Laser Interferometrija - Laser diagnostika v biologiji in medicini

Poglavje 4
Interferometričnim in holografski metode DIAGNOZA
V tem poglavju so metode se uporabljajo predvsem za bistvu prozornih bioloških predmetov, ki vključujejo prvi optični očesnega tkiva. Poleg tega, da interferometričnega metodami, predvsem laserske interferometrije in peg interferometrija, ena od pomembnih značilnosti je, da jih uporabljajo kot mrežnici človeške oči analizatorja.
4. li Laser interferometrijo
Laser retinometer. Klasične metode preiskave funkcije človeškega se zmanjšajo za določanje ostrine vida in vidnega polja, ki je v veliki meri odvisna od stanja na pregleden medijev očesa. To prihranil od te metode določanja mrežnice ostrine vida (vrtnice), ki omogoča, da določi resolucijo sposobnosti mrežnice je. Ko je retinometer laserski žarek razdeljen na dva žarki približno enako intenzivnostjo in jih neposredno v oko, tako da se prekrivajo na mrežnici. Kot posledica superpozicije koherentnih žarkov, oblikovanih na mrežnici vzorec motenj v obliki trakov. Učinek lomom o številu pasov, je v veliki meri izključena, če sta oba nosilci usmerjena v vozlišča ravnini očesa (sl. 4.1). Razdalja med dvema sosednjima maksimumov vzorec motenj na mrežnici se določi s formulo
(4.1)
gde`2 / - razdalja med dvema virov v vozlišča ravnini oči, D - povprečna oddaljenost od igralcev ravnine oči na mrežnici, - dolžina laserskega sevanja val.
Normalno ostrina vida je opredeljena kot kotne ločljivosti očesa. V tem primeru je

Sl. 4.1. Fokusiranje laserskih žarkov na retinometer dva primera širini interferenčnih pasov v fundusa 1 - leče 2 - roženice, 3 - leča 4 - retina, 5 - slike na fundusa
označen z gostoto interferenčne proge na stopnjo zorni:
(4.2)
Gostota vrstic ni odvisna od razdalje med vozlišča ravnino očesa in mrežnico, tako da je enako na obeh očesih, s sorazmerno in nesorazmerne količnik. Za oči z sorazmerni lom prekrivni tramovi je popolna, medtem ko Nesrazmjeran lom žarkov na mrežnici razhajajo in se prekrivajo le delno opazili. Vendar v praksi je ta učinek ponavadi zanemariti, saj tudi če ametropia DR 15 Dioptrijo tramovi prekrivanja področje, v katerem obstajajo proge, zmanjša samo za 2 ° [1]. To dejstvo določa nedvomno prednost postopka retinometer, ker je postopek za ugotavljanje ROSE nespremenljiva za vsako oko. Omeniti je treba tudi, da je metoda določanja kbd lahko zelo učinkovito v prisotnosti motno optične medije očesa, zlasti v katarakte leče.
Če primerjamo vrtnice z ostrino vida, optotypes določi mizo, je treba imeti v mislih predvsem
kotna širina trakov. Pri tem se upošteva, da je kotno ločljivost očesa v 1 loku. min vida velja enako enem [2]. Naj ah - kotna razdalja med pasovih, S - kotna širina traku, medtem ko je gostota pasov na stopinj N = l / AU in vida na predpostavki enake širine svetlimi in temnimi pasovi V = l / S = 2aj. Tako je ostrina vida, ki je enaka enemu, s = l, je gostota pasov na zorni usklajena z do 2 ogljika. min ali 30 trakovi na stopnjo, ki ustreza normalni vida določi iz tabele optotypes. Običajno, ko je pacient sposoben razlikovati retinometer trak s kotnim širino manjšo od enotnosti, kar je predvsem posledica dejstva, da se določi smer pasovih je lažje razlikovati od optotype mizo, ki ima bolj zapleteno konfiguracijo. Zato je v literaturi vrtnic enoto najpogosteje sprejeto vrednost, kije enaka 33 pasov na stopnjo vidnega polja [3].
Kot je razvidno iz eksperimentalnih študij in analizo podatkov iz literature, napravo za določanje ROSE - morajo retinometer izpolnjevati naslednje zahteve. Prvič, določitev treba zagotoviti ROSE jasno in stabilno motnje Fringe vzorec na fundusa, drugič, naprava se zagotovi nadzor dojemanje&rdquo- bolnikov resice smeri, ki se navadno uporabljajo napravo, ki omogoča, da spremeni smer trakov pri 180 °. Poudarek laserskega sevanja, seveda, je najbolje, da se pod nadzorom špranjsko svetilko, kar je še posebej pomembno v prisotnosti motnosti v očesno lečo bi našli mikroskopske vrzeli v njej. ROSE območje merjenja mora biti v 0.01-1.5, vidno polje - 5-6 °.
Različne sheme retinometer laserja, ki se uporabljajo v poskusne in klinični praksi, so podrobno opisane v [5]. Naprava za določanje vrtnica, se je razširil v SZ proizvaja podjetje Rodens.tock (ZRN) [3]. Zgrajen je na osnovi niza ravnih vzporedno ploščami, ki delujejo kot motenj elementov (sl. 4.2). Svetloba iz laserskega / površine osredotoča na ravnino, vzporedno ploščo 3, leča 2. stekla 2 in 6 tvorita teleskopsko sistem z 20-kratno povečanje, ki omogoča, da naprava prejme vidno polje najmanj 5 °. Ravnina plošče 3 različnih debelin so razporejeni na disku med vrtenjem, urejene v povišale merilno območje.
Dove Prizma 4 služi za spremembo smeri interferenčnih pasov.

