikinci yöntemde, dalga boyu görünür ışınlarınkinden daha kısa olan ultraviyole ışınları kullanılır. Bu durumda ultraviyole ışığa karşı şeffaf olan özel optiklerin kullanılması gerekir. İnsan gözü ultraviyole radyasyonu algılamadığından, ya görünmez ultraviyole görüntüyü görünür hale dönüştürecek araçlara başvurmak ya da görüntüyü ultraviyole ışınlarda fotoğraflamak gerekir. Dalga boyunda mikroskobun çözünürlüğü olacaktır.
Ultraviyole ışık gözlem yönteminin artan çözünürlüğün yanı sıra başka avantajları da vardır. Tipik olarak canlı nesneler spektrumun görünür bölgesinde şeffaftır ve bu nedenle gözlemden önce önceden boyanır. Ancak bazı nesneler (nükleik asitler, proteinler), spektrumun ultraviyole bölgesinde seçici absorpsiyona sahiptir, bu nedenle ultraviyole ışıkta lekelenmeden "görünür" olabilirler.
Görüntü kalitesi azimli mikroskop çözünürlüğü yani mikroskop optiklerinin birbirine yakın iki noktayı ayrı ayrı ayırt edebildiği minimum mesafe. çözünürlük objektifin sayısal açıklığına, yoğunlaştırıcıya ve numunenin aydınlatıldığı ışığın dalga boyuna bağlıdır. Sayısal açıklık (açıklık), objektifin ön merceği ile yoğunlaştırıcı ve numune arasında bulunan ortamın açısal açıklığına ve kırılma indeksine bağlıdır.
Lens Açısal Açıklığı- bu, preparattan geçen ışınların merceğe girebileceği maksimum açıdır (AOB). Lens Sayısal Açıklığı açısal açıklığın yarısının sinüsü ile cam slayt ile objektif merceğin ön merceği arasında bulunan ortamın kırılma indisinin çarpımına eşittir. N.A. = n sinα burada, N.A. - sayısal açıklık; n, numune ile mercek arasındaki ortamın kırılma indisidir; sinα, diyagramdaki AOB açısının yarısına eşit olan α açısının sinüsüdür.
Bu nedenle, kuru sistemlerin açıklığı (ön objektif merceği ile hava hazırlığı arasında) 1'den fazla olamaz (genellikle 0,95'ten fazla değildir). Numune ile objektif arasına yerleştirilen ortama daldırma sıvısı veya daldırma adı verilir ve daldırma sıvısıyla çalışmak üzere tasarlanmış objektife daldırma denir. Havadan daha yüksek kırılma indeksine sahip daldırma sayesinde merceğin sayısal açıklığını ve dolayısıyla çözünürlüğünü artırmak mümkündür.
Lenslerin sayısal açıklığı her zaman çerçevelerinin üzerine kazınmıştır.
Mikroskobun çözünürlüğü aynı zamanda yoğunlaştırıcının açıklığına da bağlıdır. Yoğunlaştırıcı açıklığının mercek açıklığına eşit olduğunu düşünürsek, çözünürlük formülü R=λ/2NA biçiminde olur; burada R, çözünürlük sınırıdır; λ - dalga boyu; N.A - sayısal açıklık. Bu formülden, görünür ışıkta (spektrumun yeşil kısmı - λ = 550 nm) gözlemlendiğinde çözünürlüğün (çözünürlük sınırı) > 0,2 µm olamayacağı açıktır.
Mikroskop objektifinin sayısal açıklığının görüntü kalitesi üzerindeki etkisi
Optik çözünürlüğü artırmanın yolları
Hem mercek tarafından hem de ışık kaynağı tarafından geniş bir ışık konisi açısının seçilmesi. Bu sayede mercekteki çok ince yapılardan kırılan ışık ışınlarının daha fazla toplanması mümkün olur. Bu nedenle çözünürlüğü artırmanın ilk yolu, sayısal açıklığı hedefin sayısal açıklığıyla eşleşen bir yoğunlaştırıcı kullanmaktır.
İkinci yöntem ise ön objektif merceği ile kapak camı arasına daldırma sıvısı kullanmaktır. İlk formülde açıklanan n ortamının kırılma indisini bu şekilde etkileriz. Daldırma sıvıları için önerilen optimum değeri 1,51'dir.
Daldırma sıvıları
Daldırma sıvıları Sayısal açıklığın arttırılması ve buna bağlı olarak, bu sıvılarla çalışmak üzere özel olarak tasarlanmış ve buna göre işaretlenmiş daldırma hedeflerinin çözünürlüğünün arttırılması gerekmektedir. Objektif ile numune arasına yerleştirilen daldırma sıvılarının kırılma indisi havadan daha yüksektir. Bu nedenle, nesnenin en küçük detayları tarafından saptırılan ışık ışınları, preparattan çıkıp merceğe girerken dağılmaz ve bu da çözünürlüğün artmasına neden olur.
Suya batırma lensler (beyaz halkayla işaretlenmiştir), yağa batırma lensler (siyah halka), gliserine batırma lensler (sarı halka) ve monobromonaftalen daldırma lensler (kırmızı halka) vardır. Biyolojik preparatların ışık mikroskobunda suya ve yağa daldırma objektifleri kullanılır. Özel kuvars gliserol daldırma hedefleri, kısa dalga ultraviyole radyasyonu iletir ve ultraviyole (floresan ile karıştırılmamalıdır) mikroskopisi (yani, ultraviyole ışınlarını seçici olarak emen biyolojik nesneleri incelemek için) için tasarlanmıştır. Monobromlu naftalin daldırma hedefleri biyolojik nesnelerin mikroskopisinde kullanılmaz.
Suya daldırmalı lensler için daldırma sıvısı olarak damıtılmış su kullanılır ve yağa daldırmalı lensler için daldırma sıvısı olarak belirli bir kırılma indeksine sahip doğal (sedir) veya sentetik yağ kullanılır.
Diğer daldırma sıvılarından farklı olarak Yağa daldırma Homojendir çünkü camın kırılma indisine eşit veya çok yakın bir kırılma indisine sahiptir. Tipik olarak bu kırılma indisi (n), belirli bir spektral çizgi ve belirli bir sıcaklık için hesaplanır ve yağ şişesi üzerinde gösterilir. Örneğin, = 20°C sıcaklıkta sodyum spektrumunda spektral çizgi D için bir kapak camıyla çalışmak için daldırma yağının kırılma indisi, bir kapak camı olmadan çalışmak için 1,515'tir (nD 20 = 1,515) (nD 20 = 1,520) ).
Apokromatik merceklerle çalışmak için dağılım da normalleştirilir, yani spektrumun farklı çizgileri için kırılma indislerindeki fark.
Sentetik immersiyon yağının kullanılması tercih edilir çünkü parametreleri daha doğru bir şekilde standartlaştırılmıştır ve sedir yağının aksine merceğin ön merceğinin yüzeyinde kurumaz.
Yukarıdakileri göz önünde bulundurarak, hiçbir durumda immersiyon yağı ve özellikle vazelin yağı için taşıyıcı maddeler kullanmamalısınız. Bazı mikroskopi yöntemlerinde, yoğunlaştırıcının açıklığını arttırmak için yoğunlaştırıcı ile numune arasına bir daldırma sıvısı (genellikle damıtılmış su) yerleştirilir.
Çözünürlük sınırı- bu, bir nesnenin iki noktası arasındaki bu noktaların ayırt edilebildiği en küçük mesafedir; mikroskopta iki nokta olarak algılanır.
