ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ БИОМИКРОСКОПИИ
Вдиагностической работе офтальмолога широко используется метод биомикроскопии с помощью щелевой лампы, который позволяет под большим увеличенйем изучать структуру органа зрения в условиях очень яркого, контрастного и переменного освещения.
Исследование охватывает не только участки глаза, непосредственно доступные осмотру. Щелевую лампу можно с успехом использовать и для изучения тех отделов (угол передней камеры, стекловидное тело, сетчатка), которые бывают видны лишь при использовании специальных приборов. C помощью щелевой лампы можно, кроме того, измерять величину внутриглазных и внеглазных образований.Главным содержанием биомикроскопии является оценка степени оптической неоднородности тканей глаза. Это становится возможным прежде всего при ограничении площади засвета глазного яблока и резком увеличении яркости источника света. Освещенный таким очерченным, ярким световым пучком объект исследования виден в основном вследствие рассеивания лучей в его толще. B щелевой лампе сила света вполне достаточна для того, чтобы даже в таких тканях глаза, как роговица или хрусталик, которые обычно считаются прозрачными, стало заметным рассеивание света (феномен Тиндаля). Однако при тех же условиях влага передней камеры рассеивает столь незначительную часть светового пучка, что это не улавливается глазом наблюдателя. Поэтому в норме при биомикроскопии мы видим ткань роговицы и хрусталика, а передняя камера глаза кажется «оптически пустой».
B толще не вполне прозрачных объектов свет рассеивается в самых различных направлениях. Глаз наблюдателя, расположенный сбоку от освещенного объекта, улавливает лишь ту часть рассеянного и отраженного света, которая попадает в его зрачок, но этого достаточно, чтобы увидеть глубинную структуру объекта (рис. 1).
Рис. 1. Схема (вид сверху) поступления в глаз наблюдателя оптической информации о полупрозрачном объекте при боковом освещении.
1 — осветитель; 2 — пучок света; 3 — объект; 4 — часть пучка света, прошедшая сквозь объект в первоначальном направлении; 5 — рассеянные в глубине объекта и отраженные от его поверхности лучи;
6 — глаз наблюдателя.
Оценить долю рассеипающихся n толще объекта лучей света, то есть степень его «непрозрачности», без одновременного сопоставлении с каким-либо эталоном наблюдатель может лишь весьма приближенно. A ведь именно к этому сводится, в конечном счете, биомикроскопи- ческая диагностика патологических изменений в «прозрачных» средах глаза (эти изменения проявляются большим или меньшим «помутнением сред»). По-видимому, существуют две возможности для такой фотометрической оценки оптических свойств биологических сред.
O степени общей (диффузной, однородной) непрозрачности биологического объекта можно судить по тому, насколько ярко проявляется в нем по ходу пучка лучей феномен Тиндаля (опалесценция) по сравнению с неосвещенными участками объекта (рис. 2). Локальные (местные) структурные неоднородности в толще объекта выявляются при сопоставлении интенсивности опалесценции разных участков в пределах собственно освещенной зоны, по ходу светового пучка (рис. 3).
Рис. 2. Схема различной по интенсивности опалесценции по ходу лучей в толще объекта (вид сбо- ку).
I — осветитель; 2 — прозрачный объект; 3, 4 — объекты
с возрастающей степенью непрозрачности.
B перечисленных выше случаях использовалось наблюдение объекта при непосредственном освещении его пучком света. Этот вид освещения является основным в биомикроскопии. Называется он—исследование при прямом(фокальном)освещении.
Объект может рассматриваться и вне зоны прямого освещения, на фоне света, рассеиваемого (отражаемого) от более глубоко расположенных элементов, B литературе этот метод назы-
Рис. 3. Характер «опалесценции» при прохождении света сквозь полупрозрачный объект с неоднородной структурой (схема, внд сбоку).
/—освеіитель; 2 световой пучок; 3 объект; 4—пеоспещеиные учасіки объекта; 5—диффузная (фоновая) опалесценция объекта; 6—участок «просветления»;
7 — участок «помутнения».
вается «исследованием в отраженном свете», но правильнее было бы отнести его к разновидности диафаноскопического просвечивания, так как в глаз наблюдателя попадают не столько
Рис. 4. Исследование поверхностных слоев объекта методом прямого диафаноскопического просвечивания (схема, вид сверху).
1 — осветитель; 2 — объект: 3 — глаз наблюдателя; 4 — рассеянный в толще объекта свет, идущий к глазу наблюдателя; 5 — мало прозрачное включенне; 6 — более прозрачное, чем гомогенная среда, включенне
отраженные, сколько рассеянные лучи света. Такое освещение мы предлагаем называть «диафаноскопическим», ибо
структура объектов изучается так же, как и при любой диафаноскопии,— на просвет
(рис. 4) [2].
