O СТРУКТУРЕ «ОПТИЧЕСКОЙ ПРИЗМЫ» И «ОПТИЧЕСКОГО СРЕЗА»
При исследовании прозрачных сред глаза можно использовать широкий пучок света, но преимущества фокального освещения при биомикроскопии роговицы, передней камеры, хрусталика или стекловидного тела выступают особенно наглядно, если пользоваться узким, четко очерченным пучком света.
Для этого нужно знать особенности оптической картины, возникающей прп прохождении узкого пучка света через прозрачные и полупрозрачные ткани глаза и умсть очень точно настраивать на них прибор.
Рис. 18. Структура оптической призмы (/) и опгического среза (//) при взгляде сбоку и чуть сверху (схема).
/ — падающий пучок света; 2 — толщина обьекта; З — оптическая призма; 4 — опти- ческий срез.
Остальные объяснения в тексте.
Начнем с оптической картины. Примем условно, что плотное полупрозрачное образование в глазу (роговица или линза) имеет плоские поверхности — и переднюю, и заднюю. Будем считать также, что световой поток от осветителя гомогенен и имеет четкие границы на всю глубину изучаемой ткани (т. e. образован параллельными лучами[4]). Тогда световой поток, пройдя сквозь ткань, высветит часть объекта, которая по форме явится как бы слепком светового луча. За счет рассеивания освещенный участок станет доступным наблюдению со стороны.
Используя прямое фокальное освещение, ограниченное с боков щелевой диафрагмой, мы получаем картину, которую принято именовать «оптической призмой» (рис.18,/). Ee элементами являются:
а) передняя грань призмы — прямоугольник ABDC — формируется на входе лучей света в объект, т. e. на его передней поверхности, и имеет форму сечения светового пучка;
б) задняя грань призмы— прямоугольник EFHG — формируется на выходе лучей из объекта, т. e. на его задней поверхности, и по форме повторяет переднюю грань;
в) ближняя к наблюдателю боковая грань призмы — прямоугольник BFHD — формируется боковой поверхностью светового пучка, обращенного к наблюдателю;
г) дальняя боковая грань призмы — прямоугольник AEGC — формируется вторым боковым краем пучка света, отдаленным от наблюдателя;
д) верхняя и нижняя грани призмы — прямоугольникиЛЕЕВ и CGHD — образуются верхним и нижним краями светового пучка; при обычной биомикроскопии они не видны, так как глаз наблюдателя смотрит на них «в торец».
Длина ребер AC, BD, EG, FH характеризует высоту светового пучка. Длина ребер AB, CD, EF, GH зависит от ширины пучка света и от угла падения света на поверхность объекта. Длина ребер AE, BF, CG, DH зависит не только от глубины (толщины) объекта, но и от угла падения света.
Ни одна из граней призмы не может наблюдаться без наслоения на нее других. Особо сильно сказывается это на структуре боковых граней, которые, в отличие от передней и задней, существуют не как физические, а лишь как оптические образования и света пе отражают. Поэтому, когда нас интересует не поверхность объекта, а его глубинная структура, имеет смысл настолько сузить пучок света,чтобы и передняя и задняя грани призмы фактически исчезли, а обе боковые грани ее — как бы слились и образовали картину «оптического среза» (рис. 18,//).
Элементы оптического среза болес просты, чем у «призмы».
Это: а) переднее ребро — отрезок AC; б) заднее ребро — отрезок EG; в) верхнее и нижнее ребра — отрезки AE и CG (они являются оптической границей между освещенной и неосвещенной частями объекта и отчетливо видны лишь в условиях хорошего контраста); г) светящийся прямоугольник AEGC и есть оптический срез объекта.
При прочих равных условиях оптический срез тем протяженнее, чем толще изучаемый объект и чем более косо падает на его поверхность световой поток. Что же касается положения глаза наблюдателя (микроскопа), то от него зависит лишь кажущийся поперечник среза: чем больше угол между микроскопом и осветителем, тем более «широким» представляется оптический срез. Если этот угол равен нулю, срез, по существу, вообще исчезает; если угол приближается к 90°, видимый поперечник среза предстанет перед нами в натуральную величину, т. e. достигнет максимума.
Нетрудно заметить, что косо ориентированный оптический срез является надежным средством для определения относительной глубины элементов структуры объекта, различающихся между собой по прозрачности или по преломляющей способности. C помощью биомикроскопии можно оценивать глубинную структуру роговицы, передней камеры, хрусталика или стекловидного тела, а также их взаимное расположение.
