Индуктивность– индуктивные датчики. 3 страница

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-резонансная томография дала врачу возможность прижизненно изучать морфологию и биохимию хрящей и мяхкотканных образований опорно-двигательной системы. МРТ, например, показана при подозрении на разрыв связок и для исключения грыжи межпозвонкового диска. Очень широко МРТ используют в нейрохирургии и неврологии (старые травмы головного мозга, инсульты в поздней (!) стадии, подозрения на опухоли спинного и головного мозга и т.д.).

Во время проведения сканирования пациент находится в туннеле аппарата. В туннеле сканера хорошее освещение, и есть вентилятор, который обдувает больного и обеспечивает приток свежего воздуха. Исследование проходит от 30 до 60 мин. В комнату, где расположен сканер, нельзя вносить металлические предметы (часы, монеты, кредитные карты, телефоны) – сильный магнит сканера может их повредить, а получаемые изображения будут низкого качества из-за искажения магнитного поля.

МРТ противопоказана пациентам, страдающим клаустрофобией, и с инородными металлическими включениями (искусственные металлические суставы, пулевые осколки.

Билет17

1).Методы использования рентгеновских лучей в медицине.Рентгеновские лучи относятся к группе излучений, называемых ионизирующими. Эта их способность положена в основу измерения дозы облучения, получаемой человеком при рентгеновском облучении.Рентгеновские лучи используются в медицине и в терапевтических и диагностических целях.В терапевтических целях рентгеновские лучи применяют главным образом для уничтожения злокачественных образований (рентгенотерапия). В этом случае используют более мягкое рентгеновское излучение, т.е. менее проникающее и более поглощаемое излучение. В диагностических целях рентгеновские лучи применяются для просвечивания внутренних органов. Различают два варианта рентгенодиагностики: рентгеноскопия и рентгенография. В рентгеноскопии изображение рассматривают на рентгенолюминесцирую-щем экране, а в рентгенографии – изображение фиксируют на фотопленке. При рентгеноскопии вызывают свечение лучи, прошедшие через мягкие ткани, т.е. менее поглощенный пучок излучения, а плотные ткани, поглотившие излучение, дают темную тень. При рентгенографии лучи, прошедшие через мягкие ткани, менее поглощаются и, вызывая фотохимические реакции на пленке, дают более темное изображение, чем лучи, прошедшие через плотные ткани, они дают светлые изображения, так как интенсивность прошедших лучей настолько мала, что они не вызывают фотохимических реакции на пленке.

2) В микроскопе различают механическую и оптическую части. Механическая часть представлена штативом (состоящим из основания и тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объективов. К механической части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.

Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.

Рисунок 1. Устройство микроскопа

К механической части относится штатив, состоящий из основания и тубусодержателя. Основание служит опорой микроскопа и несет всю конструкцию штатива. В основаниимикроскопа находится также гнездо для зеркала или встроенный осветитель.

Тубусодержатель служит для крепления тубуса микроскопа - встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого(микромеханизм, микровинт) вертикального перемещения предметного столика или тубусодержателя

кронштейн для крепления предметного столика;

предметный столик, служащий для размещения препаратов и горизонтальногоих перемещения;

узел для крепления и вертикального светофильтров.

В большинстве современных микроскопов фокусировка осуществляется путем вертикального перемещения предметного столика с помощью макро- и микромеханизма при неподвижном тубусодержателе. Это позволяет установить на тубусодержатель различные насадки (микрофото и т.п.). В некоторых конструкциях микроскопов, предназначенных для работы с микроманипулятором, фокусировка осуществляется вертикальным перемещением тубусодержателя при неподвижном предметном столике.

Тубус микроскопа - узел, служащий для установки объективов и окуляров на определенном расстоянии друг от друга. Он представляет собой трубку, в верхней части которой находится окуляр или окуляры, а в нижней - устройство для крепления и смены объективов. Обычно это револьвер с несколькими гнездами для быстрой смены объективов различного увеличения. В каждом гнезде револьвера объектив закреплен таким образом, что он всегда остается центрированным по отношению к оптической оси микроскопа. В настоящее время конструкция тубуса существенно отличается от прежних микроскопов тем, что части тубуса несущие окуляры и револьвер с объективами, конструктивно не связаны. Роль средней части тубуса может выполнять штатив.
Механическая длина тубуса биологических микроскопов обычно составляет 160мм. В тубусе между объективом и окуляром могут располагаться призмы, изменяющие направление хода лучей и промежуточные линзы, изменяющие окулярное увеличение и оптическую длину тубуса.

