9 Фотоплетизмография в исследованиях медико-биологических объектов
Для глубокого и всестороннего изучения свойств объектов фотометрическими методами целесообразно рассматривать физические (иногда и физико-химические) явления взаимодействия оптического излучения со средой. Этому вопросу посвящена следующая глава. Однако, в ряде практически важных случаев, фотометрические исследования дают важные сведения об объекте, опираясь лишь на факт отражения или экранирования части оптической энергии. Примером такого метода служит фотоплетизмография, распространенная в медицинской практике для контроля пульса, артериального давления, дыхания и иных клинических характеристик. Плетизмография (от греч. plethysmos – увеличение) – это регистрация увеличения объёма органа в результате прихода в него крови.
Примером такого метода служит фотоплетизмография.
Фотоплетизмография – оптический метод регистрации изменений размеров объекта, в частности объема тела, вызываемых пульсовыми, дыхательными или другими процессами в организме. Измерения проводятся в проходящем потоке: излучение фокусируется на границе тело – воздух. Например, в результате кровенаполнения сосудов по ходу пульсовой волны, увеличивается площадь, экранирующая световой поток.
Схема прибора фотоплетизмографии.
2 
3 ∆Р
4
1
*
Очевидно
Откуда
,
где δV
– изменение сигнала фотоприемника,
Временная диаграмма фото сигнала позволяет определять частоту изменения размеров.
V
δV
V
Т
t
Задачи к теме 1.
Задача 1. (п.1). Рассчитать и обозначить на шкалах частот, длин волн и энергий квантов в [эВ] границы видимого диапазона для вакуума и для стекла (n=1,7).
Задача 2. (п.1). Рассчитать и обозначить на шкалах частот, длин волн и энергий квантов (в [эВ] и в [Дж]) верхнюю и нижнюю границы ИК-диапазона для вакуума и для стекла (n=1,5).
Задача 3 (п.4) Определить световой поток Фυ [Лм], создаваемый лазерным источником мощностью 2 Вт на длине волны 0,65 мкм.
Задача 4 (п.4) Определить световой поток Фυ [Лм] от источника с равномерной спектральной характеристикой светимости в диапазоне 0,5 – 0,58 мкм, излучающего 2 Вт оптической мощности.
Задача 5 (п.4). Излучатель мощностью 10 мВт создает равномерное излучение угловой расходимостью 150 на длине волны 0,62 мкм. Найти создаваемую им освещенность в энергетических и в визуальных единицах на расстоянии 1,5 м.
Задача 6 (п.5 и п.6). Определить погрешность измерения освещенности, если измерены значения потока Ф, и площади Рпр, соответственно, с погрешностями σф и σр.
Задача 7 (п.5 и п.7). Составить исходные уравнения и вывести формулу для определения силы света удаленного источника по результатам измерений освещенностей на двух расстояниях, отличающихся на δl
Задача 8 (п.5 и п.7). Определить погрешности измерения силы света, если измерена и освещенность E на расстояние от источника l, соответственно, с погрешностями σе, σl.