Çözünürlük mikroskobun incelenen nesnenin küçük ayrıntılarının ayrı ayrı görüntülerini üretme yeteneği olarak tanımlanır. Aşağıdaki formülle verilir:
burada A sayısal açıklıktır, l ışığın dalga boyudur; burada n, söz konusu nesnenin bulunduğu ortamın kırılma indisidir, U açıklık açısıdır.
En küçük canlıların yapısını incelemek için yüksek büyütme ve iyi çözünürlüğe sahip mikroskoplara ihtiyaç vardır. Bir optik mikroskop 2000 kat büyütme ile sınırlıdır ve çözünürlüğü 250 nm'den daha iyi değildir. Bu değerler hücrelerin ince detaylarını incelemek için uygun değildir.
118. Ultraviyole mikroskobu. Azaltmanın bir yolu
Mikroskop çözünürlüğünün sınırı, daha kısa dalga boyuna sahip ışığın kullanılmasıdır. Bu bağlamda mikro nesnelerin ultraviyole ışınlarda incelendiği bir ultraviyole mikroskobu kullanılır. Göz bu radyasyonu doğrudan algılamadığından fotoğraf plakaları, floresan ekranlar veya elektro-optik dönüştürücüler kullanılır. Mikroskobun çözünürlük sınırını düşürmenin bir diğer yolu da mikroskobun bulunduğu ortamın kırılma indisini arttırmaktır. Bunu yapmak için yerleştirilir daldırma sıvısıörneğin sedir yağı.
119. Lüminesans (floresan) mikroskopi bazı maddelerin görünmez ultraviyole veya mavi ışıkla aydınlatıldığında ışıldama, yani parıldama yeteneğine dayanmaktadır.
Lüminesans rengi, onu heyecanlandıran ışığa kıyasla spektrumun daha uzun dalga boyuna kayar (Stokes kuralı). Lüminesans mavi ışık tarafından uyarıldığında rengi yeşilden kırmızıya kadar değişebilir; eğer lüminesans ultraviyole radyasyon tarafından uyarılırsa, o zaman lüminesans görünür spektrumun herhangi bir kısmında olabilir. Lüminesansın bu özelliği, heyecan verici ışığı emen özel filtreler kullanılarak nispeten zayıf bir ışıldayan parıltının gözlemlenmesine olanak tanır.
Çoğu mikroorganizmanın kendi lüminesansı olmadığından, floresan boya çözeltileriyle boyanırlar. Bu yöntem, belirli enfeksiyonların etken maddelerinin bakteriyoskopik incelenmesi için kullanılır: tüberküloz (auromin), belirli virüslerin oluşturduğu hücrelerdeki kalıntılar, vb. Aynı yöntem, canlı ve sabit mikroorganizmaların sitokimyasal incelemesi için de kullanılabilir. Florokromlarla işaretlenmiş antikorlar kullanılarak yapılan immünofloresan reaksiyonunda, hastaların serumunda mikroorganizma antijenleri veya antikorlar tespit edilir.
120. Faz kontrast mikroskobu.Çevreden yalnızca kırılma indeksleri açısından farklı olan lekesiz mikroorganizmaların mikroskopisinde ışık yoğunluğunda (genlik) bir değişiklik olmaz, ancak yalnızca iletilen ışık dalgalarının fazı değişir. Dolayısıyla göz bu değişiklikleri fark edemez ve gözlenen nesneler düşük kontrastlı ve şeffaf görünür. Bu tür nesneleri gözlemlemek için Kontrast mikroskopi aşaması, Bir nesnenin ortaya çıkardığı görünmez faz değişikliklerinin gözle görülebilen genlik değişikliklerine dönüştürülmesine dayanır.
Bu mikroskopi yönteminin kullanılması sayesinde, canlı, boyanmamış mikroorganizmaların kontrastı önemli ölçüde artar ve açık bir arka planda koyu veya koyu bir arka planda açık renkte görünürler.
Faz kontrast mikroskobu ayrıca doku kültürü hücrelerini incelemek, çeşitli virüslerin hücreler üzerindeki etkilerini gözlemlemek vb. için de kullanılır.
121. Karanlık alan mikroskobu. Karanlık alan mikroskobu, mikroorganizmaların ışığı güçlü bir şekilde dağıtma yeteneğine dayanmaktadır. Karanlık alan mikroskobu için geleneksel objektifler ve özel karanlık alan yoğunlaştırıcıları kullanılır.
Karanlık alan yoğunlaştırıcılarının ana özelliği, orta kısımlarının karartılmış olması ve aydınlatıcıdan gelen doğrudan ışınların mikroskop merceğine girmemesidir. Nesne eğik yan ışınlarla aydınlatılır ve yalnızca preparattaki parçacıklar tarafından saçılan ışınlar mikroskop merceğine girer. Karanlık alan mikroskobu, dar bir güneş ışığı ışınıyla aydınlatıldığında havadaki toz parçacıklarının tespit edilmesinin ünlü bir örneği olan Tyndall etkisine dayanmaktadır.
Karanlık alan mikroskobunda mikroorganizmalar siyah bir arka planda parlak bir şekilde parlıyor gibi görünüyor. Bu mikroskopi yöntemiyle boyutları mikroskobun çözünürlüğünün ötesinde olan en küçük mikroorganizmalar tespit edilebilmektedir. Bununla birlikte, karanlık alan mikroskobu, bir nesnenin yalnızca ana hatlarını görmenize izin verir, ancak iç yapıyı incelemenize izin vermez.
122. Termal radyasyon Doğadaki en yaygın elektromanyetik radyasyon türüdür. Bir maddenin atomlarının ve moleküllerinin termal hareket enerjisinden dolayı oluşur. Termal radyasyon, mutlak sıfır dışındaki herhangi bir sıcaklıkta tüm cisimlerin doğasında vardır.
Toplam vücut emisyonu E (enerjik parlaklık da denir), bir cismin birim yüzey alanından 1 saniyede yayılan enerji miktarıdır. J/m2 sn cinsinden ölçülmüştür.
Vücudun toplam radyasyon emme kapasitesi A (absorbsiyon katsayısı), bir vücut tarafından emilen radyant enerjinin, üzerine gelen tüm radyant enerjiye oranıdır; A boyutsuz bir miktardır.
123. Kesinlikle siyah gövde. Herhangi bir sıcaklıkta üzerine gelen ışınım enerjisini tamamen emen hayali cisme mutlak siyah denir.
Kirchhoff yasası. Belirli bir sıcaklıktaki tüm cisimler için, emisyon E'nin radyasyon soğurma kabiliyeti A'ya oranı, tamamen siyah bir cismin emisyonuna eşit sabit bir değerdir e aynı sıcaklıkta:
e.
Stefan-Boltzmann yasası. Siyah bir cismin toplam emisyonu mutlak sıcaklığının dördüncü kuvvetiyle doğru orantılıdır:
e=sT4 ,
burada s Stefan-Boltzmann sabitidir.
Şarap Kanunu. Siyah bir cismin maksimum radyasyonuna karşılık gelen dalga boyu, onun mutlak sıcaklığıyla ters orantılıdır:
l t ×T = V,
burada v Vina sabitidir.
Şarap Yasasına Dayalı optik pirometri– sıcak cisimlerin (ergitme fırınındaki metal, atomik patlama bulutundaki gaz, yıldızların yüzeyi vb.) radyasyon spektrumundan sıcaklığının belirlenmesi için bir yöntem. Güneş yüzeyinin sıcaklığını ilk belirleyen bu yöntemdi.