Существуют различные взаимозаменяемые конструкции участка тубуса, несущего окуляры (прямой и наклонный) и различающиеся по количеству окуляров (окулярные насадки):

монокулярные - с одним окуляром, для наблюдения одним глазом;

бинокулярные - с двумя окулярами, для одновременного наблюдения двумя глазами, которые могут различаться по конструкции в зависимости от модели микроскопа;

тринокулярные - с двумя окулярами и проекционным выходом, позволяющие одновременно с визуальным наблюдением двумя глазами, проецировать изображение препарата соответствующей оптикой на монитор компьютера или другой приемник изображения.

Помимо тубусодержателя с тубусом к механической части микроскопа относятся:

кронштейн для крепления предметного столика;

предметный столик, служащий для размещения препаратов и горизонтального перемещения в двух перпендикулярных направлениях относительно оси микроскопа. Конструкция некоторых столиков позволяет вращать препарат. Вертикальное перемещение предметного столика осуществляется макро- и микромеханизмом.

приспособления для крепления и вертикального перемещения конденсора и его центрировки, а также для помещения светофильтров.

3).Воздействие электромагнитных полей.

Организм человека подвержен воздействию электромагнитных полей (ЭМП). Живые ткани испытывают биологические эффекты ЭМП. ЭМП взаимодействует только с такими физическими средами, в которых присутствуют свободные или связанные электрические заряды. В средах, содержащих заряды обоих типов, ЭМП создаёт и ток проводимости, и ток смещения, который при большой частоте поля становится значительным.

Взаимодействие магнитной и электрической составляющих ЭМП с организмом приводит к изменению характеристик биологической системы и усилению биологических эффектов. Это необходимо учитывать при резонансных явлениях. В радиобиологии все ЭМП подразделяются на два диапазона: низкой (до Гц) и высокой частоты (выше Гц).

Тело человека по отношению к низкочастотным ЭМП обладает свойствами проводника. Под действием внешнего поля в тканях возникает ток проводимости. Основными представителями свободных зарядов служат ионы. Длина ЭМВ низких частот многократно превосходит размеры человеческого тела, вследствие чего весь организм подвергается воздействию таких волн. Однако это действие на разные ткани не одинаково, т.к. они отличаются как по электрическим свойствам, так и по чувствительности к току проводимости. Наиболее чувствительна к индуцированному току проводимости нервная система. Он течёт преимущественно по межклеточной жидкости, т.к. её сопротивление меньше сопротивления клеточных мембран. Через плазмолемму нейронов протекает примерно тысячная доля тока проводимости. Этого недостаточно для возбуждения нейронов. Но со столь сильными низкочастотными ЭМП в окружающей среде человек и животные практически не встречаются. Повышая частоту этого поля до 200 Гц, можно возбуждать нервы и мышцы, но резкое увеличение тока служит биофизическим механизмом электротравмы.

билет18

1). Радиоактивное излучение. Структура ядра. Радиус ядра.Ядро атомов состоит из элементарных частиц - протонов и нейтронов, называемых нуклонами. В свободном состоянии протоны и нейтроны - самостоятельные частицы, но в ядре они могут взаимно превращаться и тогда рассматриваются как различные состояния одной и той же частицы. Число Z протонов в ядре равно атомному номеру элемента. Массовое число А – это целое число, ближайшее к атомной массе элемента (изотопа), выраженной в а.е.м..Число N нейтронов в ядре равно разности между массовым числом и атомным номером элемента (изотопа): N = A–Z. Радиус ядра определяется по приближенной формуле: R=1.5 -13, т.е. имеет порядок 10-13см (в 105 раз меньше порядка радиуса атома). Ядерные силы. Свойства ядерных сил. Модели ядерных сил.Нуклоны в ядре связаны особыми силами взаимного притяжения – ядерными силами.Природа ядерных сил недостаточно еще изучена, однако основные его свойства установлены достоверно. Ядерные силы – короткодействующиеЯдерные силы –сильнодействующиеЯдерные силы действуют между нуклонами независимо от их электрического заряда, как между двумя нейтронами, так и между нейтроном и протоном или двумя протонами.Ядерные силы имеют свойства насыщения, т.е. каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным числом окружающих его нуклонов, поэтому при увеличении числа нуклонов в ядре ядерные силы не возрастают, как это имеет место для сил электростатического отталкивания между протонами. По мере увеличения общего числа нуклонов в ядре, причем со значительным избытком нейтронов по отношению к протонам (N / Z> 1.6), устойчивость ядра ослабляется, вследствие чего у элементов последнего ряда происходит самопроизвольный распад, называемый радиоактивность.

