predmet :

ZÁKLADNÉ DIAGNOSTICKÉ METÓDY V MEDICÍNE

    prednášajúci :  Prof. Mudr. Jakuš 
Fyzikálne diagnostické metódy - optické a optoelektrické

Mikroskopia - klasický svetelný mikroskop zväčšuje predmety - bunky živočíšne, rastlinné (od 0,1 mm do 0,2 um t.j od 10-4 - 10-7 m) tak, že sa tieto presvecujú svetlom. Mikroskop umožňuje pozorovať dva predmety, ktoré sú od seba vzdialené menej než 73 um, zatiaľ čo ľudské oko rozlíši dva body ako dva len ak sú od seba vzdialene viac než 73 um (a zvierajú uhol 1 minúty). 
Mikroskop teda zväčšuje zorný uhol predmetov. Mikroskop pozostáva z dvoch sústav spojných šošoviek nazvaných OBJEKTÍV a OKULÁR (spojky) a z tzv. KONDENZORU, ktorý umožňuje správne osvetlenie pozorovaného preparátu, ktorý sa vkladá pod objektív. Celkové zväčšenie mikroskopu je súčin zväčšenia objektívu a okuláru. Rozlišovacia schopnosť svetelného mikroskopu je okolo 0,6 um pre tzv. suché objektívy a cca 1,5 um pre tzv. imerzné objektívy. Pozorovaný obraz predmetu je skutočný, prevrátený a zväčšený. Použitie - všestranné v laboratóriách - v patologickej anatómii pri dg. chorobne zmenených tkanív získaných chirurgom z biopsie pri operácii, v súdnom lekárstve, ale aj pri počítaní krviniek, aglutinácia, etc.

Varianty optického mikroskopu 
-
stereomikroskopia, (operačný mikroskop)-automatické zaostrovanie. 
- projekčné mikroskopy s PC (mikrokinematografia)
- fázovo-kontrastný mikroskop
- interferenčný mikroskop
- polarizačný mikroskop ( svetelný mikroskop + polarimeter)
- ultrafialový a fluorescenčný mikroskop
- laserový rastrovací mikroskop
- optický scanovací mikroskop (Cosmic Flying Spot) - farebný riadkovací mikroskop v spojení s PC, obraz sa vytvára nie naraz, ale postupne z pixelov, výborná rozlišovacia schopnosť a kontrast.

Optická koherenčné tomografia: nová neinvazívna dg. zobrazovacia metóda. Podobá sa 
ultrazvukovému zobrazeniu. Namiesto ultrazvuku sa tu používajú 2 zväzky IČ svetla s ?= 1300 
nm, 1 referenčný, druhý je odrážaný zrkadlom do tkaniva a spätne sa prijíma. Rôzna veľkosť 
odrazu IČ zväzku vedie k jeho fázovému posunu, čo je detegované interferometricky. Signál z 
interferometra je digitalizovaný. Metóda umožňuje získať na obrazovke tomogram tkaniva s 
prienikom do hĺbky do 5 -7 mm. Metóda je veľmi citlivá, s vysokým rozlíšením cca 10 um (čo je 
5 x viac ako najlepšia Sonografia). Použitie: namiesto biopsie tkanív)

Elektrónový mikroskop schopný zobraziť predmety v submikrospkopickej oblasti (od 10-6m - 
10-9m teda rádove od um po nm). Na presvecovanie preparátu sa využíva nie svetlo, ale prúd 
urýchlených elektrónov, ktorých zdrojom je tzv. elektrónové delo (nahrádza kondenzor). Prechod 
elektrónov sa ovláda magnetickými šošovkami, ktoré ako spojka fokusujú elektróny do ohniska. 
Elektróny prechádzajú rovnobežne cez veľmi tenkú vrstvu (desatiny nanometru) pozorovaného 
preparátu. Zväzok elektrónov prechádza vo vákuu a ohýba sa. Na objektíve sa vytvára zväčšený 
obraz predmetu (napr. bunkoveho jadra, alebo mitochondrie, baktérie alebo vírusu). Tento obraz 
vytvorený elektrónmi ďalej zväčšuje okulár, ktorý sa u elektrónového mikroskopu volá projektív, 
pretože premieta obraz na fluorescenčnú platňu, fotogr. papier alebo na tienidlo mikroskopu, z 
ktorého sa obraz môže snímať videokamerou a prezerať na TV obrazovke. Maximálna 
rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu je rádove 0,5 nm., čo zodpovedá veľkosti 
väčších molekúl.
Varianty elektrónového mikroskopu:
- transmisná elektrónová mikroskopia
- rastrovacia (skanovacia. riadkovacia) elektrónová mikroskopia zobrazuje preparát 
(fixovaný pokovovaním) tak, že elektrónový zväzok beží po preparáte po riadkoch. 
Elektróny mapujú povrch preparátu a sú zachytávané detektorom. Na monitore vzniká 
dojem 3 - rozmerného obrazu preparátu.