Sl. 4.2. Shema retinometer trdno Rodenstock (ZRN) [3]
Retinometer strukturno nahaja na špranjsko svetilko, mikroskopom na 5, nastane sevanje usmerimo preko izhodno lečo mikroskopa. Prednosti naprave - enostavno oblikovanje, majhna velikost in teža, kakor tudi njegova lega na špranjsko svetilko, ugotovi razširjeno tako retinometer v medicinski praksi.

Sl. 4.3 Shema-1 analizator Arola
Vendar pa možnost samo in ROSE diskretna merjenja tehnološke težave pri pridobivanju tanke plošče pod 0,1 ROSE opredeliti omejiti njeno uporabo, predvsem za raziskave.
Uporaba Fresnelova biprism za ločevanje laserskega žarka pustimo, da se ustvari naprava pogosto uporablja v kliničnih študijah prvi pilotni razvijanju metod za določanje vrtnic [4].
Laserski retinometer ARL-1 (mrežnica lasersko analizatorja) omogoča nemoteno spreminjanje širine robu interference z nizom klinasto oblikovanih plošč, dane na rotirajoči disk [5]. Ta naprava ponuja široko paleto meritev v območju 0,03-1,2 ROSE, veliko vidno polje - 8 °. Veliko področje možne namenom uporabe APJ1-1 analizator za spodbujanje mrežnice tkiva s stalnim spreminjanjem širine interferenčnih pasov, t. E. Priprava in priporočajo kot terapevtsko. Opozoriti je treba, da so odsotnost zanesljivih vizualne kontrole žarkov vstopnih točk v bolnikovo oko in relativno velik obseg slabosti naprave.
Analizator mrežnice vizualno APOJI-1 je brez slabih naprav, kot je opisano zgoraj. Najprej je zasnovana kot predpona standardne špranjsko svetilko brez njegovega modernizatsii- drugič, za razliko od retinometer trdno RODENSTOCK, omogoča naprava nenehno spremeniti širino robu motenj v 60 1,8 premoga. min, kar ustreza spremembi ostrine vida, ki jo določa tabele optotypes, 0,01-1,2 oz. Prisotnost manipulatorjem omogoča učinkovito uporabo naprave za določanje in rose znatno motnosti očesnega tkiva z iskanjem pod nadzorom špranjsko svetilko mikroskopskih preglednih odsekov.
Optično vezje Arola analizator 1 so prikazani na sl. 4.3. Na optične osi aparata so zaporedno razporejena: Ne - Ne laserski tipa 1 N-66- teleskop tvorjen z lečami 2 in 3- Jamin interferometra (ravnini vzporedni plošči) 5. V eni od interferometrom vej optični klin s spremenljivo lomnega kota, ki ga sestavljata dva leče: plan-konkavna 6 in plan-konveksna 7, sestavni deli v višini vzporedni plošči. Leča 7 je mogoče premakniti glede na objektiv 6 v ravnini, ki je pravokotna na ravnino risbe. Naslednja vzdolž optične osi so: leča izvedena z lečami 8 in 9 ter vrtljivim ogledalom manipulatorjem 10. Vsi elementi retinometer optičnega vezja nameščena v enem ohišju in so pritrjeni na mikroskop špranjsko svetilko mikroskopom 11. Špranjska svetilka ravnini predmeta se vstopna pupila pacienta 13. Za Dušenje laserske moči, da varno raven služi atenuator 4. Dove prizma 12 omogoča spremembo smeri interferenčnih pasov 180 °.
Odstopanje ah eno od laserskih žarkov je odvisen od premestitve D iz osi objektiva 7 in je podana z ax = arctg (DIF), kjer je F - goriščna razdalja leče. Tako je gibanje glede leč v objektivu 6, 7 more spremeniti razdaljo med sekundarnih virov