124 . Kızılötesi radyasyon. Görünür ışığın kırmızı sınırı (λ = 0,76 μm) ile kısa dalga radyo radyasyonu (λ = 1 - 2 mm) arasındaki spektral bölgeyi işgal eden elektromanyetik radyasyona kızılötesi (IR) adı verilir. Isıtılmış katılar ve sıvılar sürekli bir kızılötesi spektrum yayar.
Kızılötesi radyasyonun terapötik kullanımı termal etkisine dayanmaktadır. Tedavi için özel lambalar kullanılır.
Kızılötesi radyasyon vücuda yaklaşık 20 mm derinliğe kadar nüfuz eder, böylece yüzey katmanları daha fazla ısıtılır. Terapötik etki, termoregülasyon sisteminin aktivitesini aktive eden ortaya çıkan sıcaklık gradyanından kaynaklanmaktadır. Işınlanmış bölgeye kan akışının arttırılması, olumlu terapötik sonuçlara yol açar.
125. Ultraviyole radyasyon. Elektromanyetik radyasyon,
Görünür ışığın mor kenarı (λ = 400 nm) ile X-ışını radyasyonunun uzun dalga kısmı (λ = 10 nm) arasındaki spektral bölgeyi işgal eden maddeye ultraviyole (UV) adı verilir.
Yüksek sıcaklıklarda ısıtılan katılar yayar
önemli miktarda ultraviyole radyasyon. Ancak maksimum
Wien yasasına göre enerjik parlaklığın spektral yoğunluğu 7000 K'dır. Pratikte bu, normal koşullar altında gri cisimlerin termal radyasyonunun etkili bir UV radyasyon kaynağı olarak görev yapamayacağı anlamına gelir. En güçlü UV radyasyon kaynağı Güneş'tir ve radyasyonunun %9'u dünya atmosferinin sınırında ultraviyoledir.
UV mikroskoplarının, floresan mikroskopların çalışması ve floresan analizi için UV radyasyonu gereklidir. UV radyasyonunun tıpta ana kullanımı, fotokimyasal süreçlerin neden olduğu spesifik biyolojik etkileriyle ilişkilidir.
126. Termografi– bu, çeşitli alanlardan gelen radyasyonun kaydıdır
Tanısal yorumlama amacıyla vücut yüzeyi. Sıcaklık iki şekilde belirlenir. Bir durumda, optik özellikleri sıcaklıktaki küçük değişikliklere karşı çok duyarlı olan sıvı kristal ekranlar kullanılır.
Bu göstergelerin hastanın vücuduna yerleştirilmesiyle renklerini değiştirerek yerel sıcaklık farkını görsel olarak belirlemek mümkündür.
Başka bir yöntem ise kullanıma dayanmaktadır. termal görüntüleme cihazları fotodirençler gibi hassas kızılötesi radyasyon dedektörleri kullanan.
127. Termografinin fizyolojik temeli. İnsan vücudunda meydana gelen fizyolojik süreçlere, dolaşımdaki kan ve lenf yoluyla aktarılan ısının salınması eşlik eder. Isı kaynağı, canlı bir organizmada meydana gelen biyokimyasal süreçlerdir. Üretilen ısı kan yoluyla tüm vücuda taşınır. Yüksek ısı kapasitesi ve ısı iletkenliğine sahip olan dolaşımdaki kan, vücudun merkezi ve çevresel bölgeleri arasında yoğun ısı alışverişi yapabilme yeteneğine sahiptir. Deri damarlarından geçen kanın sıcaklığı 2-3° azalır.
Termografi, patolojik odaklar üzerinde kızılötesi radyasyonun yoğunluğunun artması (içlerindeki kan akışının artması ve metabolik süreçler nedeniyle) veya bölgesel kan akışının azaldığı ve doku ve organlarda eşlik eden değişikliklerin olduğu bölgelerde yoğunluğunun azalması olgusuna dayanmaktadır. . Bu genellikle bir "sıcak bölgenin" ortaya çıkmasıyla ifade edilir. İki ana termografi türü vardır: teletermografi ve kontakt kolesterik termografi.
128. Teletermografiİnsan vücudundan gelen kızılötesi radyasyonun, termal görüntüleme cihazının ekranında görselleştirilen bir elektrik sinyaline dönüştürülmesine dayanmaktadır. Termal görüntüleme cihazlarında kızılötesi radyasyonu alıcı cihazlar olarak hassas fotodirençler kullanılır.
Termal görüntüleme cihazı aşağıdaki gibi çalışır. Kızılötesi ışınım bir mercek sistemi tarafından odaklanır ve daha sonra -196°C'ye soğutulduğunda çalışan bir fotodetektöre çarpar. Fotodedektörden gelen sinyal güçlendirilir ve dijital işleme tabi tutulur ve ardından alınan bilgiler renkli monitörün ekranına iletilir.
129. Kontak sıvı kristal termografisi termal olarak yayan yüzeylere uygulandığında kendilerini gökkuşağı renklerine dönüştüren anizotropik kolesterik sıvı kristallerin optik özelliklerine dayanır. En soğuk alanlar kırmızı, en sıcak alanlar ise mavidir.
Sıvı kristal temaslı plaka termografisi şu anda tıbbın çeşitli alanlarında yaygın ve başarılı bir şekilde kullanılmaktadır, ancak insan vücudunun kızılötesi radyasyonunu kaydetmeye yönelik uzaktan yöntemler çok daha fazla kullanım alanı bulmuştur.
130. Termografinin klinik uygulamaları. Termografik teşhisin hasta için herhangi bir dış etkisi veya rahatsızlığı yoktur ve birçok hastalığın ve fiziksel bozukluğun özelliği olan hastanın cildinin yüzeyindeki termal düzendeki anormallikleri "görmenize" olanak tanır.
Fizyolojik, zararsız, invazif olmayan bir teşhis yöntemi olan termografi, pratik tıpta çok çeşitli patolojilerin teşhisinde kullanım alanı bulur: meme bezleri, omurga, eklemler, tiroid bezi, KBB organları, kan damarları, karaciğer, safra hastalıkları mesane, bağırsaklar, mide, pankreas, böbrekler, mesane, prostat bezi. Termografi, dokularda yapısal değişikliklerin ortaya çıkmasından önce, patolojik sürecin gelişiminin başlangıcındaki değişiklikleri kaydetmenize olanak sağlar.
131. Atomun Rutherford (gezegensel) modeli. Bu modele göre, bir atomun tüm pozitif yükü ve kütlesinin neredeyse tamamı (%99,94'ten fazlası), boyutu atomun boyutuna kıyasla ihmal edilebilecek kadar küçük olan (yaklaşık 10-13 cm) atom çekirdeğinde yoğunlaşmıştır. (10-8cm). Elektronlar çekirdeğin etrafında kapalı (eliptik) yörüngelerde hareket ederek atomun elektron kabuğunu oluşturur. Çekirdeğin yükü mutlak değer olarak elektronların toplam yüküne eşittir.
Rutherford modelinin dezavantajları.
a) Rutherford modelinde atom kararsızdır
eğitim, deneyim ise tam tersini gösteriyor;
b) Rutherford'a göre, bir atomun radyasyon spektrumu süreklidir, deneyim ise radyasyonun ayrık doğasından bahseder.