Akustický riadkovací mikroskop - na zobrazovanie využíva ultrazvuk s f= 1,5 Ghz. Pri šírení 
tkanivom rýchlosťou 1550 m/s je ?=1um. Ultrazvuk je vyrábaný v piezoelektrickom meniči, fokusovaný na šošovku a po odraze tou istou šošovkou prechádza do detektora (princíp ako u zobrazovania ultrazvukom). Ultrazvuk prechádza do hĺbky až desiatok um, a to aj u preparátov, ktoré sú nepriestupné pre svetlo, alebo elektróny. V medicíne - vyšetrenie mechanických vlastností šliach a svalov a kostí - vyšetrenie denzitometria - pri osteoporóze ako prídavok rtg. zobrazovacích metód. V priemysle - deteskopia chipov...


Endoskopy - optické prístroje na vyšetrenie prirodzených telových dutín (nos, dých.cesty, močový mechúr, pošva, konečník...) alebo chirurgicky vytvorených otvorov (brucho, hrudník, kÍby). Fyzikálny princíp - odraz a lom svetla. 
Rozlišujeme: Endoskopické zrkadlá (otoskop, oftalmoskop, rinoskop, laryngoskop, kolposkop = dve lyžicovité pošvové zrkadlá, na ktorých sa zobrazuje maternicový čípok).
Endoskopy s pevnými tubusmi (bronchoskop, gastroskop, ezofagoskop, cystoskop, rektoskop, 
laparoskop, artroskop). Nevýhodou je rigídny a dlhý tubus. V tubuse je vlastná optika a studený 
zdroj svetla, príp. svetlovodné zariadenie - optické vlákna.
Fibroskop: Dvojvrstevné optické vlákna sklenené, alebo plastové vedú svetlo (obraz) na základe 
úplného odrazu, ktorý vzniká pri prechode svetla z prostredia opticky hustejšieho do opticky 
redšieho.
Fibroskopia ako moderná dg. metóda umožňuje vyšetriť duté orgány: žalúdok pre ulcus (vred), alebo dvanástnik, alebo močový mechúr, maternicu, dolné dýchacie cesty. Fibroskop pozostáva asi zo 130 cm dlhej ohybnej trubice, s priemerom 7 - 15 mm, ktorá obsahuje objektív (zasunutý do orgánu) a na strane lekára okulár, ako aj zväzok niekoľkých tenších dutých trubíc, tzv zväzkov: napr. sú tam osvetľovacie zväzky, ktorými sa privádza do orgánu silné halogénové alebo xenónové svetlo z vonkajšieho zdroja, ďalej je tu zobrazovací zväzok, pomocou ktorého lekár vidí obraz chorobne zmenenej sliznice orgánu, ďalej sú tam zväzky kanálov na prívod vody, oplach miesta ktoré s prezerá, tiež trubicou prechádzajú ovládacie zväzky, ktoré umožňujú ohýnať zasunutý koniec fibroskopu. Pomocou tzv. pracovného kanálu, sa dajú vysunúť bioptické klieštiky a zobrať vzorku tkaniva z orgánu.
Fibroskop + video = videoskopia (tu je objektív nahradený miniatúrnou TV kamerou a obraz sa 
zobrazuje na monitore).