Щелевые лампы

Описание

Принцип щелевого освещения. Принцип освещения, предложенный Гульстандом, сохранился во всех последующих моделях щелевых ламп. В этих приборах, предназначенных для биомикроскопии, пучок света фокусируется на исследуемый участок глаза в виде яркой, резко очерченной щели. Светящаяся щель как бы вырезает из глазного яблока тонкий «оптический срез». Роговица, хрусталик, стекловидное тело и различные включения видны как светящиеся серые или опалесцирующие фигуры на темном фоне. При фокусировке на хрусталик на нем видны светящиеся полосы, соответствующие-линиям раздела тканей с различной оптической плотностью: передняя и задняя поверхности хрусталика, поверхности ядра и других элементов. Подобные же линии очерчивают поверхности раздела тканей с различной оптической плотностью на роговице. Влага передней камеры обладает значительно меньшим рассеянием, и ее свечение в норме почти незаметно.

Физические основы получения «оптических срезов». Явление Тиндаля. Само название «прозрачные среды слаза» свидетельствует о том, что весь падающий на эти среды свет должен проходить сквозь них. Однако в действительности это не совсем так. Получение «оптических срезов» основано на том, что прозрачные среды глаза светятся при падении на них пучка света. Эффект свечения сред вызывается явлением Тиндаля. Рассмотрим физическую сущность этого явления. Явлением Тиндаля называется рассеяние света при прохождении через оптически неоднородную среду. Оптическая однородность среды характеризуется постоянством показателя преломления для разных ее участков. Если два граничащих участка обладают одинаковыми показателями преломления, то ни отражения, ни преломления на границе нет, и волна распространяется как в однородной среде. В этом случае среда невидима даже при освещении ее ярким светом. Так, если пучок лучей проходит через кювету с хорошо очищенной водой, то при наблюдении сбоку пучок почти не виден, так как он не рассеивается в стороны.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Нарушение постоянства показателя преломления вызывает нарушение оптической однородности. На пространственных неоднородностях возникает дифракция. Если неоднородности невелики по размерам, то дифракционная картина характеризуется равномерным распределением света по всем направлениям. Такую дифракцию на мелких неоднородностях называют диффузией, или рассеянием света. При слабых нарушениях однородности свет, рассеянный в стороны, составляет лишь малую долю первичного пучка, и заметить его трудно. Если неоднородности среды более грубы, то рассеяние проявляется более отчетливо. Если в кювету с чистой водой внести хотя бы одну каплю нерастворимой в воде жидкости, то пучок света становится виден со всех сторон, так как в нем возникает интенсивное рассеяние. Причиной этого является образование эмульсии — мелких капелек, взвешенных в воде. Дифракция на этих капельках дает картину рассеяния, характерную для среды с оптическими неоднородностями. Интересно отметить следующее. Если среда состоит из разных молекул или групп молекул, но показатели их преломления одинаковы, то рассеяния не происходит. Например, подобранная «соответствующим образом смесь бензола и сероуглерода с погруженными в нее кусочками стекла представляет собой оптически однородную среду: граница между стеклом и жидкостью перестает быть заметной.

Смесь, несмотря на сильную физическую неоднородность, обладает оптической однородностью и не возбуждает рассеяния. Среды с явно выраженной оптической неоднородностью называются мутными средами. Такой средой является дым — твердые частицы в газе, туман — капельки воды в воздухе, взвеси или суспензии, представляющие совокупность твердых частичек, плавающих в жидкости, эмульсии — взвесь капель жидкости в другой жидкости, твердые тела вроде перламутра, опалов и молочных стекол. Во всех подобных случаях наблюдается более или менее сильное рассеяние света мутной средой, называемое явлением Тиндаля.

