Нефелометрія

Фотометричний метод визначення концентрації речовини в колоїдному розчині називають нефелометрією. Інтенсивність розсіяного світла в таких середовищах за певних умов пропорційна кількості частинок, концентрації розчину. Отже, за ступенем розсіяння можна визначити кількість частинок і концентрацію розчину.

З а будовою нефелометр схожий до колориметра, лише освітлення розчинів бокове (рис. 16.28).

Порівнюють яскравість світла, розсіяного частинками стандартного та досліджуваного розчинів,

У нефелометрі світло від джерела (лампочки) (Л), обмежене діафрагмою (Д), потрапляє на кювету (К) збоку. Спостереження здійснюють через окуляр (О), призму (П) та стовпчик (С), яким регулюють товщину шару розчину.

Метод ґрунтується на тому, що яскравість розсіяного світла прямо пропорційна концентрації частинок (кількості частинок в одиниці об'єму) і що світловий потік, який виходить із стовпчика колоїдного розчину та розсіюється, прямо пропорційний його висоті. Ця умова виконується лише за концентрацій речовини, які не перевищують співвідношення 1:4, що обмежує використання фотометричного методу.

Волоконна оптика. Ендоскопія

Ендоскопія — це огляд стінок органів або порожнин організму за допомогою оптичних приладів. Таким методом діагностують захворювання носоглотки, трахей і бронхів, шлунка, сечового міхура та ін. Для ендоскопії використовують спеціальні пристрої, які складаються а джерела світла та оглядової трубки. Джерелом світла є низьковольтна електрична лампочка, яка живиться від трансформатора і розміщена на кінці оглядової трубки. Трубка є оптичним приладом певної структури.

Поширення світла скляним циліндром пояснюється повним внутрішнім відбиванням, тобто світло, падаючи на внутрішню поверхню під кутом, більшим від граничного, багаторазово цілком відбивається і майже без втрат доходить до його кінця.

Результати досліджень свідчать, що чим тонший скляний циліндр, тим менші світлові втрати, тим частіше відбиваються промені і тим більше їх падає на внутрішню поверхню циліндра під кутом, більшим від граничного.

Якщо складемо разом велику кількість таких тонких скляних волокон і скріпимо їх, то отримаємо гнучкий світловод, яким може поширю­ватись світло навіть тоді, коли його скрутити. Проте за таких умов світло може переходити з одного волокна в інше при їх дотику. Для уникнення цього деякі скляні волокна покривають оболонкою зі скла з меншим показником заломлення, ніж має власне волокно. Тоді умова повного внутрішнього відбивання зберігається, а світлові втрати мінімальні. Якщо скласти деякі волокна так, щоб вони не перехрещувались, то утвориться "пакет" волокон, який називають регулярним або узгодженим. За його допомогою можна передавати не лише світло, а й зображення.

Якість зображення залежить від діаметра волокон та густини їх укладання. Уявімо, що деякі волокна внаслідок нагрівання "спеклись" і утворили багатожильну структуру. Тоді, нагрівши такий світловод та піддавши його деформації, отримаємо конічний світловод — фокон. Якщо його поставити звуженим кінцем на текст, то він буде зменшеним, а якщо перевернути — то збільшеним.

Досягнення медицини останніх років пов'язані з розробкою та використанням ендоскопів з волоконною оптикою. Це дало змогу розширити діагностичні та лікувальні можливості майже в усіх галузях медицини.

С учасні ендоскопи — це складні оптико-механічні прилади, які дозволяють проводити огляд внутрішніх органів і порожнин людського тіла, здійснювати діагностичні дослідження та лікувальні маніпуляції. До ендоскопів можна прикріпити фото- або кінокамеру, за допомогою яких забезпечується об'єктивність спостережень і реєстрація процесів у вигляді рухомих зображень. Під час ендоскопії використовують лазеро-терапію, кріодію, плівкоутворювальні препарати. Ендоскопічна хірургія ефективна для зупинки шлунково-кишкової кровотечі, видалення поліпів шлунка і кишок та ін. (рис. 16.31).

Перспективним напрямом ендоскопії є вико­ристання радіоізотопних методів діагностики і лікування. Датчики та радіоактивні препарати підводять до ділянки з патологією для дослідження функціонального стану внутрішніх органів.