2) Метод фазового контраста

Метод фазового контрастаи его разновидность — т. н. метод «аноптрального» контрастапредназначены для получения изображений прозрачных и бесцветных объектов, невидимых при наблюдении по методу светлого поля. К таковым относятся, например, живые неокрашенные животные ткани. Суть метода в том, что даже при очень малых различиях в показателях преломления разных элементов препарата световая волна, проходящая через них, претерпевает разные изменения по фазе (приобретает т. н. фазовый рельеф). Не воспринимаемые непосредственно ни глазом, ни фотопластинкой, эти фазовые изменения с помощью специального оптического устройства преобразуются в изменения амплитуды световой волны, т. е. в изменения яркости («амплитудный рельеф»), которые уже различимы глазом или фиксируются на фоточувствительном слое. Иными словами, в получаемом видимом изображении распределение яркостей (амплитуд) воспроизводит фазовый рельеф. Получаемое таким образом изображение называется фазово-контрастным.

Фазово-контрастное устройство может быть установлено на любом световом микроскопе и состоит из:

Набора объективов со специальными фазовым пластинками;

Конденсора с поворачивающимся диском. В нем установлены кольцевые диафрагмы, соответствующие фазовым пластинкам в каждом из объективов;

Вспомогательного телескопа для настройки фазового контраста.

Настройка фазового контраста заключается в следующем:

Заменяют объективы и конденсор микроскопа на фазовые (обозначенные буквами Ph);

Устанавливают объектив малого увеличения. Отверстие в диске конденсора должно быть без кольцевой диафрагмы (обозначенной цифрой "0");

Настраивают свет по Келеру;

Выбирают фазовый объектив соответствующего увеличения и фокусируют его на препарат;

Поворачивают диск конденсора и устанавливают соответствующую объективу кольцевую диафрагму;

Вынимают из тубуса окуляр и вставляют на его место вспомогательный телескоп. Настраивают его так, чтобы были резко видны фазовая пластинка (в виде темного кольца) и кольцевая диафрагма (в виде светлого кольца того же диаметра). С помощью регулировочных винтов на конденсоре совмещают эти кольца. Вынимают вспомогательный телескоп и вновь устанавливают окуляр.

Благодаря применению этого способа микроскопии контраст живых неокрашенных микроорганизмов резко увеличивается и они выглядят темными на светлом фоне (позитивный фазовый контраст) или светлыми на темном фоне (негативный фазовый контраст).

Фазово-контрастная микроскопия применяется также для изучения клеток культуры ткани, наблюдения действия различных вирусов на клетки и т. п. В этих случаях часто применяют биологические микроскопы с обратным расположением оптики - инвертированные микроскопы. У таких микроскопов объективы расположены снизу, а конденсор - сверху.

Поляризационная микроскопия

Поляризационная микроскопия – это метод наблюдения в поляризованном свете для микроскопического исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов). Таковыми являются многие минералы, зёрна в шлифах сплавов, некоторые животные и растительные ткани и пр. Оптические свойства анизотропных микрообъектов различны в различных направлениях и проявляются по-разному в зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них. Наблюдение можно проводить как в проходящем, так и в отражённом свете. Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор. Сообщенная ему при этом поляризация меняется при последующем прохождении света через препарат (или отражении от него). Эти изменения изучаются с помощью анализатора и различных оптических компенсаторов. Анализируя такие изменения, можно судить об основных оптических характеристиках анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптических осей и их ориентации, вращении плоскости поляризации, дихроизме.

3). УЗИ - УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА