Autorzy: Grzegorz Długaj Aldona Kwaśniewska Krystyna Zapart

1. Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Autorzy: Grzegorz Długaj Aldona Kwaśniewska Krystyna Zapart Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop koniec

2. Zastosowanie światłowodów w medycynie Popularne zastosowanie światłowodów

3.   = 2 sin  sin  1 Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Prawa: odbicia i załamania światła promień załamany 1  prędkość światła 2 1 <  prawo odbicia   2 prawo załamania promień odbity promień padający początek koniec Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop

4. 2 1 < Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Kąt graniczny promień załamany 1 powietrze  2  woda promień padający Jeśli światło pada z wody na granicę ośrodków woda/powietrze pod kątem gr= 48°, to kąt załamania wynosi 90°. początek koniec Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop

5. Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Całkowite wewnętrzne odbicie zachodzi w ośrodkach, w których prędkość światła jest mniejsza od jego prędkości na zewnątrz. 96° 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°. początek koniec Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop

6. Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia znalazło zastosowanie w światłowodach. Cienkie włókna światłowodowe (o średnicach ok. 10÷200 m) mają idealnie wypolerowane powierzchnie czołowe. Wiązka światła wnikająca do włókna nie może wydostać się na zewnątrz, nawet gdy włókno jest zakrzywione. Tłumienie sygnału świetlnego jest bardzo małe. początek koniec Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop

7. 1 1 2 > 2 Zastosowanie światłowodów w medycynie Całkowite wewnętrzne odbicie światła Światłowód płaszcz rdzeń początek koniec Światłowody w medycynie Endoskopy, laparoskop

8. Zastosowanie światłowodów w medycynie Światłowody w medycynie Krótka historia diagnozowania chorób narządów wewnętrznych. Przed zastosowaniem światłowodów: Narządy jamy brzusznej diagnozowanie chorób narządów wewnętrznych polegało na wykonaniu zdjęcia rentgenowskiego, po podaniu choremu kontrastu. Badanie było mało dokładne, a pacjent dostawał niepotrzebną dawkę promieniowania X; natomiast wzierniki (endoskopy) stosowane w diagnostyce medycznej były sztywne, co ograniczało zakres obserwacji. początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Endoskopy, laparoskop

9. Zastosowanie światłowodów w medycynie Światłowody w medycynie Krótka historia diagnozowania chorób narządów wewnętrznych. 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. początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Endoskopy, laparoskop

10. Zastosowanie światłowodów w medycynie Endoskopy, laparoskop Wzierniki medyczne o średnicy od 9 do 20 mm, zbudowane z włókien np. szklanych (światłowodów) noszą nazwę fiberoskopów Wprowadzenie giętkich endokopów (fiberoskopów) zrewolucjonizowało diagnozowanie i leczenie wielu chorób narządów wewnętrznych. początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Światłowody w medycynie

11. Zastosowanie światłowodów w medycynie Endoskopy, laparoskop giętkie -fiberoskopy wzierniki z włókien światłowodowych zaopatrzone w źródło światła i układ optyczny, wzierniki do oglądania wewnętrznych jam ciała ENDOSKOPY sztywne (np. rektoskop), zwykle także zaopatrzone w źródło światła i układ optyczny. początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Światłowody w medycynie

12. Zastosowanie światłowodów w medycynie Endoskopy, laparoskop Fiberoskopy przykłady przełyk ezofagoskop żołądek gastroskop panendoskop dwunastnica duodenoskop jelito grube kolonoskop Laparoskop służy do wziernikowania jamy otrzewnowej. początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Światłowody w medycynie

13. Podsumowanie Zastosowanie światłowodów w medycynie Wykorzystanie światłowodów do oświetlenia badanego obszaru umożliwia stosowanie silnych źródeł światła (halogenowych 150 W i ksenonowych 300W). Można fotografować wybrane miejsca. • Endoskopyumożliwiają: • 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.      początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Światłowody w medycynie

14. Zastosowanie światłowodów w medycynie Źródła informacji  „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.     początek koniec Całkowite wewnętrzne odbicie Światłowody w medycynie