Medizinische Physik. Medizinische Physik als Wissenschaftsgebiet,

Transkript

1 Medizinische Physik Medizinische Physik als Wissenschaftsgebiet, Abgrenzung zu Biophysik und Biomedizinische Technik, Teilgebiet der Angewandten Physik Ausbildungsziele weitgehend deckungsgleich mit DPG LI/1/

2 Medizinische Physik Wo arbeiten Medizinphysiker/innnen: - Kliniken, - Forschungsinstitute - Industrie - Neuerdings Fachhochschulen Wie wird man Medizinphysiker/in: (keine staatlich anerkannte Berufsbezeichnung!) - Studium der Physik (Uni und FH) - Weiterbildung (besonders wichtig als Partner des Arztes ) - Fortbildung LI/1/

3 Medizinische Physik Schwerpunkte der Medizinischen Physik: 1. Radiologische Physik (das sind Strahlentherapie, Rö-Diagnostik und Nuklearmedizin) 2. Dosimetrie und Strahlenschutz 3. Weitere Gebiete: Audiologie und Med.-Akustik, Biophysik Medizintechnik, Bildgebende Verfahren (Ultraschall, MR, in-vivo Spektroskopie), Medizinische Laseranwendung Augenheilkunde und Med.-Optik LI/1/

4 Medizinische Optik Erläuterung der unterschiedlichen Bedeutung des Begriffes Medizinische Optik a. Optische Verfahren der Medizin im Allgemeinen Beispiel: Endoskopie b. Optische Verfahren im Bereich der Augenoptik und der Augenheilkunde (Ophthalmologie) Beispiele:Optimierung des Sehvermögens Bestimmung des retinalen Auflösungsvermögens LI/1/

5 Medizinische Optik Neue Bezeichnung: OPHTHALMISCHE OPTIK als Teilbereich der Medizinischen Optik LI/1/

6 Endoskopie LI / 2

7 Geschichte der Endoskopie Philipp Bozzini (1805): Erfinder des Lichtleiters Endoskop mit Kerze, Spiegel und Speculae LI / 2

8 Geschichte der Endoskopie Geschichte der Endoskopie Erste Versuche mit einem starren Gastroskop (Kussmaul 1868) LI / 2

9

10 Reduzierung der Glasflächen Endoskop mit dünnen Linsen Endoskop mit Stablinsen (HOPKINS 1960) LI / 2

11 Gradienten-Optik bisher nicht routinemäßig eingesetzt LI / 2

12 Prinzip des Bildtransports im flexiblen Endoskop LI / 2

13 Bildeigenschaften und Beleuchtung ZOOM-Optik mit Video Chip Video-Chip LI / 2

14 Endoskopische Nähstube LI / 2

15 Laryngoskopie? Das Problem LI / 2

16 Mess-Laryngoskop Doppelreflexionsspiegel n glas

17 Mess-Laryngoskop 2,9mm 2,5 mm

18 Auge und optische Korrektur der Sehschärfe LI/3/

19 Schema der visuellen Informationsverarbeitung Sehnerv subj. Wahr- Sprach- Optik Netzhaut opt. Cortex nehmung zentrum Untersuchungsverfahren: 1 Sehschärfenprüfung und Refraktionsbetimmung 2 Keratometrie (Messung der Hornhautbrechkraft) 3 autom.refraktionsbestimg. und Aberrometrie 4 VECP (Messung der visuell evozierten Potentiale) 5 neuronales Auflösungsvermögen (Retinale Sehschärfe) A A Streifen LI/3/

20 Anatomie des Auges LI/3/

21 Sehschärfe (Visus) = 1 bedeutet V=1,0 entspricht ca. 5µm auf der Retina Normsehzeichen Landoltring mit 8 Anbietungsmöglichkeiten Sehwinkel LI/3/

22 R Schwellenwertbestimmung R = R K (1-p) +p 1,0 0,8 p = 1/n Ratewahrscheinlichkeit n = Anzahl möglicher Antworten R K = korrigierte Messwerte 0,6 0,4 0,2 0,0 LI/3/

23 Brechkraft richtig Recht- und Fehlsichtigkeit Fp im Rechtsichtigkeit mit einer Fernpunktsweite von mehr als 5 Meter Brechkraft zu hoch Fp (reell) Kurzsichtigkeit mit einer Fernpunktsweite kleiner als 5 Meter Brechkraft zu klein Weitsichtigkeit, der Fernpunkt ist virtuell LI/3/

24 Korrektur der Fehlsichtigkeit Fp Hornhautscheitelabstand HSA Fp Korrekturregel: Der Brennpunkt des Korrekturglases muss im Fernpunkt des unkorrigierten Auges liegen LI/3/

25 Bildgrößenveränderung durch das Brillenglas V = D F /D K D F : Brechkraft des Fehlers, D K : Brechkraft des Brillenglases umgekehrtes Galilei-Fernrohr - verkleinert Galilei-Fernrohr - vergrößert LI/3/

26 Astigmatismus Eine torische Hornhaut mit unterschiedlichen Krümmungen der Hornhautmeridiane führt zu einer astigmatischen Abbildung LI/3/

27 Zylinderlinsen Zylinderachse Opt. Achse LI / 2

28 Akkommodationsvermögen (AV) Nahpunkt Fernpunkt AV(dpt) = 1 a(m) LI/3/

29 Mehrstärkengläser Bifokalgläser Trifokalglas LI/3/

30 Gleitsichtgläser vertikaler Schnitt Brechkraftverlauf Nabelpunktlinie Linien mit konstantem astigmatischem Fehler Satz von Minkwitz: da/dx = 2dB/dy LI/3/

31 Gleitsichtgläser 14mm 55mm 11mm 45mm LI/3/

32 AUGENMODELL mit Beobachtung des Netzhautbildes Modell des Auges Sehtest Brille Augen- Netzhaut Lupe Beobachter brechkraft LI/3/

33 Brennlinien eines astigmatischen Brillenglases LI/4/

34 Astigmatismus Eine torische Hornhaut mit unterschiedlichen Krümmungen der Hornhautmeridiane führt zu einer astigmatischen Abbildung LI/3/

35 LI/3/

36 Messung des retinalen Auflösungsvermögens mit -- kohärentem Licht -- inkohärentem Licht LI/4/

37 LI/4/

38 Interferenzstreifen auf der Retina Erzeugung bei klaren Medien bei trüben Medien LI/4/

39 LI/3/

40 Rodenstock Retinometer LI/4/

41 Strahlengang des Rodenstock-Retinometers Strahlverdopplung an unterschiedlich dicken Glasplättchen Drehung der Netzhautfigur mit dem Dove-Prisma LI/4/

42 Visus 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Visus und retinale Auflösung bei klaren Augenmedien retinales Auflösungsvermögen (Linien pro Grad) LI/4/

43 Korrelation Retinometer prä- und Sehschärfe postoperativ Visus postopera -tiv >0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 <0,1 LW 0 <0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 >0,7 Retinometer-Visus präoperativ LI/4/

44 LI/3/

45 Heine Hand-Retinometer λ-100 Strahlengang Auge Spiegel Drehprisma 6 Gitter wahlweise 3 bis 25 Linien/mm Blende 0,2mm Rotfilter Lampe LI/4/