Luz en Medicina- biofísica- power point. sus múltiples aplicaciones para la salud PDF

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LUZ EN MEDICINABIOFISICAIntroducciónEl hombre es muy eficiente para producir luzartificial, pero el sol sigue siendo la principal fuente de luz. La luz tiene propiedades interesantes, muchas de las cuales se usan enmedicina.ReflexiónLa reflexión difusa ocurre cuando las superficies rugosas dispersan...

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LUZ EN MEDICINA BI BIOFIS OFIS OFISIICA 20 20220

Introducción El hombre es muy eficiente para producir luz artificial, pero el sol sigue siendo la principal fuente de luz. La luz tiene propiedades interesantes, muchas de las cuales se usan en medicina.

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Refracción La velocidad de la luz es de 300.000 km/s en el vacío y cambia cuando pasa de un material a otro. La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en un material dado se denomina índice de refracción.

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Reflexión La reflexión difusa ocurre cuando las superficies rugosas dispersan la luz en muchas direcciones. La reflexión especular es más útil, se obtiene de superficies lisas, como espejos donde la luz se refleja en un ángulo que es igual al ángulo en el que golpea la superficie. Los espejos se usan en muchos instrumentos médicos.

Reflexion interna total en metacrilato 4

Propiedades de la Luz La luz se comporta como una onda y como una partícula. Como onda produce interferencia y difracción, que son de menor importancia en medicina. Como partícula puede ser absorbida por una molécula. Cuando se absorbe un fotón de luz, su energía puede causar un cambio químico que a su vez puede causar un cambio eléctrico.

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Calor Cuando se absorbe la luz, su energía generalmente aparece como calor. Esta propiedad es la base para el uso en medicina de la luz infrarroja (IR) para calentar tejidos. Además, el calor producido por los rayos láser se utiliza para cortar y vaporizar tejido, así como cauterizar pequeños vasos sanguíneos. Tiene grandes aplicaciones en Oftalmología, Dermatología y Fisioterapia

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Fluorescencia A veces, cuando se absorbe el fotón, se emite un fotón de luz de menor energía. Esta propiedad se conoce como fluorescencia. Ciertos materiales fluorescen en presencia de luz UV, y emiten luz visible. Una forma en que se usa la fluorescencia en la medicina es en la detección de porfiria, una condición en la que los dientes fluorescen en rojo cuando se irradian con luz UV. Otra aplicación importante es en microscopios fluorescentes.

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Longitud de Onda La longitud de onda de la luz se mide en nanómetro. La luz ultravioleta: 100 a 400 nm; La luz visible: 400 a 700nm La luz IR: 700 a más de 10.000 nm. La luz tiene longitudes de onda mucho más cortas que las ondas de radio y televisión, pero mucho más largas que los rayos X y los rayos gamma. La luz es radiación NO ionizante. 8

Espectro Electromagnético Las longitudes de onda de la luz se ajustan a todo el espectro de radiación electromagnética.

El umbral de la radiación ionizante es el UV lejano con longitud de onda menor a 100 nm y energías mayores a 10 eV. 9

Luz en Medicina La luz visible en medicina le permitirle al médico obtener información visual sobre el paciente con respecto, al color de su piel o presencia de estructuras anormales. Pero cuando desea mirar dentro de una cavidad, necesita enfocar la luz en la región de interés, mediante espejos. El oftalmoscopio para mirar los ojos y el otoscopio para mirar los oídos, utilizan básicamente el mismo principio.

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Endoscopia Los endoscopios se utilizan para ver cavidades corporales internas. Por ejemplo, los cistoscopios (vejiga), los proctoscopios (recto) y los broncoscopios (pulmones). Los endoscopios pueden ser rígidos o flexibles con una fuente de luz para iluminar el área de interés. Muchos de ellos están equipados con accesorios ópticos para magnificar los tejidos y dispositivos para realizar biopsias.

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Fibra Óptica La fibra óptica permitió la construcción de endoscopios flexibles, se pueden usar para obtener información de regiones del cuerpo que no se pueden examinar con endoscopios rígidos, como el intestino delgado y gran parte del intestino grueso. Algunos tienen más de un metro de longitud.

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Endoscopia Dado que la luz contiene energía que aparece como calor cuando se absorbe, existe un límite en la cantidad de luz que se puede usar en la endoscopia. El calentamiento puede reducirse mediante filtros de luz IR (luz fría), minimizando el calentamiento de los tejidos.

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Transiluminación Es la transmisión de luz a través de los tejidos del cuerpo. Si encendimos una linterna entre nuestros dedos podemos ver el resplandor rojo que se produce. El brillo es principalmente rojo porque la mayoría de los otros colores en el haz son absorbidos por los glóbulos rojos; La luz roja es el único componente que se transmite.

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Transiluminación Se usa clínicamente en la detección de hidrocefalia (cabeza de agua) en bebés. Como el cráneo no está completamente calcificado, la luz puede penetrar, si hay un exceso de líquido cefalorraquídeo, la luz se dispersa produciendo patrones característicos de la hidrocefalia.

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Fototerapia Dado que la luz es una forma de energía y se absorbe selectivamente en ciertas moléculas, puede causar importantes efectos fisiológicos. Muchos bebés prematuros tienen ictericia, el hígado excreta un exceso de bilirrubina, la mayoría se recuperan si sus cuerpos son expuestos a la luz visible.