Новим напрямом в ендоскопії стає ендоскопічна ультразвукова діагностика. Створений спеціальний локатор, який розміщують на дистальному кінці ендоскопа. Він дає змогу досліджувати серце, легені, підшлункову залозу, жовчні протоки і т. ін.

Для зупинки кровотечі з органів і судин використовують фотокоагуляцію лазерним випро­мінюванням. Лазерна коагуляція має багато переваг перед електрокоагуляцією: відсутність механічного контакту зі слизовою оболонкою, строге дозування

та рівномірний розподіл енергії у межах світлової плями, постійний візуальний контроль. Лазерне випромінювання передається кварцевим моно-волокном діаметром 400...600 мкм, розміщеним у фторопластовому катетері, який вводять через біопсійний канал ендоскопа. За допомогою ендоскопа вводять також гемостатичні препарати.

У хірургічній практиці бронхоскопи використовують і для діагностики, і для лікувальних маніпуляцій. Здійснюють санацію бронхів у післяопераційний період, лікувальну катетеризацію одиноких абсцесів легень із введенням лікарських препаратів. В особливо складних умовах вико­ристовують лапароскопію. Комплект лапароскопа складається із троакара з гільзою, оптичної труби, голки для накладання пневмоперитонеума, гнучкого світловода та освітлювача.

Лапароскопічна техніка та лікувально-діагностичні методи постійно удосконалюються, діапазон їх використання розширюється. Розроблена методика програмованої або динамічної лапароскопії, яка дає змогу за допомогою спеціального пристрою контролювати стан органів черевної порожнини протягом декількох діб. Цю методику використовують для діагностики і лікування гострих хірургічних захворювань, травм черевної порожнини і післяопераційних ускладнень.

3.3. Рекомендована література.

Перелік навчальної літератури:

Основна:

11. Л.Ф. Ємчик, Я.М. Кміт «Медична і біологічна фізика», сотр. 451-455, 458-461.

12. О.В. Чалий «Медична і біологічна фізика» стор. 531-539.

Додаткова:

1. А.Н. Ремизов «Медицинская и биологическая физика» стр. 471-476

3.4. Орієнтовна карта для самостійної роботи з літературою.

2)Заповнити таблицю.

№ п/п	Вид тканини	Деформації
	Калориметрія
	Нефелометрія
	Волоконна оптика
	Ендоскопія

3.5. Матеріали для самоконтролю.

3.5.1. Питання для самоконтролю:

1. На якому явищі ґрунтується дія світловодів?

2. Поясніть суть поляриметрії.

3. Поясніть механізм кольорового бачення.

4. Що називається кутом зору, роздільною здатністю ока, полем зору?

5. Що таке короткозорість та далекозорість та які існуютьспособи виправлення цих недоліків?

3.5.3.Задачі:

1. Сонячні промені, відбиті від поверхні води в ріці, виявилися цілком поляризованими. Під яким кутом до горизонту перебувало Сонце? Чому дорівнює кут заломлення променів?

2. Інтенсивність світла після проходження через поляризатор й аналізатор зменшилась у 4 рази. Визначіть кут між головними площинами поляризатора й аналізатора, якщо на поляризатор падає природне світло. Поглинанням світла знехтуйте.

3. Інтенсивність світла, що пройшло через аналізатор, становить 9% інтенсивності природного світла, яке падає на поляризатор. Визначіть кут між головними площинами Ніколя, якщо втрати світла під час його поглинання і відбивання в кожному ніколі 8% (від інтенсивності падаючого на них світла).

4. Око людини найбільш чутливе до зеленого світла ( = 0,55 мкм), для якого поріг чутливості ока становить 80 фотонів, що потрапляють на сітківку за 1 с. Якій потужності випромінювання відповідає цей поріг?

5. Концентрацію розчину цукру (водяного) визначається поляриметром. Якою є ця концентрація, якщо для встановлення початкової (без трубки з розчином) освітленості поля зору аналізатор поляриметра слід повернути на кут 20". Довжина трубки з розчином становить 1,5 см. Питоме обертання для розчину цукру дорівнює 1,14-10^-2 рад -м²/кг.