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Medizinische Physik Medizinische Physik als Wissenschaftsgebiet,

• Abgrenzung zu Biophysik und Biomedizinische Technik, • Teilgebiet der Angewandten Physik • Ausbildungsziele weitgehend deckungsgleich mit DPG

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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

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Medizinische PhysikSchwerpunkte 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

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 Auflösungs-vermögens

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Medizinische Optik

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Medizinische Optik

Neue Bezeichnung: OPHTHALMISCHE OPTIK

als Teilbereich der Medizinischen Optik

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Endoskopie

Geschichte der Endoskopie

Philipp Bozzini (1805): Erfinder des Lichtleiters

Endoskop mit Kerze, Spiegel und Speculae

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Geschichte der Endoskopie

Erste Versuche mit einem starren Gastroskop (Kussmaul 1868)

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Geschichte der Endoskopie

Endoskop mit Stablinsen (HOPKINS 1960)

Endoskop mit „dünnen“ Linsen

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Reduzierung der Glasflächen

Gradienten-Optikbisher nicht routinemäßig eingesetzt

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Prinzip des Bildtransports im flexiblen Endoskop

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Bildeigenschaften und Beleuchtung

ZOOM-Optik mit Video Chip

Video-Chip

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Endoskopische „Nähstube“

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Laryngoskopie

? Das Problem

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nglas

Doppelreflexionsspiegel

Mess-Laryngoskop

Mess-Laryngoskop

2,9mm

2,5 mm

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Auge und optische Korrektur

der Sehschärfe

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A „A“

Sehnerv subj. Wahr- Sprach- Optik Netzhaut opt. Cortex nehmung zentrum

 1234

„Strei- fen“

      

5Untersuchungsverfahren:1 Sehschärfenprüfung und Refraktionsbetimmung2 Keratometrie (Messung der Hornhautbrechkraft)3 autom.Refraktionsbestimg. und Aberrometrie4 VECP (Messung der visuell evozierten Potentiale)5 neuronales Auflösungsvermögen (Retinale Sehschärfe)

Schema der visuellen Informationsverarbeitung

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Anatomie des Auges

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Normsehzeichen Landoltringmit 8 Anbietungsmöglichkeiten

V 1

min

Sehschärfe (Visus)

Sehwinkel

= 1‘ bedeutet V=1,0 entspricht ca. 5μm auf der Retina

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Schwellenwertbestimmung

R = RK (1-p) +p

p = 1/n Ratewahrscheinlichkeit n = Anzahl möglicher AntwortenRK = korrigierte Messwerte

R

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

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Recht- und Fehlsichtigkeit

Rechtsichtigkeit mit einer Fernpunktsweite

von mehr als 5 Meter

Kurzsichtigkeit mit einer Fernpunktsweite

kleiner als 5 Meter

Brechkraft zu hoch

Brechkraft zu klein

Weitsichtigkeit, der Fernpunkt ist virtuell

Fp (reell)

Fp im

Brechkraft richtig

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Fp

Korrektur der Fehlsichtigkeit

Korrekturregel: Der Brennpunkt des Korrekturglases muss im Fernpunkt des unkorrigierten Auges liegen

HornhautscheitelabstandHSA

Fp

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Galilei-Fernrohr - vergrößert

Bildgrößenveränderung durch das Brillenglas

umgekehrtes Galilei-Fernrohr - verkleinert

V = DF/DK DF: Brechkraft des „Fehlers“ , DK: Brechkraft des Brillenglases

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Astigmatismus

Eine torische Hornhaut mit unter-schiedlichen Krümmungen derHornhautmeridiane führt zu einer astigmatischen Abbildung

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Zylinderlinsen

Zylinderachse

Opt. Achse

Ebene der opt. W

irkungen

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Nahpunkt

Fernpunkt

Akkommodationsvermögen (AV)

AV(dpt) = 1a(m)

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Mehrstärkengläser

Bifokalgläser

Trifokalglas

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Gleitsichtgläser

vertikaler Schnitt Brechkraftverlauf

Linien mit konstantem astigmatischem Fehler

Nabelpunktlinie

Satz von Minkwitz: dA/dx = 2dB/dy

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14mm

11mm

Gleitsichtgläser

55mm

45mm

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Modell des Auges

AUGENMODELL mit Beobachtung des Netzhautbildes

Sehtest „Brille“ „Augen- „Netzhaut“ Lupe Beobachter brechkraft

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Brennlinien eines astigmatischen Brillenglases

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Astigmatismus

Eine torische Hornhaut mit unter-schiedlichen Krümmungen derHornhautmeridiane führt zu einer astigmatischen Abbildung

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-- kohärentem Licht

-- inkohärentem Licht

Messung des

retinalen Auflösungsvermögens mit

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Interferenzstreifen auf der Retina

Erzeugung bei klaren Medien bei trüben Medien

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Rodenstock Retinometer

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Strahlverdopplung an unterschiedlich

dicken Glasplättchen

Drehung der Netzhautfigur mit demDove-Prisma

Strahlengang des Rodenstock-Retinometers

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0 10 20 30 40 50 60retinales Auflösungsvermögen (Linien pro Grad)

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

Visus Visus und retinale Auflösung bei klaren Augenmedien

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0 <0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 >0,7

„Retinometer-Visus“ präoperativ

>0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

<0,1

LW

Visus postopera-tiv

Korrelation Retinometer prä- und Sehschärfe postoperativ

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Heine Hand-Retinometer „λ-100“

Auge Spiegel

Drehprisma

6 Gitter wahlweise 3 bis 25 Linien/mm

Blende 0,2mmRotfilter

Lampe

Strahlengang