Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 186

В итоге применение магнитного резонанса для структурного исследования основано на том, что, кроме внешнего магнитного поля, на само ядро в веществе действуют и различные внутренние поля. За счет их влияния происходит сдвиг частоты резонанса и расщепление на несколько или же множество резонансных линий, другими словами, за счет действия внутренних полей происходит образование спектра магнитного резонанса и изменение формы линии времени релаксации. А изучение спектров магнитного резонанса в свою очередь позволяет определить некоторые выводы о химической и пространственной структуре различных веществ, даже не производя химического анализа данного объекта.

Таким образом, картину пространственного распределения отдельных видов молекул в организме получают именно при помощи магнитно-резонансного томографа. При этом происходит создание за счет последовательно приложенных градиентов магнитного поля по разнообразным направлениям такого распределения магнитного поля, чтобы именно в данный момент различным элементам объема в пределах одного изучаемого сечения соответствовали свои определенные, характерные для их местоположения частоты резонанса.

Изменение градиентов во времени и специальная обработка всех результатов измерений осуществляется с помощью ЭВМ, что позволяет получить определенную пространственную картину распределения молекул, которые могут содержать различные атомы водорода или фосфора. Также необходимо обратить внимание, что при регистрации магнитно-резонансного изображения амплитуда самого резонанса в каждом элементе объема может быть выражена посредством интенсивности освещения или в цветовой шкале.

Таким образом, кровеносные сосуды при магнитно-резонансной томографии выглядят достаточно темными вследствие оттока крови из исследуемого объекта за все время измерения. В случае с магнитным моментом ядер в различных элементах объема может быть измерено время релаксации (расслабления), в частности по уменьшению амплитуды резонанса, которая не успевает полностью восстановиться при достаточно большой частоте следования импульсов. Это способствует увеличению контрастности в изображениях различных тканей, что широко используется в медицинской практике, например для различения изображения серого вещества мозга и белого вещества или опухолевых клеток и здоровых.

Сам метод магнитно-резонансной томографии нашел широкое применение в медико-биологических исследованиях, поскольку имеет огромное количество достоинств, в частности одним из преимуществ данного метода является его высокая чувствительность в изображении мягких тканей, а также достаточно высокая разрешающая способность вплоть до долей миллиметра. И при помощи магнитно-резонансного томографа можно получить изображение исследуемого объекта абсолютно в любом сечении. Именно на этой основе могут быть реконструированы объемные изображения отдельных органов.

Стоит отметить, что получение изображения с помощью данного метода может быть синхронизировано с определенными циклами физиологических процессов, что также имеет немаловажное значение в медико-биологических исследованиях. Помимо всего вышеперечисленного, магнитно-резонансную томографию применяют для установления структуры биологически активных веществ и изучения механизмов их действия. По спектрам магнитного резонанса можно определить особенности структуры биополимеров в водной среде и ее изменения при их взаимодействии с субстратом и биологически важными веществами.

Еще спектры применяются для анализа липидного состава мембран, их фазового состояния, взаимодействия липидов с белками и другими веществами для определения положения в мембранах различных необходимых соединений, проницаемости мембран, состояния и количественной характеристики разных ионов в клетках, для определения продуктов биологических реакций. При помощи метода магнитно-резонансной томографии появилась возможность измерять количество АТФ и других макроэргических соединений и их изменения непосредственно в организме исследуемого. Но наиболее важной особенностью метода является низкая энергия используемых в магнитно-резонансных томографах излучений, что существенно снижает их вредное воздействие на организм человека. Данная особенность значима для таких наук, как медицина и биология.

Компьютерный тонометр измеряет у пациента одновременно и артериальное давление, и артериальный пульс, которые отображаются на дисплее комплекса суточного мониторирования. Устройство включает следующие компоненты: коммутатор отведения, усилитель создаваемых сердечным сокращением пульсовых волн, регистрирующее устройство и систему вывода результатов на дисплей комплекса суточного мониторирования. Как правило, артериальное давление и артериальный пульс регистрируются на верхних конечностях, поэтому специальные накладки, которые и регистрируют данные показатели, фиксируются именно на верхних конечностях больного.

Принцип работы компьютерного тонометра абсолютно ничем не отличается от обыкновенного тонометра. Единственная небольшая разница заключается в том, что в компьютерном тонометре регистрация и вывод на дисплей всех необходимых показаний осуществляется при помощи совместимых компьютерных программ, которые заранее заложены в структуру комплекса суточного мониторирования.

Таким образом, компьютерный тонометр – максимально удобный аппарат, главной характеристикой которого является способность показывать одновременно не только уровень артериального давления и артериального пульса пациента, но и отклонения от нормы.

Компьютерный электрокардиограф – это прибор, предназначенный для усиления и регистрации электрических потенциалов, возникающих на поверхностях тела, а также в глубине биологических тканей и в полостях внутренних органов в результате электрических процессов, которыми сопровождается распространение возбуждения по сердцу. Несмотря на тот факт, что весь комплекс суточного мониторирования заключен в единый корпус и представляет собой небольшой аппарат цилиндрической формы, в нем присутствуют элементы каждого из вышеперечисленных устройств.

Таким образом, электрокардиограф представляют следующие основные компоненты: коммутатор отведений, усилитель биопотенциалов, регистрирующее устройство и компьютерное устройство калибровки. Принцип работы данной части комплекса суточного мониторирования заключается в том, что электрический сигнал, который снимается с поверхности тела, полостей внутренних органов или из глубины тканей посредством электродов, через кабель отведений поступает на коммутатор отведений, а затем на вход усилителя биопотенциалов. После чего усиленный до определенной величины сигнал поступает на вход регистрирующего устройства, которое является полностью цифровым и отображает полученные результаты на дисплее комплекса суточного мониторирования с помощью специальной компьютерной программы.

Главным компонентом данной системы являются электроды, за счет которых и осуществляется снятие электрического сигнала с конечностей пациента. При этом используются три стандартных отведения: при записи в I отведении электрод правой руки соединен с минусом электрокардиографа (отрицательный электрод), а электрод левой руки – с плюсом (положительным электродом), ось самого отведения располагается горизонтально. Именно в этом отведении чаще всего регистрируются все показания.

Компьютерный электрокардиограф в комплексе суточного мониторирования – это самая современная система регистрации электрических биопотенциалов сердечной мышцы, предназначена для тяжелобольных дооперационного и послеоперационного периода в реанимационных отделениях.

Микроскоп – это оптический прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений каких-либо объектов или деталей структуры этих объектов, которые не видимы невооруженным глазом.

Вообще микроскоп представляет собой систему, состоящую из двух линз, но для того чтобы получить полностью ожидаемую картинку или изображение, необходимы еще некоторые компоненты, благодаря которым обеспечивается наибольший комфорт для ученого при исследовании.

Таким образом, само устройство микроскопа включает в себя достаточное количество различных составляющих. Микроскоп крепится на массивном штативе (его еще называют основанием). Данное основание снабжено специальным кронштейном, внутри которого располагается коробка микромеханизма, чтобы можно было осуществить тонкую настройку тубуса микроскопа. Помимо этого, коробка микромеханизма имеет определенную направляющую для кронштейна конденсора. С верхней стороны к этой же коробке микромеханизма с помощью особого кронштейна прикреплен вращающийся центрирующий столик.