При этом следует руководствоваться правилом: все, что лежит в оптическом срезе ближе к осветителю — располагается ближе к поверхности глазного яблока, и наоборот.Поясним это правило рис. 19. Как видно из этого рисунка, перевод осветителя из левой позиции в симметричную правую изменяет и картину глубинной структуры среза на зеркальное ее изображение.
Иногда в толще полупрозрачного объекта может обнаруживаться полностью непрозрачное включение (например, металлический осколок в роговице). B таком случае инородное тело обрывает оптический срез, и он приобретает форму, которую целесообразно именовать «срез с тенью» (рис. 20). Что расположено за таким инородным телом (разрыв десцеметовой оболочки, вто-
A
Рис. 19. Глубинная структура оптического среза.
Л—схема объекта, вид сверху; Б — схема картины, наблюдаемой в микроскоп. / — обычная левая позиция осветителя; //— осветитель помещен справа от наблюдателя: а — передние ребра срезов; б — задние их ребра.
/ — узкий пучок света; 2 — объект наблюдения; 3—поверхностное включение; 4 — глубокое включение; 5 ~ глаз наблюдателя.
рой мелкий осколочек и т. д.), сказать невозможно. Впрочем, иногда помогают исследование при крайнем разведении осветителя и микроскопа или перевод осветителя на другую сторону (т. e. попытка «заглянуть» за осколок).
Вернемся теперь к свойствам оптической призмы. Ha рис. 21 представлены 3 типичных варианта ее. Они переходят один в другой при раскрытии щелевой диафрагмы либо при уменьшении угла между осветителем и микроскопом.
Рис. 21. Влияние различной ширины светового пучка (/, II, III) на видимую структуру оптической призмы.
A — схема, вид сверху; Б—картииа, наблюдаемая в микроскоп.
/ — падающий пучок света; 2 — объект; 3 — глаз наблюдателя; а — левое переднее ребро оптической призмы; 6 — правое переднее ребро; в — левое заднее ребро; г — правое заднее ребро: д — передняя грань; е—задняя грань (объяснение n тексте).
Как видно из схемы /, лишь при умеренной ширине пучка света можно наблюдать изолированныеизображенияпередпейи задней граней призмы. При расширении пучка света (cxeka //) они могут сливаться в одну световую полоску; при дальнейшем расширении(схема ///)возникает проекционноеналожепиеэтих граней, что снижает ценность биомикроскопических сведений
Рис. 22. Влияние величины угла между осью осветителя и осью микроскопа на видимую структуру оптической призмы.
A — схема, вид сверху; Б — картина, наблюдаемая в микроскоп. Остальные обозначения те же, что и на рис. 21 (объяснение в тексте).
о глубинной структуре объекта. To же можно сказать и об угле между осветителем и микроскопом (рис. 22). Как видно из ри- сунка,при совпадении линий засвета и монокулярного наблюдения (схема I) оптическая призма становится, по существу, невидимой. Ee передняя и задняя грани воспринимаются раздельно лишь при достаточно большом угле между осветителем и микроскопом (схема III).
Совершенно очевидно, что для каждой ширины светового пучка существует предельное значение этого угла (при меньшем угле грани призмы будут накладываться друг на друга).
Сформулируем это в виде правила: чем меньше угол между линией освещения и линией наблюдения, тем более узким пучком света нужно пользоваться для раздельного изучения передней и задней поверхностей объекта в области оптической призмы.
Рис. 23. Особенности бинокулярного восприятия оптической призмы при помещении источника света между глазами наблюдателя.
A — ход лучей (схема, вид сверху); Б — картина, наблюдаемая в бинокулярный мнкро- скоп. Обозначения те же, что и на рис. 21 (объяснение в тексте).
B дополнение к сказанному следует отметить и те особенности, которые вытекают из бинокулярного характера наблюдения полупрозрачных объектов в щелевой лампе. При больших углах между осью микроскопа и осью осветителя оптическая призма воспринимается сбоку, бинокулярно, как уходящая в глубину объекта освещенная зона. При уменьшении угла между осветителем и микроскопом до 3—4° головка осветителя перекрывает ось наблюдения одного из глаз. Элементы оптической призмы при этом не меняются, но она перестает восприниматься как объемное образование, так как видна монокулярно. Если головку осветителя поместить в сектор между осями обоих объективов — на стопорный щелчок или вблизиотнего, возникает особое явление: двоение граней оптической призмы, так как вступает в силу диспарация изображений. Поэтому срединная позиция осветителя не удобна для изучения прозрачных сред глаза, имеющих достаточную протяженность по глубине (рис. 23).