132. Bohr'a göre atomun yapısının kuantum teorisi. Bohr, atomun enerji durumlarının ayrıklığı fikrine dayanarak, Rutherford'un atom modelini geliştirerek atomun yapısına ilişkin bir kuantum teorisi oluşturdu. Üç varsayıma dayanmaktadır.
Bir atomdaki elektronlar herhangi bir yörüngede hareket edemezler, yalnızca çok belirli bir yarıçaptaki yörüngelerde hareket edebilirler. Durağan olarak adlandırılan bu yörüngelerde elektronun açısal momentumu şu ifadeyle belirlenir:
burada m elektronun kütlesi, v hızı, r elektron yörüngesinin yarıçapıdır, n kuantum adı verilen bir tam sayıdır (n=1,2,3, ...).
Elektronların sabit yörüngelerdeki hareketine enerjinin radyasyonu (absorbsiyonu) eşlik etmez.
Bir elektronun sabit bir yörüngeden diğerine aktarılması
bir enerji kuantumunun emisyonu (veya emilimi) eşlik eder.
Bu kuantumun hn değeri, radyasyondan (absorbsiyon) önce ve sonra atomun durağan durumlarının W 1 – W 2 enerji farkına eşittir:
hn=W 1 – W 2.
Bu ilişkiye frekans durumu denir.
133. Spektrum türleri.Üç ana spektrum türü vardır: katı, çizgi ve çizgili.
Çizgi spektrumları
atomlar. Emisyon, bağlı elektronların daha düşük enerji seviyelerine geçişinden kaynaklanır.
Çizgili spektrumlar heyecanlı bireyler tarafından yayılır
moleküller. Radyasyon hem atomlardaki elektronik geçişlerden hem de molekül içindeki atomların titreşim hareketlerinden kaynaklanır.
Sürekli spektrumlar birbirleriyle etkileşime giren birçok moleküler ve atomik iyonun toplanmasıyla yayılır.
Radyasyonun ana rolü, bu parçacıkların yüksek sıcaklığın neden olduğu kaotik hareketi tarafından oynanır.
134. Spektral analiz kavramı. Her kimyasal element
bu elemente özgü çok spesifik dalga boylarında ışık yayar (ve emer). Elementlerin çizgi spektrumları, ışığın bir kırınım ızgarası kullanılarak ayrıştırıldığı spektrograflarda fotoğraflanarak elde edilir. Bir elementin çizgi spektrumu, yayılan (veya emilen) ışığın dalga boylarına göre bu elementi doğru bir şekilde tanımlamanıza olanak tanıyan bir tür “parmak izidir”. Spektrografik çalışmalar elimizdeki en güçlü kimyasal analiz tekniklerinden biridir.
Kalitatif spektral analiz- bu, maddenin bileşimini belirlemek için elde edilen spektrumların tablodakilerle karşılaştırılmasıdır.
Kantitatif spektral analiz spektral çizgilerin fotometrisi (yoğunluğunun belirlenmesi) ile gerçekleştirilir: çizgilerin parlaklığı belirli bir elemanın miktarıyla orantılıdır.
Spektroskop kalibrasyonu. İncelenen spektrumun dalga boylarını belirlemek amacıyla bir spektroskop kullanmak için spektroskopun kalibre edilmesi gerekir; Spektral çizgilerin dalga boyları ile bu çizgilerin görülebildiği spektroskop ölçeğinin bölümleri arasındaki ilişkiyi kurar.
135. Spektral analizin temel özellikleri ve uygulama alanları. Spektral analiz kullanarak bir maddenin hem atomik hem de moleküler bileşimini belirleyebilirsiniz. Spektral analiz, analiz edilen numunenin ayrı ayrı bileşenlerinin niteliksel olarak keşfedilmesine ve bunların konsantrasyonlarının niceliksel olarak belirlenmesine olanak tanır. Kimyasal yöntemlerle analizi zor, hatta imkansız olan, çok benzer kimyasal özelliklere sahip maddeler spektral olarak kolaylıkla belirlenmektedir.
Duyarlılık Spektral analiz genellikle çok yüksektir. Doğrudan analiz %10 -3 - 10 -6 hassasiyetine ulaşır. Hız Spektral analiz genellikle diğer yöntemlerle gerçekleştirilen analizin hızını önemli ölçüde aşar.
136. Biyolojide spektral analiz. Maddelerin optik aktivitesinin ölçülmesine yönelik spektroskopik yöntem, biyolojik nesnelerin yapısını belirlemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Biyolojik moleküller incelenirken absorpsiyon spektrumları ve floresansları ölçülür. Lazer uyarımı altında floresan ışık saçan boyalar, hücrelerdeki hidrojen indeksini ve iyonik kuvveti belirlemek ve ayrıca proteinlerdeki belirli alanları incelemek için kullanılır. Rezonant Raman saçılımı kullanılarak hücrelerin yapısı incelenir ve protein ve DNA moleküllerinin yapısı belirlenir. Spektroskopi, fotosentez ve görme biyokimyasının incelenmesinde önemli bir rol oynadı.
137. Tıpta spektral analiz.İnsan vücudunda seksenden fazla kimyasal element bulunmaktadır. Etkileşimleri ve karşılıklı etkileri, büyüme, gelişme, sindirim, solunum, bağışıklık, hematopoez, hafıza, döllenme vb. süreçlerini sağlar.
Mikro ve makro elementlerin yanı sıra niceliksel dengesizliklerinin teşhisi için saç ve tırnaklar en verimli materyaldir. Her saç, tüm büyüme dönemi boyunca tüm organizmanın mineral metabolizması hakkında bütünleyici bilgileri depolar. Spektral analiz, uzun bir süre boyunca mineral dengesi hakkında eksiksiz bilgi sağlar. Bazı toksik maddeler ancak bu yöntemle tespit edilebilmektedir. Karşılaştırma için: geleneksel yöntemler, bir kan testi kullanarak test sırasında ondan az mikro elementin oranını belirlemenize olanak tanır.
Spektral analizin sonuçları, doktorun hastalıkların nedenini teşhis etmesine ve araştırmasına, gizli hastalıkları ve bunlara yatkınlığı belirlemesine yardımcı olur; ilaçları daha doğru bir şekilde reçete etmenize ve mineral dengesini yeniden sağlamak için bireysel planlar geliştirmenize olanak tanır.
Farmakoloji ve toksikolojide spektroskopik yöntemlerin önemini abartmak zordur. Özellikle, farmakolojik ilaç numunelerinin validasyonları sırasında analiz edilmesini ve sahte ilaçların tespit edilmesini mümkün kılarlar. Toksikolojide ultraviyole ve kızılötesi spektroskopi, Stas ekstraktlarından birçok alkaloidin tanımlanmasına olanak sağladı.
138. Lüminesans Belirli bir sıcaklıkta bir cismin, yayılan ışık dalgalarının periyodunu önemli ölçüde aşan bir süreye sahip aşırı radyasyonuna denir.
Fotolüminesans. Fotonların neden olduğu lüminesansa fotolüminesans denir.
Kemilüminesans. Kimyasal reaksiyonlara eşlik eden lüminesansa kemilüminesans denir.
139. Lüminesans analizi nesnelerin parlaklığını incelemek amacıyla gözlemlemeye dayalı; Gıda bozulmalarının ilk aşamalarını tespit etmek, farmakolojik ilaçları ayırmak ve bazı hastalıkları teşhis etmek için kullanılır.
140. Fotoelektrik etkiçekilme fenomeni denir
Üzerine gelen ışığın etkisi altındaki bir maddeden gelen elektronlar.
