optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · optisk āstarojuma izplat īšan ās dz...
TRANSCRIPT
![Page 1: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/1.jpg)
Optiskā starojuma izplatīšanās dzīvos audos
15. lekcija
RTU un LU starpaugstskolu maăistrantūras studiju modulis “Medic īnas fizika”L īgums 2006/0250/VPD1/ESF/PIAA/06/APK/3.2.3.2./0079/0007
![Page 2: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektromagnētisko viĜĦu optiskais diapazons
• Optiskais diapazons - 0.2 … 20 µm:– 0.4 … 0.7 µ – VIS (redzamā gaisma)– 0.2 … 0.4 µ – UV (ultravioletais starojums)– 0.7 … 20 µ – IS (infrasarkanais starojums)
• Gaismas duālisms– viĜĦu daba λ– daĜiĦas (fotoni)
• Parādības, ko apraksta ar gaismas viĜĦu teoriju– atstarošanās (refleksija)– laušana (refrakcija)– dispersija (spektri)– interference– difrakcija– polarizācija
![Page 3: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/3.jpg)
Optiskais starojums
Ietver• Redzamo gaismu:
λλλλ ~ 0.4...0.7mikroni0.4-0.5 µ:µ:µ:µ: violeta & zila0.5-0.6 µ:µ:µ:µ: zaĜa & dzeltena0.6-0.7 µ:µ:µ:µ: oranža & sarkana• Ultravioleto (UV) rajonu:
λλλλ ~ 0.2...0.4mikroni• Infrasarkano (IR) rajonu:
λλλλ ~ 0.7...20mikroni
1 µ µ µ µ = 0.001 mm 1 nm = 0.001 µµµµ
UV VIS IR 0.2 0.4 0.7 λ, µλ, µλ, µλ, µ
![Page 4: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/4.jpg)
Spektra krāsas
![Page 5: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/5.jpg)
Saules starojuma spektri
![Page 6: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/6.jpg)
UV-A, UV-B un
UV-C
![Page 7: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/7.jpg)
Gaismas atstarošana (refleksija)
• Atstarošanas leĦėis vienmēr ir vienāds ar krišanas leĦėi• Krītošie un atstarotie stari vienmēr atrodas vienā plaknē ar virsmas normālikrišanas punktā, neatkarīgi no atstarojošās virsmas īpašībām vai formas
1 2ϕ ϕ=
![Page 8: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/8.jpg)
Atstarota attēla veidošanās
![Page 9: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/9.jpg)
Refrakcija: staru laušana
![Page 10: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/10.jpg)
Gaismas laušanas likumi
• Snelliusa likums:
laušanas (refrakcijas) koeficients:
• Ja n1>n2 un
� virsma tikai atstaro (pilnā iekšējā atstarošanās jeb totālā refleksija � gaismasvadi – optiskās šėiedras,…)
1 212
3 1
sin
sin
nn
n
ϕϕ
= =
oi
i
cn
c=
1
21sin
n
n≥ϕ
![Page 11: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/11.jpg)
Optiskās šėiedras
![Page 12: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/12.jpg)
Gaismas laušanas koeficienti
![Page 13: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/13.jpg)
Gaismas dispersija
• Katram viĜĦu garumam atbilst cita laušanas koeficienta n – vērtība
• Dispersijas līkne: n = f(λ)
λ, µ
![Page 14: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/14.jpg)
Dispersijas līknes
![Page 15: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/15.jpg)
Spektru veidošanās
∑ +++=→i
io ...321 λλλλλ
![Page 16: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/17.jpg)
Varavīksnes krāsas
![Page 18: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/18.jpg)
Gaismas interference
• Interference ir viĜĦu pārklāšanās; parasti novēro, ja ir 2 avoti
• Gaismai var radīt interferences priekšnoteikumus arī ar 1 avotu (priekšrocība - tas pats starojuma spektrs, pilnīgi vienādas frekvences)
![Page 19: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/19.jpg)
Biprizma
![Page 20: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/20.jpg)
Interferences aina
• Maksimumi:∆l – staru gājumu diference
(optisko ceĜu starpība)
n = 1, 2, 3, …
• Minimumi:
• Tehniskie pielietojumi –mikroskopisku nobīžu kontrole, optiskie sensori
λ⋅=∆ nl
2)12(
λ+=∆ nl
![Page 21: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/21.jpg)
Piemērs no dabas – krāsu spēles eĜĜas
plēvītēs
![Page 22: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/22.jpg)
Baltas gaismas interference Junga dubultspraugā
λ⋅=∆ nl
![Page 23: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/23.jpg)
Gaismas difrakcija
![Page 24: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/24.jpg)
Difrakcija aiz cauruma ekrānā un ap šėērsli (pilienu)
Piemērs – Saules aptumsums
![Page 25: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/25.jpg)
Optiskā izšėiršanas spēja
• Katrs ietvars/diafragma optiskajos aparātos izraisa difrakciju, kas nosaka mikroskopu u.c. izšėiršanas spēju .