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Luz Ultravioleta e Infrarroja Las longitudes de onda adyacentes al espectro visible también tienen usos importantes en medicina. Los fotones ultravioleta tienen energías mayores que los fotones visibles, mientras que los fotones IR tienen energías más bajas. La luz UV con longitudes de onda inferior a 290 nm es germicida, se puede usar para esterilizar instrumentos médicos. La luz UV produce más reacciones en la piel que la luz visible, algunas son beneficiosas y otras son dañinas. 17

Luz Ultravioleta Uno de los principales efectos beneficiosos de la luz ultravioleta es la conversión de productos moleculares en la piel en vitamina D. Los dermatólogos también han descubierto que la luz ultravioleta mejora ciertas condiciones de la piel, como el vitíligo y la psoriasis.

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Luz Ultravioleta La luz ultravioleta del sol afecta la melanina en la piel para causar el bronceado. Sin embargo, la luz UV puede producir quemaduras solares en la piel. La cantidad de luz UV en el espectro depende de la cantidad de atmósfera por la que debe pasar la luz solar.

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Luz Ultravioleta La luz UV es la principal causa de cáncer de piel, generalmente aparece en aquellas partes del cuerpo que han recibido la mayor cantidad de luz solar, como la punta de la nariz, las orejas y la parte posterior del cuello. La luz ultravioleta no puede verse a simple vista porque se absorbe antes de que llegue a la retina. El gran porcentaje de luz UV absorbida por el cristalino puede ser la causa de cataratas (opacidad del cristalino).

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Luz Infrarroja La mitad de la energía del sol está en la región IR. El calor que sentimos del sol se debe al componente IR. Los rayos IR no suelen ser peligrosos, sin embargo, mirar al sol a través de un filtro (por ejemplo, gafas de sol de plástico) que elimina la mayor parte de la luz visible y permite la entrada de las longitudes de onda IR puede causar quemaduras en la retina.

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Luz Infrarrojoa Las lámparas de calor que producen luz IR con longitudes de onda de 1000 a 2000 nm se utilizan para fines de fisioterapia. La luz IR penetra más en los tejidos que la luz visible y puede calentar tejidos profundos.

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Luz Infrarrojoa En medicina se utilizan dos tipos de fotografía IR: Reflexiva: muestra los patrones de las venas justo debajo de la piel. Dado que la temperatura en la piel depende del flujo sanguíneo, un termograma muestra el patrón venoso como una fotografía de IR cercano. Emisiva: utiliza las ondas de calor IR emitidas por el cuerpo que dan una indicación de la temperatura corporal, llamado termografía. 23

Luz Infrarroja Existe una variación considerable en los patrones venosos de los individuos normales, los patrones venosos en los dos senos pueden ser bastante diferentes. El cáncer y otras enfermedades pueden causar cambios en el patrón venoso. Una capa de grasa debajo de la piel puede reducir la apariencia del patrón venoso.

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LASER Un láser es una fuente de luz que emite un haz estrecho de una sola longitud de onda (luz monocromática) en la que cada onda está en fase con las otras cercanas (luz coherente). Laser es un acrónimo de amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. El primer láser se hizo en 1960 a partir de un cristal de rubí. Los científicos han fabricado muchos tipos de láser utilizando gases, líquidos y sólidos.

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LASER La energía del láser se libera como un haz de luz estrecho, ya sea como una onda continua o como un pulso intenso. El haz estrecho puede considerarse como una luz puntual. Cuando toda la energía del láser se concentra en un área tan pequeña, la densidad de potencia se vuelve muy grande.

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LASER En medicina los láseres se usan principalmente para suministrar energía al tejido, la longitud de onda del láser utilizada debe ser fuertemente absorbida por el tejido. Las longitudes de onda cortas (400 a 600 nm) se absorben mejor que las longitudes de onda largas (~ 700 nm). La energía láser provoca un aumento rápido de la temperatura y puede destruir el tejido. La cantidad de daño al tejido depende de cuánto tiempo esté el tejido a una temperatura elevada. También puede producir daños debido a los efectos fotoquímicos. 27

LASER El láser se usa habitualmente en oftalmología, principalmente para la fotocoagulación de la retina, es decir, calentar un vaso sanguíneo hasta el punto en que la sangre se coagula y bloquea el vaso. Cirugía laser es aquella que trata los defectos refractivos: miopía, hipermetropía y astigmatismo. Se emplea un láser ultravioleta para extraer una delgada capa de la cornea, dando a la córnea una nueva forma, para corregir los defectos de enfoque de la visión. 28

LASER También es utilizado en el tratamiento de varices y hemorroides. Su efectividad en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer y su utilidad como bisturí para la cirugía están en continua investigación.

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Microscopio El microscopio de luz se puede configurar en varios aumentos cambiando la potencia del ocular o de la lente del objetivo. El mayor aumento está limitado por la longitud de onda de la luz visible de 400 a 700 nm (0,4 a 0,7 μm), el objeto más pequeño que se puede resolver es de ~ 1 μm. La mayoría de las células tienen un diámetro de 5 a 50 μm.

https://www.lifeder.com/partes-microscopio-optico/ 30

Microscopio La mayoría de las células son transparentes a todas las longitudes de onda (l l). Para distinguir las diferentes células, es necesario teñirlas con un químico que absorba ciertas l . La microscopía de fluorescencia es una forma especial de microscopía óptica. Utiliza la capacidad de ciertas moléculas para emitir luz de mayor l después de ser excitado con luz de una determinada l.

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Microscopio El microscopio de contraste de fase aprovecha otro fenómeno para permitir que se vean las estructuras celulares sin el uso de tinción. Los rayos combinados interfieren, produciendo áreas oscuras donde hay interferencia destructiva y áreas claras donde hay interferencia constructiva.

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Muchas Gracias

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