autorzy: grzegorz długaj aldona kwaśniewska krystyna zapart

Autorzy: Grzegorz Długaj

Aldona KwaśniewskaKrystyna Zapart

koniec

Całkowite wewnętrzne odbicie światła

Światłowody w medycynie

Endoskopy, laparoskop

Popularne zastosowanie światłowodów



Endoskopy,laparoskop

początek koniec

Prawa:

odbicia i załamania światła

12 <

1

2

prędkość światła

= prawo odbicia2sin

sin 1

prawo załamaniapromień padający

promień załamany

promień odbity

1

2

12 <

promień padający

promień załamany

Jeśli światło pada z wody na granicę ośrodków woda/powietrze pod kątem gr= 48°, to kąt załamania wynosi 90°.




początek koniec

Kąt graniczny

woda

powietrze


96°

Całkowite wewnętrzne odbicie zachodzi w ośrodkach,w których prędkość światła jest mniejsza od jego prędkościna zewnątrz.

W wodzie prędkość światła jest mniejsza niż w powietrzu,dlatego wszystkie promienie padające z wody na granicę ośrodków woda/powietrze pod kątem większym niż 48° (kąt graniczny), są od niej odbijane.

W szkle otoczonym przez powietrze kąt graniczny wynosi 43°.Światłowody w medycynie

koniecpoczątekEndoskopy,laparoskop

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia znalazło zastosowanie w światłowodach.

Cienkie włókna światłowodowe (o średnicach ok. 10÷200 m) mają idealnie wypolerowane powierzchnie czołowe.



początek koniec

Wiązka światła wnikająca do włókna nie może wydostać się na zewnątrz, nawet gdy włókno jest zakrzywione. Tłumienie sygnału świetlnego jest bardzo małe.





początek koniec

Światłowód

1 2>

1

2

płaszcz

rdzeń

Światłowody w medycynieKrótka historia diagnozowania chorób narządów wewnętrznych.

diagnozowanie chorób narządów wewnętrznych polegało na wykonaniu zdjęcia rentgenowskiego, po podaniu

choremu kontrastu. Badanie było mało dokładne, a pacjent dostawał

niepotrzebną dawkę promieniowania X;

Narządy jamy brzusznej

Całkowite wewnętrzne odbicie


początek koniec

natomiast wzierniki (endoskopy) stosowane w diagnostyce medycznej były sztywne, co ograniczało zakres

obserwacji.

Przed zastosowaniem światłowodów:

Pierwszy sztywny endoskop zbudował wiedeński lekarz Philip Bozzini w 1806r.Środowisko lekarskie nie zaakceptowało wtedy jego pomysłu, zarzucając mu zbytnią

ciekawość.

W 1960r. skonstruowano insufflator - urządzenie do utrzymywania stałego ciśnienia w jamie brzusznej (badanie endoskopowe wymaga wpompowania powietrza).

Endoskopia przy użyciu giętkich instrumentów rozwinęła się na początku lat 60-tych XX wieku, dzięki zastosowaniu

światłowodów.Na początku lat 80-tych XX w. wprowadzono miniaturowe kamery video,

które przekazując obraz narządów wewnętrznych na ekran monitora,umożliwiły zaangażowanie do zabiegu większej liczby specjalistów.

Krótka historia diagnozowania chorób narządów wewnętrznych.




początek koniec

Wzierniki medyczne o średnicy od 9 do 20 mm, zbudowane z włókien np. szklanych (światłowodów) noszą nazwę

Wprowadzenie giętkich endokopów (fiberoskopów)

zrewolucjonizowało diagnozowanie i leczenie wielu chorób narządów

wewnętrznych.


początek koniec






początek koniec

wzierniki do oglądania wewnętrznych jam ciała

giętkie -fiberoskopy

wzierniki z włókien światłowodowych zaopatrzone w źródło światła i układ optyczny,

sztywne(np. rektoskop),

zwykle także zaopatrzone w źródło światła i układ optyczny.

Fiberoskopyprzykłady

Laparoskop

ezofagoskop

gastroskop

duodenoskop

kolonoskop


przełyk

żołądek

dwunastnica

jelito grube

służy do wziernikowania jamy otrzewnowej.

początek koniecCałkowite wewnętrzne odbicie


Podsumowanie



początek koniec

Wykorzystanie światłowodów do oświetlenia badanego obszaru umożliwia stosowanie silnych źródeł światła (halogenowych 150 W i ksenonowych 300W).

Można fotografować wybrane miejsca.

Endoskopy umożliwiają:

oglądanie, diagnozowanie i usuwanie zmian chorobowych w narządach wewnętrznych bez operacji,

pobranie materiału do badania histopatologicznego,

wielokrotne powtarzanie tego typu badań niezależnie od wieku pacjenta,

skrócenie czasu badania,

skrócenie okresu pobytu w szpitalu.

Źródła informacji



początek koniec

„Fizyka dla uczniów liceów ogólnokształcących”, K. Chyla, Wyd. DEBIT 1999 r.

„Fizyka wokół nas”, Paul G. Hewitt, Wydawnictwo Naukowe PWN W-wa 2000 r.

„Encyklopedia naukowa dla dzieci i młodzieży”, Wyd. MUZA S.A. , W-wa 1999 r.

„Wiedza i Życie”, październik 2002 r.

INTERNET.

autorzy: grzegorz długaj aldona kwaśniewska krystyna zapart

Documents