Şu tarihte: harici fotoelektrik etki Bir elektron bir maddenin yüzeyinden ayrılır.
Şu tarihte: dahili fotoelektrik etki elektron atomla olan bağlarından kurtulur ancak maddenin içinde kalır.
Einstein'ın denklemi:
burada hn fotonun enerjisidir, n frekansıdır, A elektronun iş fonksiyonudur, yayılan elektronun kinetik enerjisidir, v hızıdır.
Fotoelektrik etkinin yasaları:
Birim zamanda metal yüzeyinden yayılan fotoelektronların sayısı, metale gelen ışık akısı ile orantılıdır.
Fotoelektronların maksimum başlangıç kinetik enerjisi
Gelen ışığın frekansı ile belirlenir ve yoğunluğuna bağlı değildir.
Her metal için fotoelektrik etkinin kırmızı bir sınırı vardır; fotoelektrik etkinin hala mümkün olduğu maksimum dalga boyu l 0.
Harici fotoelektrik etki, fotoçoğaltıcı tüplerde (PMT'ler) ve elektron-optik dönüştürücülerde (EOC'ler) kullanılır. PMT'ler düşük yoğunluklu ışık akılarını ölçmek için kullanılır. Onların yardımıyla zayıf biyolüminesans tespit edilebilir. Görüntü yoğunlaştırıcı tüpler tıpta X-ışını görüntülerinin parlaklığını arttırmak için kullanılır; Termografide vücudun kızılötesi radyasyonunu görünür radyasyona dönüştürmek. Ayrıca metrolarda turnikelerden geçerken, modern otellerde, havalimanlarında vb. yerlerde fotoseller kullanılmaktadır. Kapıların otomatik olarak açılması ve kapatılması, sokak aydınlatmasının otomatik olarak açılıp kapatılması, aydınlatmanın belirlenmesi (lüks ölçer) vb. için.
141. X-ışını radyasyonu dalga boyu 0,01 ila 0,000001 mikron arasında olan elektromanyetik radyasyondur. Fosfor kaplı ekranın parlamasına ve emülsiyonun kararmasına neden olarak fotoğrafçılık için uygun hale getirir.
X-ışınları, elektronların bir X-ışını tüpündeki anoda çarptığında aniden durmasıyla üretilir. İlk olarak, katot tarafından yayılan elektronlar, hızlanan potansiyel farkıyla 100.000 km/s düzeyindeki hızlara kadar hızlandırılır. Bremsstrahlung adı verilen bu radyasyonun sürekli bir spektrumu vardır.
X-ışını radyasyonunun yoğunluğu ampirik formülle belirlenir:
burada I tüpteki akım gücüdür, U voltajdır, Z antikatod maddesinin atomunun seri numarasıdır, k sabittir.
Elektronların yavaşlamasından kaynaklanan X-ışını radyasyonuna “bremsstrahlung” denir.
Kısa dalga X-ışınları genellikle uzun dalga X-ışınlarından daha nüfuz edicidir ve bunlara denir. zorlu ve uzun dalga – yumuşak.
X-ışını tüpündeki yüksek voltajlarda,
sürekli spektruma sahip x-ışınları, çizgi spektrumuna sahip x-ışınları üretir; ikincisi sürekli spektrumun üzerine bindirilir. Bu radyasyona karakteristik denir, çünkü her maddenin kendine ait karakteristik bir X-ışını spektrumu vardır (anot maddesinden gelen sürekli bir spektrum ve yalnızca X-ışını tüpündeki voltaj tarafından belirlenir).
142. X-ışını radyasyonunun özellikleri. X ışınları, ışık ışınlarını karakterize eden tüm özelliklere sahiptir:
1) elektrik ve manyetik alanlarda sapma yapmayın ve bu nedenle elektrik yükü taşımayın;
2) fotoğraf efektine sahip olmak;
3) gaz iyonizasyonuna neden olur;
4) ışıldamaya neden olabilen;
5) kırılabilir, yansıtılabilir, polarizasyona sahip olabilir ve girişim ve kırınım olgusunu verebilir.
143. Moseley Yasası. Farklı maddelerin atomları, yapılarına bağlı olarak farklı enerji seviyelerine sahip olduğundan, karakteristik radyasyonun spektrumu, anot maddesinin atomlarının yapısına bağlıdır. Karakteristik spektrumlar nükleer yükün artmasıyla birlikte daha yüksek frekanslara doğru kayar. Bu model Moseley yasası olarak bilinir:
burada n, spektral çizginin frekansıdır, Z, yayıcı elemanın seri numarasıdır, A ve B sabitlerdir.
144. X-ışınlarının madde ile etkileşimi. Foton enerjisi e ve iyonlaşma enerjisi A oranına bağlı olarak üç ana işlem gerçekleşir.
Tutarlı (klasik) saçılma. Uzun dalga X-ışınlarının saçılması esas olarak dalga boyunu değiştirmeden gerçekleşir ve buna tutarlı denir. . Foton enerjisi iyonlaşma enerjisinden az olduğunda meydana gelir: hn<А. Так как в этом случае энергия фотона рентгеновского излучения и атома не изменяются, то когерентное рассеяние само по себе не вызывает биологического действия.
Tutarsız saçılma (Compton etkisi). 1922'de A.Kh. Sert X-ışınlarının saçılımını gözlemleyen Compton, gelen ışınla karşılaştırıldığında saçılan ışının nüfuz etme gücünde bir azalma olduğunu keşfetti. Bu, saçılan X ışınlarının dalga boyunun, gelen X ışınlarından daha uzun olduğu anlamına geliyordu. Dalga boyunda bir değişiklik olan X ışınlarının saçılımına tutarsız denir ve bu fenomenin kendisine Compton etkisi denir.
Fotoğraf efekti. Fotoelektrik etkide, X-ışınları bir atom tarafından emilir ve bir elektronun dışarı fırlamasına ve atomun iyonlaşmasına (fotoiyonizasyon) neden olur. Foton enerjisi iyonizasyon için yeterli değilse, fotoelektrik etki, elektron emisyonu olmadan atomların uyarılmasıyla kendini gösterebilir.
İyonlaştırıcı etki X-ışını radyasyonu, X-ışınlarının etkisi altında elektriksel iletkenliğin artmasıyla kendini gösterir. Bu özellik dozimetride bu tür radyasyonun etkisini ölçmek için kullanılır.
145. X-ışını ışıldaması X-ışını radyasyonu altında bir dizi maddenin parlaması denir. Platin-sinoksit baryumun bu parıltısı, Roentgen'in ışınları keşfetmesine olanak sağladı. Bu fenomen, X-ışınlarının görsel olarak gözlemlenmesi amacıyla özel parlak ekranlar oluşturmak için, bazen de X-ışınlarının bu ışınların kaydedilmesine olanak tanıyan bir fotoğraf plakası üzerindeki etkisini arttırmak için kullanılır.
146. X-ışını emilimi Bouguer yasasıyla tanımlanır:
F = F 0 e - mx,
burada m doğrusal zayıflama katsayısıdır,
x, madde katmanının kalınlığıdır,
F 0 – olay radyasyonunun yoğunluğu,
F iletilen radyasyonun yoğunluğudur.
147. X-ışını radyasyonunun vücut üzerindeki etkisi. X-ışını muayeneleri sırasında radyasyona maruz kalma küçük olmasına rağmen, hücrelerin kromozomal aparatlarında değişikliklere - radyasyon mutasyonlarına yol açabilirler. Bu nedenle röntgen muayenelerinin düzenlenmesi gerekmektedir.