![Page 26: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/26.jpg)
24.6 Diffraction GratingA diffraction grating consists of a large number of equally spaced narrow slits or lines. A transmission grating has slits, while a reflection grating has lines that reflect light.
The more lines or slits there are, the narrower the peaks.
![Page 27: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/27.jpg)
Difrakcijas režăi
Nolieces leĦėi nosaka viĜĦu garums:
![Page 28: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/28.jpg)
Difrakcijas režăi
![Page 29: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/29.jpg)
Spektrometrija
![Page 30: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/30.jpg)
Elektromagnētisku viĜĦuizplatīšanās
• Gaismu izstaro miljoni atomu/molekulu (dipoli), katrs dipols telpā ir citādi orientēts, E-vektoru plaknes uz visām pusēm �sajaucas• Tā ir dabīga jeb nepolarizēta gaisma
![Page 31: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/31.jpg)
Polarizēta gaisma
• Ar polarizācijas filtru (polarizatoru) no kopējā starojuma var izfiltrēt to daĜu, kam E-vektori svārstās vienā plaknē
• Šādu starojumu (gaismu) sauc par polarizētu.
• Krustoti ideāli polarizatori izejā dod nulles intensitāti
![Page 32: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/32.jpg)
Polarizatora-analizatora sistēma
• Malī likums: I2 = I1 cos2 φφφφ• Starojuma polarizācijas pakāpe:
( ) ( )( ) ( )
2 2
2 2
max min, %
max min
I IP
I I
−=
+
![Page 33: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/33.jpg)
Polarizatoru veidi
• Plēves ar īpašu mikrostruktūru -orientētu polimēru ėēdēm
• Jebkura atstarojoša virsma• Gaismas laušanas situācijā, īpaši
pie Brjūstera leĦėa: tg ααααB = n2 / n1
• Dubultlauzošie kristāli vai īpaši salīmētas prizmas
• Dažas vielas stipros ārējos laukos (uzspiestā anizotropija)
![Page 34: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/34.jpg)
Jebkura atstarota gaisma ir polarizēta
![Page 35: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/35.jpg)
LCD ekrāni
![Page 36: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/36.jpg)
Gaismas izkliedeλ
d – izkliedētājaizmērs
d << λ 4
1~izklI
λ Releja izkliede
d > λ )(λfI izkl ≠ Baltā izkliede (mākoĦi)
Kāpēc dienā debess ir zila?
sz λλ < )()( sIzI izklizkl >
![Page 37: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/37.jpg)
Atmosfērā izkliedētā gaisma ir arī daĜēji polarizēta
![Page 38: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/38.jpg)
Gaisma dzīvajos audos• Visi audi, izĦemot aci, ir
gaismu izkliedējoši un daĜēji caurspīdīgi – kā atšėaidīts piens
• Gaisma var iespiesties zem audu virskārtas un var tos caurstarot (lukturītis mutē)
• Optiskā starojuma absorbcija un izkliede audos notiek vienlaicīgi
• Cilvēka ėermeni veido audu kombinācijas, kam raksturīga anizotropija
![Page 39: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/39.jpg)
Starojuma izplatīšanās audos
![Page 40: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/40.jpg)
Galvenais: kurš process dominē
Optiskā starojuma izplatīšanos audos nosaka dominējošais no diviem procesiem:
a - absorbcija(gaismas zudums),
b - izkliede(difūzs starojums)
![Page 41: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/41.jpg)
Audu absorbcija• Starojuma fotonus absorbē
šūnu sastāvdaĜas (H2O, proteīni) un ārpusšūnu pigmenti
• Absorbcija atkarīga no starojuma viĜĦu garuma – to nosaka attiecīgais absorbcijas spektrs
• Varbūtība fotonam izspiesties cauri audu slānim ar biezumu x: T = N/N0 = exp(-µµµµax),
µµµµa– absorbcijas koeficients
A B µµµµa
wavelength λλλλ AUDU SLĀNIS
ΝΝΝΝΟΟΟΟ x N
![Page 42: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/42.jpg)
Izkliede audos• Neabsorbētie fotoni var
tikt izkliedēti • Izkliedētāji – mikrodaĜiĦas
un lokālas nehomogenitātes
• Katrā izkliedes aktā izmainās fotona virziens
• Neizkliedēto (“izdzīvojušo”) fotonu skaits starojuma krišanas virzienā:
N = N0exp(-µµµµsx),µµµµs– sizkliedes koeficients
Audi Audu slānis
ΝΝΝΝΟΟΟΟ x N
![Page 43: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/43.jpg)
