Операционные микроскопы: виды и их особенности

Огромный перечень заболеваний, включая рак, требует хирургического вмешательства как основного метода лечения. Успех операции во многом также зависит от качества визуализации анатомических структур. 

Сейчас, существует огромное количество производителей хирургических микроскопов – Leica Microsystems, Zeiss, Haag Streit, и т.д. Каждая модель имеет свои преимущества и недостатки. Потому целью этой статьи является: 

• предоставление подробной информации о различных типах операционных микроскопов, их функциях и технологических характеристиках.
• помощь специалистам в выборе наиболее релевантного оборудования для конкретных хирургических задач

1. Оптика

Важнейшей характеристикой хирургических микроскопов, конечно же, является качество оптики. 

Оно определяется несколькими характеристиками. Во-первых, это количество света которое «съедает» сама линза. Поскольку микроскоп состоит из множества линз, которые находятся на пути пучка света, картинка, которую наблюдатель видит в окуляре, будет темнее, чем та, которую он наблюдает невооруженным глазом. В современных микроскопах премиум-класса, показатель пропускания света достигает почти 99,8%.

Во-вторых, не менее важным критерием оптики является правильность передачи цветов. Из-за физических свойств света, разные цвета имеют разную длину волны, а значит и разный коэффициент преломления. Из-за этого, фокус красного луча и, например, фиолетового, могут не совпадать. Это приводит к искажению изображения и появлению хроматических аберраций. Однако, производителями оптики были созданы линзы с компенсацией данного показателя.  Например, ахроматические объективы исправляют хроматические аберрации для двух цветов, а в ахроматических объективах фокусное расстояние одинаковое для всего видимого спектра.

И последним, но немаловажным показателем, является глубина фокуса Представьте, что вы смотрите на линейку, которая лежит на уровне глаз. Чем больше значений вы видите четко, тем больше глубина фокуса. Например, на картинке слева мы четко видим цифры 2 и 7, однако на картинке справа цифра 2 размыта, а цифру 7 мы почти не видим.  

Этот показатель особенно важно учитывать во время выбора хирургического микроскопа. Поскольку живые ткани имеют рельеф, полости и углубления, глубина фокуса определяет, насколько часто придется корректировать фокус прямо во время операции, чтобы четко видеть операционное поле.

2. Освещение

Другим важным критерием хирургического микроскопа является освещение. Его недостаток в узких полостях и глубоких каналах приводит к тусклой картинке с тенями, что может усложнить работу хирурга. Чем ярче освещение, тем четче будет картинка. Однако, слишком сильное освещение может привести к перегреву поверхности тканей во время долгих операций. 

В современных микроскопах встроены специальные функции, которые автоматически регулируют освещение, тем самым обеспечивая безопасность пациента во время операции.

Таким образом, качество оптики и правильное освещение имеют ключевое значение при выборе микроскопа.

на фото офтальмологический хирургический микроскоп M844 от Leica Microsystems

Операционные микроскопы со временем были усовершенствованы до прецизионного инструмента с дополнительными модулями и полезными функциями. Они оснащены высокоточной оптикой и мощным освещением, которые обеспечивают хирургам регулируемое увеличение, удобное рабочее расстояние и обзор всего операционного поля. 

Штативы с электромагнитными замками обеспечивают стабильность и маневренность, а возможность выведения изображения на экран позволяет всей хирургической команде следить за ходом операции. Более того, современные хирургические микроскопы оснащены различными модулями интраоперационной визуализации, такими как флуоресценция и оптическая когерентная томография (ОКТ). Дополненная реальность (AR) также становится популярным дополнением к хирургическому микроскопу и предлагает огромное удобство хирургам в качестве интраоперационного диагностического инструмента.

Конструктивно хирургические микроскопы можно разделить на две группы: офтальмология и общая хирургия. О различиях и основных особенностях рассказываем далее.

Этот тип используется для удаления катаракты, хирургического лечения глаукомы, коррекции контузии, восстановления органов зрения после травм, удаления злокачественных и доброкачественных образований, выполнения кератопластики и операций на сетчатке глаза. Микроскоп оснащается бинокулярами высокого разрешения и системой освещения, что в совокупности позволяет получать четкое, максимально детализированное и яркое изображение. 

При работе с офтальмологическими микроскопами используется дополнительное освещение, которое обеспечивает стойкий красный рефлекс. Оно может быть коаксиальным или падать под определенным углом – в зависимости от особенностей конкретной модели. 

Современные офтальмологические микроскопы отличаются модульной архитектурой, то есть могут комплектоваться разным набором элементов. Благодаря чему удается «собирать» приборы и подстраивать их под требования конкретного специалиста или отделения.

Независимо от комплектации, абсолютно все устройства обеспечивают высокую четкость изображения и стабильный красный рефлекс, который особенно важен при лечении катаракты. Для операций на заднем отрезке используются специальные широкоугольные системы. Они позволяют рассматривать глазное дно пациента на операционном микроскопе.