Видимыми могут быть и такие элементы строения полупрозрачного объекта, которые лежат в стороне (сбоку) от освещенного участка. За счет «утилизации» блуждающих в толще объекта рассеянных лучей создается так называемое «непрямое» освещение. Некоторые детали структуры тканей при этом удается видеть даже лучше, чем при прямом освещении.
Если подобное поле наблюдения расположено вблизи того участка на поверхности, который освещен B X O Д Я Щ И M в объект фокальным светом, целесообразно, с нашей точки зрения, говорить об исследовании при «непрямом фокальном освещении». Если же для исследования используется зона вблизи
выхода пучка света из объекта к глазу наблюдателя, видимо, имеет смысл говорить об исследовании при «непрямом диафаноскопическом просвечивании» (рис. 5).
Рие. 5. Схема наблюдения элементов объекта при различных видах непрямого освещения (вид сверху).
Таким образом, для исследования глубинной структуры объектов могут быть использованы 4 вида освещения: прямое фокальное, непрямое фокальное, прямое диафаноскопическос и непрямое диафаноскопическое.
Каждая из перечисленных методик полезна и при изучении поверхностной структуры объектов. B последнем случае, однако, более ценную информацию дают специальные приемы.
Первый прием является вариантом прямого фокального освещения и носит название исследования «в скользящем луче». Метод позволяет улавливать незначительные неровности рельефа изучаемой поверхности. Сущность его поясняет рис. 6.
1 — осветитель; 2 — глаз наблюдателя; 3 — полупрозрачный объект; 4 — непрозрачный экран; 5 и 6 — секторы наблюдения объекта в прямом фокальном и в прямом диафаноскопическом освещении; 7 — структурные детали, расположенные в теневой зоне, но заметные благодаря вторнч- ному рассеиванию лучей (видны при непрямом фокальном освещении); 8 — аналогичные элементы, видимые при непрямом диафаноскопическом освещении.
Второй прием — исследование, «в отсвечивающей зоне» — основан на использовании зеркального отражения от поверхности объектов (как непрозрачных, так и прозрачных). Если изучаемая поверхность гладкая, но имеет отдельные неровности или шероховатости, то зеркальный отблеск от источника света деформируется или даже исчезает. Это помогает судить о рельефе поверхности. Иначе обстоит дело с еще более мелкими структурными изменениями. Когда их размеры соизмеримы с длиной волн видимого света, вступают в действие механизмы интерференции и дифракции. Это проявляется в изменении цветовой характеристики отдельных участков зоны отражения.
Следует помнить, что зеркальные отражения от поверхностей становятся заметными лишь тогда, когда глаз наблюдателя располагается в определенном пункте пространства — на пути правильно отраженного светового пучка. Поскольку углы падения и отражения равны между собой, такому условию удовлетворяет лишь определенное взаимоположение источника света,
Рис. G. ІІаблюдсшіе волнистой поверхности при различных углах падения на нее света.
A — схема, вид сверху; Б — вид со стороны наблюдателя.
1 — осветитель; 2 — глаз наблюдателя; 3 — поверхность объекта. При обычных условиях (/) рельеф едва намечается; при осмотре с помощью «скользящего луча» (//) он резко подчеркнут теневымн контурами от каждого выступающего элемента.
Рис. 7. Ориентировка изучаемого участка поверхности объекта (/) различной формы (/, II, III) по отношению к источнику света (2) и глазу наблюдателя (3) для получения зеркального отражения. Необходимое условие Za==Zp.
отражающей поверхности и глаза наблюдателя. Если поверхность плоская, ее необходимо ориентировать таким образом, чтобы восстановленный к ней перпендикуляр делил пополам угол между источником света и глазом наблюдателя. Если поверхность выпуклая или вогнутая, то необходимо, чтобы такое же положение заняла плоскость, касательная к искривленной поверхности в подлежащей изучению точке (рис. 7). Отметим, что площадь отсвечивающей (зеркальной) зоны будет тем меньшей, чем больше искривлена отражающая поверхность.
Bce перечисленные выше варианты получения оптической информации о структуре органа зрения могут быть осуществлены с помощью щелевой лампы. Задача сводится лишь к тому,чтобы поставить изучаемый объект в строго определенное положение по отношению к оси микроскопа и к лучу света, а также придать этому лучу необходимые качества (форма и площадь сечения, угол падения света на объект, яркость, цветность).