na roženici in s tem širino robu motenj na mrežnici.
Trenutno določitev ROSE postala "rutinsko" metoda diferencialno diagnozo funkcionalne sposobnosti očesa, ki je prejela prek retinometer informacij je na voljo na drugih diagnostičnih metod. ROSE HD omogoča napovedati rezultate kirurško in konzervativno zdravljenje refraktivnih napak, napak optičnega aparata očesa in mrežnice bolezni, vključno akutnih motenj obtočil v mrežnici arterij, kot tudi primarne in nezrele katarakte. Šele, ko je gosto travmatične sive mrene in zrele senilne katarakte, kot tudi intenzivno vseh meritev motnost roženice ROSE običajno ni mogoče zaradi velike sipanja laserskega sevanja.
Merjenje debeline roženice. Razvoj metod laserske interferometričnega za merjenje debeline roženice je še posebej pomembno v zvezi s širjenjem v medicinski praksi delovanja keratomom, s katerimi spreminja ukrivljenost roženice in s tem lomni oko, v primerjavi z metodami, ki so trenutno v uporabi, ki jih zagotavljajo večjo natančnost, velik ločljivost in razdalje meritve prostorske.
Upoštevajte en tak način, pri kateri usmerjen pramen ne-Ne laser (X = 632,8 nm) se kaže s sprednje in zadnje površine objekta. Prijava na primer na ploščo trak širine vzorec motenj, ki ga tvorijo odboj laserskih žarkov iz zadnje in sprednje površine roženice, se lahko določi debelina roženice. Naj bo roženica zmanjša intenzivnost laserskega žarka / 0, in iz njene sprednje in zadnje površine odbito intenziteto tramovi in ​​če / g (sl. 4.4). Nato ob predpostavki okroglim roženice plastjo, debeline lahko zastopali [8]
(4.3)
kjer Rp - polmer ukrivljenosti roženice *

N - lom indeks roženice, / 0 - oddaljenost od roženice na zaslon, S - interferendionnoy širina traku, - vpadni laserskega sevanja na zunanji površini roženice.

Sl. 4.5. Vožnja instrument za merjenje debeline roženice
Sl. 4.5 kaže shematski prikaz naprave za določanje debeline roženice. Svetlobnega žarka ne-Ne laser 1 po ekspanziji do premera 10 mm teleskopski 2 je osredotočena z lečo 3 na zunanji površini roženice pod kotom 45 ° glede na os roženice 4. od zunaj in odbija nazaj površino dve gredi, ki vplivajo drug na drugega, in interferenco slika projekcijah

Sl. 4.4. Shema odboj svetlobe s površine roženice
Objektiv 8 na Vidikon kamero 9. filter vmešavanje 6 in polarizator 7 se uporabljajo za odpravo ozadju svetlobe in tuje bleščanja Dove prizme 5 in lečo
- usmerjati in se osredotočiti interferenčnih prog na Vidikon. Celotna konstrukcija naprave je nameščena kot prilogo v špranjsko svetilko, pod nadzorom mikroskop 1C ki natančno fokusiranjem sevanja na roženice očesa in merilna točka zahtevanih toleranc.
Signal iz video ojačevalec TV monitor, ki je na voljo za obdelavo signalov enote, sestavljen iz izbora blok linijo in televizijskem zaslonu, in nadalje na mikroračunalnika. Mikro-računalnik oddaja informacije usklajevanje in rezultate meritev na aparat za tiskanje. Ti testi so pokazali obetavne napravo, njegova uporaba v klinični praksi, je roženice razpon za merjenje debeline 0,5-1 mm z napako meritev ni slabši od 0.5-1.0%.