148. X-ışını teşhisi. X-ışını teşhisi, X-ışını radyasyonunun dokular ve organlar tarafından seçici olarak emilmesine dayanır.
149. Röntgen. Floroskopi sırasında, trans-aydınlatılmış nesnenin görüntüsü floroskopik bir ekranda elde edilir. Teknik basit ve ekonomiktir, organların hareketini ve içlerindeki kontrast maddenin hareketini gözlemlemenizi sağlar. Ancak dezavantajları da var: Ondan sonra gelecekte tartışılabilecek, değerlendirilebilecek hiçbir belge kalmıyor. Küçük görüntü ayrıntılarının ekranda görülmesi zordur. Floroskopi, hastanın ve doktorun radyografiye göre çok daha fazla radyasyona maruz kalmasına neden olur.
150. Radyografi. Radyografide, vücudun incelenen kısmına bir x-ışını demeti yönlendirilir. İnsan vücudundan geçen radyasyon, işlendikten sonra bir görüntü elde edilen filme çarpar.
151. Elektroradyografi.İçinde hastanın içinden geçen bir X-ışını radyasyonu ışını, statik elektrikle yüklü bir selenyum plakasına çarpıyor. Bu durumda plaka elektrik potansiyelini değiştirir ve üzerinde elektrik yüklerinin gizli bir görüntüsü belirir.
Yöntemin ana avantajı, pahalı gümüş bileşikleri içeren X-ışını filmi tüketmeden ve "ıslak" fotoğraf işlemine gerek kalmadan çok sayıda yüksek kaliteli görüntüyü hızlı bir şekilde elde edebilme yeteneğidir.
152. Florografi. Prensibi, bir X-ışını görüntüsünün bir ekrandan küçük formatlı bir rulo film üzerine fotoğraflanmasıdır. Nüfusun kitlesel araştırmaları için kullanılır. Yöntemin avantajları hız ve verimliliktir.
153. Organların yapay kontrastı. Yöntem dayanmaktadır
emen zararsız maddelerin vücuda girmesi
X-ışını radyasyonu, incelenen organdan çok daha güçlüdür veya tam tersine çok daha zayıftır. Örneğin, hastaya sulu bir baryum sülfat süspansiyonu alması önerilir. Bu durumda görüntüde mide boşluğunda yer alan kontrast kitlenin gölgesi belirir. Gölgenin konumu, şekli, boyutu ve ana hatlarına göre midenin konumu, boşluğunun şekli ve boyutu değerlendirilebilir.
İyot tiroid bezini kontrastlamak için kullanılır. Bu amaçla kullanılan gazlar oksijen, nitröz oksit ve karbondioksittir. Oksijenden farklı olarak gaz embolizmine neden olmadıkları için kan dolaşımına yalnızca nitröz oksit ve karbondioksit enjekte edilebilir.
154. X-ışını görüntü yoğunlaştırıcıları. Radyoloğun floroskopi yaparken kullandığı, X-ışını radyasyonunu floresan ekranın görünür ışığına dönüştüren parıltının parlaklığı, metrekare başına yüzlerce kandeladır (kandela - mum). Bu kabaca bulutsuz bir gecede ay ışığının parlaklığına karşılık gelir. Böyle bir aydınlatmada insan gözü, küçük ayrıntıların ve zayıf kontrast farklılıklarının son derece zayıf bir şekilde ayırt edildiği alacakaranlık görüş modunda çalışır.
Hastanın radyasyon dozunun orantılı olarak artması nedeniyle ekranın parlaklığını arttırmak imkansızdır ki bu da zaten zararsız değildir.
Bu engeli ortadan kaldırma yeteneği, harici bir elektrik alanı kullanarak elektronları tekrar tekrar hızlandırarak görüntülerin parlaklığını binlerce kat artırma yeteneğine sahip X-ışını görüntü yoğunlaştırıcıları (XI) tarafından sağlanmaktadır. URI'ler parlaklığı artırmanın yanı sıra araştırma sırasında radyasyon dozunu da önemli ölçüde azaltabilir.
155. Anjiyografi– kan damarlarının kontrast çalışması yöntemi
URI ve televizyon kullanarak görsel X-ışını kontrolü altında, bir radyologun damara ince elastik bir tüp - bir kateter - yerleştirdiği ve bunu kan akışıyla birlikte vücudun hemen hemen her bölgesine, hatta kalp. Daha sonra doğru anda kateterden radyoopak bir sıvı enjekte edilir ve aynı anda yüksek hızda birbirini takip eden bir dizi görüntü alınır.
156. Dijital bilgi işleme yöntemi. Elektrik sinyalleri daha sonraki görüntü işleme için en uygun formdur. Bazen görüntüdeki bir çizgiyi vurgulamak, bir konturu vurgulamak, bazen de bir dokuyu vurgulamak avantajlı olabilir. İşleme hem elektronik analog hem de dijital yöntemler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Dijital işleme amacıyla analog sinyaller, analogdan dijitale dönüştürücüler (ADC'ler) kullanılarak ayrık forma dönüştürülür ve bu formda bilgisayara gönderilir.
Floroskopik ekranda elde edilen ışık görüntüsü, bir elektron-optik dönüştürücü (EOC) tarafından güçlendirilir ve TT televizyon tüpünün girişindeki optik sisteme girerek bir dizi elektrik sinyaline dönüşür. ADC kullanılarak örnekleme ve nicemleme gerçekleştirilir ve ardından dijital rastgele erişim belleğine - RAM'e kayıt yapılır ve görüntü sinyallerinin belirtilen programlara göre işlenmesi sağlanır. Dönüştürülen görüntü, bir DAC dijital-analog dönüştürücü kullanılarak tekrar analog forma dönüştürülür ve gri tonlamalı bir ekranın VKU video kontrol cihazının ekranında görüntülenir.
157. Siyah beyaz görüntülerin renk kodlaması.İntroskopik görüntülerin çoğu monokromdur, yani renkten yoksundur. Ancak normal insan görüşü renklidir. Gözün gücünden tam olarak yararlanmak için, bazı durumlarda, dönüşümlerinin son aşamasında introskopik görüntülerimizi yapay olarak renklendirmek mantıklıdır.
Göz renkli görüntüleri algıladığında
analizi kolaylaştıran ek görüntü özellikleri. Bu
renk tonu, renk doygunluğu, renk kontrastı. Renklide detayların görünürlüğü ve gözün kontrast duyarlılığı kat kat artar.
158. X-ışını tedavisi. X-ışını radyasyonu, bir dizi hastalığın tedavisinde radyasyon terapisi için kullanılır. Radyoterapinin endikasyonları ve taktikleri birçok yönden gama terapisi yöntemlerine benzer.
159. Tomografi. Doktorun ilgisini çeken bir organın veya patolojik oluşumun görüntüsü, X-ışını ışını boyunca yer alan komşu organ ve dokuların gölgeleriyle kaplanır.
Tomografinin özü çekim sürecinde
X-ışını tüpü hastaya göre hareket ederek yalnızca belirli bir derinlikte bulunan ayrıntıların keskin görüntülerini verir. Dolayısıyla tomografi, katman katman yapılan bir X-ışını çalışmasıdır.
160. Lazer radyasyonu– tutarlı, aynı şekilde yönlendirilmiş
Çok sayıda atomdan gelen radyasyon, dar bir monokromatik ışık demeti yaratıyor.