В офтальмологических микроскопах используется галогеновое или светодиодное освещение. В более новых моделях чаще используется именно светодиодное, поскольку оно более экономичное и почти не испускает излучение в инфракрасной части спектра, что также защищает ткани глаза от высыхания и перегрева во время операции.

Приборы оснащаются светодиодными лампами и создают равномерное, комфортное для врача и пациента освещение. При необходимости есть возможность менять температуру освещения, установив специальные светофильтры. Также, помимо комфорта, фильтры используются для защиты глаз хирурга при работе с лазерами. 

Микроскопы новейшего поколения дополнительно оснащены ОКТ-сканерами, которые позволяют сканировать передние и задние участки глаза, создавая до 35 тысяч А-сканов в секунду (разрешение каждого снимка достигает 5 мкм). Изображения передаются на дисплей в операционной с возможностью видеозаписи. 

Что касается общей хирургии, то применяемые микроскопы в этом случае можно поделить на диагностические (оториноларингология и стоматология) и хирургические (нейрохирургия, трансплантология, ортопедия, реконструктивная хирургия). Далее расскажем более подробно о некоторых особенностях микроскопов для этих направлений.

Одно из основных отличий микроскопов для общей хирургии от офтальмологических заключается в освещении. В хирургических микроскопах используется ксеноновый свет, который максимально приближен по выпускаемому спектру к дневному свету. Это необходимо, поскольку в хирургии часто используются флуоресцентные контрасты, такие как: индоцианин зеленый, 5-аминолевулиновая кислота и флуоресцеин.

на фото хирургический микроскоп M320 O для отоларингологии от Leica Microsystems

Это компактные, маневренные и стабильные оптические приборы. По техническому типу, как правило, – это стереомикроскопы, обеспечивающие объемное восприятие при наблюдении.

Новейшие стереоскопические ЛОР-микроскопы характеризуются высококачественной оптикой, что позволяет получить качественное и точное изображение. 

Выведение изображения на экран, 4К камера, трансляция видеозаписи на портативные устройства, 5-ступенчатый переключатель увеличения, удобное хранение изображений и видео в качестве 4K на SD-карте для удобной передачи на компьютер и многие другие преимущества доступны пользователям современных диагностических микроскопов.

В этих микроскопах применяется светодиодное или галогеновое освещение, которое не искажает естественные цвета тканей и обеспечивает максимальную точность цветовосприятия. 

Особенности микроскопов для общей хирургии:

• наличие ассистента
• возможность размещения ассистента сбоку или напротив в зависимости от типа операций 
• штатив с электромагнитными замками
• система автобалансировки

на фото нейрохирургический микроскоп с цифровой визуализацией ARveo 8 от Leica Microsystems

Невозможно представить современную нейрохирургию без хирургического микроскопа. Использование нейрохирургического микроскопа позволяет хирургам выполнять минимально инвазивные методики, которые предполагают меньшее количество разрезов, меньшую травматичность и быстрое восстановление при надлежащем медицинском уходе.

• Операции по клипирование аневризмы головного мозга
• Резекция опухолей
• Лечение артериовенозной мальформации (АВМ)
• Операции шунтирования мозговых артерий
• Хирургическое лечение  эпилепсии
• Хирургия позвоночника

Нейрохирурги оперируют в глубоких и узких полостях, работая с самым сложным органом человеческого организма – мозгом. Кроме того, нейрохирурги используют контраст 5-аминолевуленовую кислоту для подсвечивания клеток, глиом. Для этого нужны специальные фильтры и мощный источник света. Потому в конструкции микроскопов используются ксеноновье осветители 300-400 Вт мощности. 

В случае с микроскопами от нашего партнера, компании Leica Microsystems, специалистам доступна флуоресценция с технологией  дополненной реальности (AR) GLOW800 и GLOW400. 

Суть технологии проста. Поскольку флуоресценция индоцианина зеленого (ICG) видима только в инфракрасном свете и не может быть замечена невооруженным глазом, для комфорта хирурга на реальное изображение накладывается обработанная картинка инфракрасного света с помощью технологии дополненной реальности.

Подводя итог, можем сказать, что при выборе микроскопа для общей хирургии, ситуация идентичная с офтальмологией – для осуществления базовых операций и диагностики вы можете приобрести диагностический микроскоп по типу Leica M320 O, но для более сложных вмешательств, как в случае с нейрохирургией, лучше остановить выбор на приборе экспертного класса по типу M530 OHX или ARveo 8, которые смогут повысить эффективность всей операционной команды и, благодаря своей универсальности, могут использоваться также в диагностических целях.

Также отметим, что, несмотря на различия между типами и предназначениями, хирургический микроскоп — это мощный инструмент, который может обеспечить дополнительное увеличение, яркое освещение и четкую визуализацию. Он используется при различных типах операций, улучшает хирургические результаты и удобство хирургов. Ожидается, что интеграция хирургических микроскопов с новейшими технологиями оптической визуализации изменит клиническую практику в операционной и принесет пользу пациентам. 

Надеемся, эта статья предоставила ответы на ваши вопросы и поможет или уже помогла при выборе необходимого именно вам микроскопа.