Явление Тиндаля отличается еще и следующими особенностями. При наблюдении сбоку рассеянный свет имеет более голубой оттенок, т. е. относительно больше богат короткими волнами, чем свет источника. Чем мельче частицы, тем рассеянный ими свет более голубой. Рассеянный свет поляризован, хотя свет от источника естественный. Поляризация света мутными средами обычно бывает неполной, что объясняется оптической анизотропией молекул. По степени деполяризации рассеянного света можно судить об анизотропии молекул. Таким образом, получаемое на щелевой лампе свечение сред глаза, по-видимому, может быть использовано для диагностики, так как цветовые оттенки срезов и их поляризационные свойства характеризуют особенности структуры данного глаза. Однако при биомикроскопии эти признаки пока не используются, а свечение срезов применяется только для их детального рассматривания.

Принцип устройства щелевой лампы. Конструкция щелевых ламп основана на получении «оптических срезов» и наблюдении их в бинокулярный микроскоп. Промышленностью многих стран выпускаются различные модели щелевых ламп, однако принцип их устройства общий. Наиболее совершенны стационарные модели. Щелевая лампа содержит два канала—осветительный и наблюдательный. Наблюдательный канал состоит из бинокулярного микроскопа, установленного на кронштейне координатного столика. В микроскопе имеется обычно пять сменных увеличений: от 5 до 504-60 раз. Увеличениями выше 20 пользуются редко, так как при больших увеличениях глубина резкости становится слишком мала и незначительный сдвиг микроскопа или глаза пациента приводит к исчезновению резкого изображения поверхности, на которую наведен микроскоп. При увеличениях порядка 18—20 раз одновременно резко видны роговица, радужка, хрусталик. Переход от одного увеличения к другому достигается поворотом револьверного диска со сменными галилеевыми системами и не требует дополнительной наводки прибора на резкость. Рабочий отрезок, на который исследуемый глаз удален от прибора, довольно велик, что облегчает процедуру исследования. В разных моделях он составляет от 60 до 100 мм. Осветитель формирует резкое изображение светящейся щели точно на том же расстоянии от прибора, на которое сфокусирован микроскоп. Формирование резкого изображения щели достигается с помощью довольно сложной оптической системы. Конденсор осветителя проецирует промежуточное изображение источника света — нити лампы накаливания в плоскость щелевой диафрагмы, заключенной в корпусе осветителя. Диафрагма регулируется по ширине, что позволяет получить как узкие, так и более широкие изображения щели, а также круглое, равномерно освещенное поле. Ширина изображения щели в современных приборах регулируется от 0,02 до 10 мм. Щель может поворачиваться на 90 °С. В более старых моделях поворот щели отсутствовал, и вместо него на глаз можно было проецировать или вертикальную, или горизонтальную щель. Новые модели снабжены бескрасным и синим светофильтрами, повышающими контрастность картины и позволяющими проводить флюоресцентные исследования.

Существенно расширяет возможности прибора то, что «оптический срез» можно рассматривать в бинокулярный микроскоп под различными углами, величину которых регулирует сам врач. С этой целью осветитель и бинокулярный микроскоп установлены на одной вертикальной оси, проходящей через середину лобной опоры прибора. Они могут поворачиваться вокруг этой оси на угол ±60°, образуя между собой углы от 0 до 120°. При любой величине этого угла оси осветительного пучка и ось симметрии бинокулярного микроскопа пересекаются в одной точке — там, где должен быть расположен исследуемый глаз. Благодаря этому при поворотах осветителя и микроскопа не требуется дополнительной наводки исследуемый участок глаза остается все время резко видным и хорошо освещенным.

Рядом зарубежных фирм выпускаются стационарные щелевые лампы с фотонасадками, позволяющие регистрировать наблюдаемую картину. Для этого, кроме фотоаппарата, в конструкцию прибора введен второй источник света — лампа-вспышка.

Выпускаются также ручные щелевые лампы. Они портативны, позволяют проводить обследование больных в положении лежа и детей, просты в эксплуатации. Однако функциональные возможности ручных щелевых ламп ниже, чем стационарных. Это объясняется ограничениями, вызванными их малыми габаритами и массой, а также тем, что при работе прибор приходится держать на весу, а положение головы пациента не фиксируется.

---

Статья из книги: Оптические приборы для исследования глаза | Тамарова Р.М.