Bir lazerin çalışmaya başlaması için, çalışma maddesinin çok sayıda atomunu uyarılmış (yarı kararlı) duruma dönüştürmek gerekir. Bunu yapmak için elektromanyetik enerji özel bir kaynaktan (pompalama yöntemi) çalışma maddesine aktarılır. Bundan sonra, güçlü bir foton ışınının emisyonu ile çalışma maddesinde uyarılmış tüm atomların normal duruma neredeyse eşzamanlı zorunlu geçişleri başlayacaktır.
161. Lazerin tıpta uygulanması.Yüksek Enerjili Lazerler
Onkolojide lazer neşter olarak kullanılır. Bu durumda tümörün rasyonel eksizyonu, çevre dokulara en az zarar verilerek sağlanır ve operasyon, fonksiyonel önemi büyük olan beyin yapılarına yakın bir yerde gerçekleştirilebilir.
Lazer ışını kullanıldığında kan kaybı çok daha azdır, yara tamamen sterilize edilir ve ameliyat sonrası dönemde şişlik minimum düzeydedir.
Lazerler özellikle göz mikrocerrahisinde etkilidir. Göz içi sıvısının dışarı çıkışı için ışınıyla mikroskobik delikler “delerek” glokom tedavisine olanak sağlar. Retina dekolmanının ameliyatsız tedavisinde lazer kullanılmaktadır.
Düşük enerjili lazer radyasyonu antiinflamatuar, analjezik etkiye sahiptir, vasküler tonu değiştirir, metabolik süreçleri iyileştirir vb.; tıbbın çeşitli alanlarında özel tedavide kullanılmaktadır.
162. Lazerin vücut üzerindeki etkisi. Lazer radyasyonunun vücut üzerindeki etkisi birçok yönden elektromanyetik radyasyonun görünür ve kızılötesi aralıklardaki etkisine benzer. Moleküler düzeyde böyle bir etki, canlı madde moleküllerinin enerji seviyelerinde bir değişikliğe, bunların stereokimyasal yeniden düzenlenmesine ve protein yapılarının pıhtılaşmasına yol açar. Lazer maruziyetinin fizyolojik etkileri, fotoreaktivasyonun fotodinamik etkisi, biyolojik süreçlerin uyarılmasının veya engellenmesinin etkisi, hem bireysel sistemlerin hem de bir bütün olarak vücudun fonksiyonel durumundaki değişiklikler ile ilişkilidir.
163. Biyomedikal araştırmalarda lazerlerin kullanımı. Lazer teşhisinin ana alanlarından biri yoğun madde spektroskopisi Biyolojik dokuların analizine ve bunların hücresel, hücre altı ve moleküler seviyelerde görselleştirilmesine olanak tanır.
Işık mikroskobu
Işık mikroskobu, 2-3 bin kata kadar büyütme, canlı bir nesnenin renkli ve hareketli görüntüsünü, aynı nesnenin mikro filme alınması ve uzun süreli gözlemlenmesi olanağını, dinamiklerinin ve kimyasının değerlendirilmesini sağlar.
Herhangi bir mikroskobun temel özellikleri çözünürlük ve kontrasttır. Çözünürlük, mikroskop tarafından ayrı ayrı gösterilen, iki noktanın bulunduğu minimum mesafedir. En iyi görüş modunda insan gözünün çözünürlüğü 0,2 mm'dir.
Görüntü kontrastı, görüntü ile arka plan arasındaki parlaklık farkıdır. Bu fark %3-4'ün altındaysa ne gözle ne de fotoğraf plakasıyla yakalanabilir; o zaman mikroskop ayrıntılarını çözse bile görüntü görünmez kalacaktır. Kontrast, hem arka plana kıyasla ışık akısını değiştiren nesnenin özelliklerinden hem de optiğin ışının özelliklerinde ortaya çıkan farklılıkları yakalama yeteneğinden etkilenir.
Işık mikroskobunun yetenekleri ışığın dalga doğasıyla sınırlıdır. Işığın fiziksel özellikleri - rengi (dalga boyu), parlaklığı (dalga genliği), fazı, yoğunluğu ve dalganın yayılma yönü cismin özelliklerine bağlı olarak değişir. Bu farklılıklar modern mikroskoplarda kontrast oluşturmak için kullanılır.
Bir mikroskobun büyütülmesi, objektif büyütme ile göz merceğinin büyütülmesinin ürünü olarak tanımlanır. Tipik araştırma mikroskoplarının mercek büyütmesi 10'dur ve objektif büyütmesi 10, 45 ve 100'dür. Buna göre böyle bir mikroskobun büyütmesi 100 ile 1000 arasında değişir. Bazı mikroskopların büyütmesi 2000'e kadar çıkar. Daha yüksek büyütmeler bile geçerli değildir. çözünürlük artmadığı için mantıklıdır. Tam tersi görüntü kalitesi bozulur.
Sayısal açıklık, bir optik sistemin çözme gücünü veya bir merceğin açıklık oranını ifade etmek için kullanılır. Lens açıklığı, görüntünün birim alanı başına ışık yoğunluğudur ve yaklaşık olarak NA'nın karesine eşittir. İyi bir lens için NA değeri yaklaşık 0,95'tir. Mikroskop genellikle toplam büyütme oranı yaklaşık 1000 NA olacak şekilde boyutlandırılır. Objektif ve numune arasına bir sıvı (yağ veya daha nadir olarak damıtılmış su) eklenirse, 1,4 kadar yüksek bir NA değeri ve buna karşılık gelen çözünürlükte bir iyileşme ile bir "daldırma" hedefi elde edilir.
Işık mikroskobu yöntemleri
Işık mikroskobu yöntemleri (aydınlatma ve gözlem). Mikroskopi yöntemleri, incelenen nesnelerin doğasına ve özelliklerine bağlı olarak seçilir (ve yapıcı bir şekilde sağlanır), çünkü ikincisi yukarıda belirtildiği gibi görüntü kontrastını etkiler.
Parlak alan yöntemi ve çeşitleri
İletilen ışıktaki parlak alan yöntemi, emici (ışığı emen) parçacıklar ve bunların içerdiği parçalar içeren şeffaf preparatları incelemek için kullanılır. Bunlar örneğin hayvan ve bitki dokularının ince renkli kesitleri, minerallerin ince kesitleri vb. olabilir. Bir preparatın yokluğunda, yoğunlaştırıcıdan gelen bir ışık huzmesi mercekten geçerek merceğin yakınında eşit şekilde aydınlatılmış bir alan oluşturur. göz merceğinin odak düzlemi. Preparatta emici bir eleman varsa üzerine gelen ışığın kısmen soğurulması ve kısmen saçılması meydana gelir ve bu da görüntünün ortaya çıkmasına neden olur. Emici olmayan nesneleri gözlemlerken de yöntemi kullanmak mümkündür, ancak yalnızca aydınlatıcı ışınını önemli bir kısmı merceğe düşmeyecek kadar güçlü bir şekilde dağıtmaları durumunda mümkündür.
Eğik aydınlatma yöntemi önceki yöntemin bir çeşididir. Aralarındaki fark, ışığın nesneye gözlem yönüne geniş bir açıyla yöneltilmesidir. Bazen bu, gölgelerin oluşması nedeniyle nesnenin "rahatlamasını" ortaya çıkarmaya yardımcı olur.