– Laušanas koeficienta atšėirības starp šūnu membrānām un šūnu iekšējo vai starpšunu šėidrumu;
– Laušanas koeficienta atšėirības starp šūnas iekšējo šėidrumu un dažādiem šūnas organoīdiem;
– Starojuma izkliede dažādu šūnu un starpšūnu šėidrumos izšėīdušajās daĜiĦās;
Nehomogenitātes šūnu līmenī
![Page 44: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/44.jpg)
Izkliede• Apskatot starojuma izkliedi dzīvajos audos,
visbiežāk izmanto divas teorijas :
1) Reilija teorija – apskatot izkliedi, ko rada šūnu šėidrumos izšėīdušās daĜiĦas;
2) Mī teorija – apskatot šūnu organoīdu un ieslēgumu radīto izkliedi;
![Page 45: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/45.jpg)
Reilija izkliedes teorija
• Izmanto apskatot starojuma izkliedi pret daĜiĦām, kuru izmēri stipri mazāki par λ;
![Page 46: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/46.jpg)
Reilija izkliedes teorija• Izkliedētā starojuma intensitāti var aprēėināt :
n – daĜiĦu daudzums molos, kas ir izšėīdinātas tilpumā V, L – avogadro skaitlis
r – attālums no izkliedes vietas
αp – daĜiĦu polarizējamība (αp = ((np/nm)2–1)/((np/nm)2 + 1) R3 , kur np – daĜiĦas un nm –vides laušanas koef. R – daĜiĦas rādiuss
θ - novērošanas leĦėis
![Page 47: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/47.jpg)
Mī teorija• PieĦem, ka daĜiĦas ir sfēriskas;
• Izmanto gadījumos, ja izkliedējošās daĜiĦas rādiuss stipri lielāks par λ; A – daĜiĦas šėēluma
laukums
σs – efektīvais šėēluma laukums
Qs– iedarbības koef.(atkarīgs no viĜĦa garuma un laušanas koeficientu attiecības
Izkliedes koeficients šėīdumam :
µs = A * Qs N/V
![Page 48: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/48.jpg)
Reilija un Mī teorija –intensitātes salīdzinājums
![Page 49: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/49.jpg)
Šūnas iekšējā uzbūve
lizosoma
mitohondrijs
goldži komplekss
vakuola
šūnas kodols
kodola apvalks
ribosomas
![Page 50: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/50.jpg)
Šūnu sastāvdaĜu izmēri
![Page 51: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/51.jpg)
Šūnu komponenšu laušanas koeficienti
![Page 52: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/52.jpg)
Spektrālās īpatnības audos: “terapeitiskais logs”
• Mīksto audu absorbcijas spektrā ir tipisks iekritiens
• Pie augstām µµµµavērtībām praktiski visi fotoni tiek absorbēti
• Pie zemākām µµµµavērtībām izkliede kĜūst par dominējošo mehānismu
• “Terapeitiskais logs”:0.6 µ < λ < 1.3 µµ < λ < 1.3 µµ < λ < 1.3 µµ < λ < 1.3 µ
µ µ µ µa Augsta absorbcija
Augsta Zema izkliede absorbcija λλλλ1111 λλλλ2222 λλλλ Terapeitiskais logs
![Page 53: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/54.jpg)
Terapeitiskais logs tuvplānā
![Page 55: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/55.jpg)
Dažu audu optiskie raksturlielumi
0.97401.0633Muskulis (cūkas)
0.961780.31064Miokards
0.693940.35635Dzemde
0.86471.51064Prostata
0.90242391064Aorta
0.811872.7633Dermis
0.954143.2630Nieres
0.901345.01064Smadzenes (pelēkā viela)
0.874703.21064
Smadzenes (baltā viela)
gµs, cm-1µa, cm-1λ, nmAudi
![Page 56: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/56.jpg)
Cik dziĜi?
![Page 57: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/57.jpg)
Optiskā starojuma iespiešanās audos
• Vidējais iespiešanās dziĜums δδδδ (līmenī 1/e no sākotnējās intensitātes) ir atkarīgs tikai no viĜĦu garuma
• DziĜākos slāĦos nonākušo fotonu skaits pieaug, palielinot apstarojuma intensitāti
• Tipiskas δδδδ-vērtībaspie viĜĦu garuma 1.06 µµµµ:- āda: ~ 2-3 mm- mīkstie audi: ~ 5-6 mm
![Page 58: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/58.jpg)
FLUORESCENCE
Energy Absorptionof excitation photon
Fluorescence emission
![Page 59: Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos · Optisk āstarojuma izplat īšan ās dz īvos audos 15. lekcija RTU un LU starpaugstskolu ma ăistrant ūras studiju modulis](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c772f9409d3f2a94e8b8ec0/html5/thumbnails/59.jpg)
Kopsavilkums: gaisma audos
Absorption
TransmissionScattering
HeatFluorescencePhotochemistry
Scattering by moving particlesLaser Doppler imaging (LDI)