Yansıyan ışıkta parlak alan yöntemi, metallerin veya cevherlerin cilalı bölümleri gibi ışığı yansıtan opak nesneleri incelerken kullanılır. Preparat, aynı anda yoğunlaştırıcı görevi gören bir mercek aracılığıyla yukarıdan aydınlatılır (bir aydınlatıcı ve yarı saydam bir aynadan). Lensin tüp lensle birlikte bir düzlemde oluşturduğu görüntüde, elemanlarının yansıtıcılığındaki farklılıktan dolayı preparatın yapısı görülebilir; Aydınlık alanda, üzerine gelen ışığı dağıtan homojensizlikler de göze çarpıyor.
Karanlık alan yöntemi ve çeşitleri
Karanlık alan mikroskobu yöntemi, parlak alan yöntemi kullanılarak görülemeyen şeffaf, emici olmayan nesnelerin görüntülerini elde etmek için kullanılır. Genellikle bunlar biyolojik nesnelerdir. Aydınlatıcıdan ve aynadan gelen ışık, özel olarak tasarlanmış bir yoğunlaştırıcı (buna adı verilen) tarafından preparatın üzerine yönlendirilir. karanlık alan yoğunlaştırıcısı Kondansatörden çıktıktan sonra şeffaf preparattan geçerken yönünü değiştirmeyen ışık ışınlarının ana kısmı içi boş koni şeklinde bir ışın oluşturur ve (bu koninin içinde bulunan) merceğe girmez. . Mikroskoptaki görüntü, slayt üzerinde yer alan ilacın mikropartiküllerinin koni içine saçtığı ve mercekten geçen ışınların yalnızca küçük bir kısmı kullanılarak oluşturulur. Karanlık alan mikroskobu, dar bir güneş ışığı ışınıyla aydınlatıldığında havadaki toz parçacıklarının tespit edilmesinin ünlü bir örneği olan Tyndall etkisine dayanmaktadır. Karanlık bir arka plana karşı görüş alanında, ilacın yapısal elemanlarının, kırılma indeksleri bakımından çevredeki ortamdan farklı olan açık renkli görüntüleri görülebilir. Büyük parçacıkların yalnızca ışık ışınlarını dağıtan parlak kenarları vardır. Bu yöntemi kullanarak, görüntünün görünümünden parçacıkların şeffaf mı yoksa opak mı olduğunu veya çevredeki ortama kıyasla daha yüksek veya daha düşük bir kırılma indisine sahip olup olmadıklarını belirlemek imkansızdır.
Karanlık alan çalışması yürütmek
Slaytlar 1,1-1,2 mm'den kalın olmamalı, lamellerin kalınlığı 0,17 mm olmalı, çizik veya kir olmamalıdır. İlacı hazırlarken kabarcıkların ve büyük parçacıkların varlığından kaçınmalısınız (bu kusurlar parlak bir parıltıyla görülecektir ve ilacı gözlemlemenize izin vermeyecektir). Karanlık alan için daha güçlü aydınlatıcılar ve maksimum lamba yoğunluğu kullanılır.
Karanlık alan aydınlatmasını ayarlamak temel olarak aşağıdaki gibidir:
Işığı Koehler'e göre takın;
Aydınlık alan yoğunlaştırıcısını karanlık alan yoğunlaştırıcısıyla değiştirin;
Üst yoğunlaştırıcı merceğine daldırma yağı veya damıtılmış su uygulanır;
Yoğuşturucuyu sürgünün alt yüzeyine değene kadar kaldırın;
Düşük büyütmeli bir mercek numuneye odaklanır;
Merkezleme vidaları kullanılarak, (bazen karartılmış bir merkezi alana sahip olan) bir ışık noktası görüş alanının merkezine aktarılır;
Kondansatörün yükseltilmesi ve indirilmesiyle, karartılmış merkezi alan ortadan kalkar ve eşit şekilde aydınlatılmış bir ışık noktası elde edilir.
Bu yapılamıyorsa, cam slaytın kalınlığını kontrol etmeniz gerekir (bu fenomen genellikle çok kalın cam slaytlar kullanıldığında görülür - ışık konisi camın kalınlığına odaklanır).
Işığı doğru şekilde ayarladıktan sonra gerekli büyütme oranına sahip bir mercek takın ve numuneyi inceleyin.
Ultramikroskopi yöntemi aynı prensibe dayanmaktadır - ultramikroskoplardaki preparatlar gözlem yönüne dik olarak aydınlatılmaktadır. Bu yöntemle, boyutları en güçlü mikroskopların çözünürlüğünün çok ötesinde olan son derece küçük parçacıkları tespit etmek (ancak kelimenin tam anlamıyla "gözlemlemek" değil) mümkündür. Daldırma ultramikroskoplarının yardımıyla, boyutları 2 × 10 ila -9 derece m'ye kadar olan parçacık x parçacıkların bir preparattaki varlığını kaydetmek mümkündür, ancak bu tür parçacıkların şekli ve kesin boyutları bu yöntem kullanılarak belirlenemez. Görüntüleri gözlemciye, boyutları parçacıkların boyutuna ve şekline değil, merceğin açıklığına ve mikroskobun büyütülmesine bağlı olan kırınım noktaları şeklinde görünür. Bu tür parçacıklar çok az ışık saçtığı için, onları aydınlatmak için karbon elektrik arkı gibi son derece güçlü ışık kaynaklarına ihtiyaç vardır. Ultramikroskoplar esas olarak kolloid kimyasında kullanılır.
Faz kontrast yöntemi
Faz kontrast yöntemi ve çeşitliliği - sözde. “Anoptral” kontrast yöntemi, parlak alan yöntemi kullanılarak gözlemlendiğinde görünmeyen şeffaf ve renksiz nesnelerin görüntülerini elde etmek için tasarlanmıştır. Bunlar arasında örneğin canlı, boyanmamış hayvan dokuları yer alır. Yöntemin özü, preparatın farklı elemanlarının kırılma indislerindeki çok küçük farklılıklarla bile, içlerinden geçen ışık dalgasının farklı faz değişikliklerine uğramasıdır (sözde faz rahatlamasını elde eder). Doğrudan göz veya fotoğraf plakası tarafından algılanmayan bu faz değişiklikleri, özel bir optik cihazın yardımıyla ışık dalgasının genliğinde değişikliklere, yani parlaklıktaki değişikliklere (“genlik rahatlaması”) dönüştürülür. zaten gözle görülebilir veya ışığa duyarlı katmana kaydedilmiştir. Başka bir deyişle, ortaya çıkan görünür görüntüde parlaklık (genlik) dağılımı, faz rahatlamasını yeniden üretir. Bu şekilde elde edilen görüntüye faz kontrastı denir.
Faz kontrast cihazı herhangi bir ışık mikroskobuna monte edilebilir ve aşağıdakilerden oluşur:
Özel faz plakalı bir dizi lens;
Döner diskli kondenser. Merceklerin her birindeki faz plakalarına karşılık gelen halka şeklinde diyaframlar içerir;
Faz kontrastını ayarlamak için yardımcı bir teleskop.
Faz kontrast ayarı aşağıdaki gibidir:
Mikroskobun lenslerini ve yoğunlaştırıcısını fazlı olanlarla (Ph harfleriyle gösterilir) değiştirin;
Düşük büyütmeli bir lens takın. Kondansatör diskindeki delik halka şeklinde bir diyaframa sahip olmamalıdır ("0" sayısıyla gösterilir);
Işığı Koehler'e göre ayarlayın;
Uygun büyütme oranına sahip bir faz merceği seçin ve onu numuneye odaklayın;
Kondansatör diskini çevirin ve merceğe karşılık gelen halka şeklindeki diyaframı takın;