Увеличение в микрохирургии. Оптимальное зрение, безусловно, необходимо в пародонтальной практике. Более 90% ощущений человека приходится на визуальное восприятие. Зрение — сложный процесс интеграции множественных связей между глазом, сетчаткой, зрительным нервом и мозгом. Важной мерой человеческого зрения служит острота зрения (измеренная в угловых градусах), определяемая как способность воспринимать два объекта отдельно.

На нее влияют такие анатомические и физиологические факторы, как плотность клеток в сетчатке и электрофизиологическая обработка изображения на сетчатке. При необходимости остроту зрения улучшают с помощью корректирующих линз.

Освещение — один из важных факторов, влияющих на остроту зрения. Связь между остротой зрения и плотностью света хорошо установлена: при низкой и высокой плотности света острота зрения уменьшается. Максимальная острота зрения может быть достигнута при плотности света 1000 кд/м2 и реализуется при оптимальных условиях освещения.

Визуализация мелких деталей увеличивается за счет увеличения размера изображения объекта. Это может быть достигнуто двумя способами: приближением к объектам и увеличением. При использовании первого метода способность линзы глаза (хрусталика) к аккомодации становится важным фактором, влияющим на зрительную функцию. Изменение формы линзы позволяет увеличивать рефракцию оптического устройства, чтобы сфокусироваться на близких объектах.

С возрастом способность фокусироваться на близких объектах слабеет, поскольку хрусталик теряет эластичность (Burton, Bridgeman, 1990). Это явление называется пресбиопией. Пресбиопия поражает людей среднего возраста и становится особенно заметной, когда ближайшая точка, в которой глаз может точно фокусироваться, превышает оптимальное рабочее расстояние (Burton, Bridgeman, 1991).

Для того чтобы точно видеть мелкие объекты, приходится увеличивать фокусное расстояние. Например, пожилым людям для чтения без очков необходимо держать книгу дальше, чтобы увидеть печатные знаки, но большее рабочее расстояние приводит к тому, что буквы видны меньшего размера. Это уменьшение размера изображения, обусловленное увеличением рабочего расстояния, должно быть учтено как ограничение пресбиопии, особенно затрудняющее клиническую практику.

В пародонтальной практике ткани, которыми нужно манипулировать, обычно очень тонкие, и даже при нормальной остроте зрения их нелегко различить. Именно поэтому клиническая процедура может быть успешно выполнена только с использованием увеличения, что повышает точность и, следовательно, качество работы.

1. Оптические принципы луп. В стоматологии обычно используют два основных типа систем увеличения: хирургический микроскоп и лупы. Последние можно разделить на однолинзовые лупы (зажимные, откидные, ювелирные очки) и многолинзовые телескопические лупы. Однолинзовые лупы увеличивают фокусное расстояние, регулируя рабочее расстояние до заданной длины.

По мере увеличения фокусного расстояния (диоптрий линзы) рабочее расстояние уменьшается. С установленным рабочим расстоянием нет диапазона и нет возможности для движения, что затрудняет поддержание фокуса и, следовательно, может вызвать деформацию шеи и спины из-за плохой осанки (Basset, 1983; Diakkow, 1984; Shugars et aL, 1987). Кроме того, диоптрические лупы дают плохое качество изображения, что ограничивает качество операций с их помощью (Kanca, Jordan, 1995). Эти типы очков нельзя считать истинным средством увеличения.

Однако телескопические лупы (компаундные или призменные) обеспечивают хорошую эргономичную осанку, а также значительное улучшение оптических характеристик (Shanelec, 1992). В сложных лупах используется несколько линз с промежуточными воздушными пространствами (рис. 1). Они позволяют регулировать увеличение, рабочее расстояние и глубину поля зрения без чрезмерного увеличения размера или веса. Призмы-лупы — наиболее оптически продвинутый тип увеличения (рис. 2).

В то время как сложные лупы используют несколько преломляющих поверхностей с промежуточными воздушными пространствами для регулировки оптических свойств, призматические лупы представляют собой маломощные телескопы. Они содержат призмы Печана или Шмидта, которые удлиняют путь света через ряд зеркальных отражений внутри лупы (рис. 3). Призмы-лупы дают лучшее увеличение, более широкое поле зрения, большую глубину и более длинное рабочее расстояние, чем другие лупы.

Для того чтобы гарантировать правильную настройку лупы, необходимо знание некоторых основных определений и ключевых оптических характеристик лупы (рис. 4).

2. Рабочее расстояние. Рабочее расстояние (см. рис. 4) — это расстояние между линзой глаза и объектом зрения. Не существует установленного правила относительно того, насколько может быть увеличено рабочее расстояние. В зависимости от высоты и конечной длины плеча стоматолога рабочее расстояние со слегка изогнутыми рычагами обычно составляет 30-45 см. На этом расстоянии значительно улучшается постуральная эргономика, а напряжение глаз уменьшается из-за меньшей их конвергенции.

Множество проблем со спиной, шеей, плечом и глазами, которые возникают у стоматологов при работе без использования луп, часто бывают следствием необходимости создать короткое рабочее расстояние, чтобы увеличить остроту зрения (Coburn, 1984; Strassler, 1989). При использовании хирургической лупы голова стоматолога может сохранять правильное положение относительно позвоночника и противостоять силе тяжести.

3. Рабочий диапазон. Рабочий диапазон (глубина резкости) (см. рис. 4) — это диапазон, в пределах которого объект остается в фокусе. Глубина поля нормального зрения колеблется от рабочего расстояния до бесконечности. При возвращении с близкого рабочего расстояния глаза, естественно, приспосабливаются и переориентируются на новое рабочее расстояние. Обычно положение глаз и положение тела не сохраняются в течение длительного времени, но постоянно меняются. Использование лупы меняет эту геометрию.

Положение тела и положение мышц глазного яблока ограничивается диапазоном, определяемым характеристиками лупы. Важно понимать, что зрение каждого человека ограничено его собственным внутренним рабочим диапазоном, а это означает, что он может сосредоточиться на объекте в пределах 15 см, хотя лупы имеют 23-сантиметровую глубину резкости. У лупы любой марки глубина резкости уменьшается по мере роста увеличения.

4. Угол конвергенции. Угол конвергенции (см. рис. 4) представляет собой осевой угол, выравнивающий два окуляра, так что они располагаются на одинаковом расстоянии и под одинаковым углом. На определенном рабочем расстоянии угол конвергенции меняется в зависимости от межзрачкового расстояния. У более широко поставленных глаз будет большая конвергенция на коротких рабочих расстояниях. Именно поэтому угол конвергенции определяет положение мышц глазного яблока, и это может привести к напряжению внутренней и внешней прямых мышц глаза, что может быть важной причиной усталости глаз.

5. Поле зрения. Поле зрения (см. рис. 4) представляет собой линейный размер, или угловую протяженность, объекта при просмотре через телескопическую систему. Оно также варьирует в зависимости от конструкции системы оптических линз, рабочего расстояния и увеличения. Как и глубина резкости, когда увеличение растет, поле зрения уменьшается.

6. Межзрачковое расстояние. Межзрачковое расстояние (см. рис. 4) зависит от расположения глаз человека и представляет ключевой фактор регулировки, которая позволяет длительное, постоянное использование лупы. Оптимальная настройка, как и в бинокле, создает одно изображение со слегка овальной формой просмотра. Если область просмотра настроена на полный круг, избыточное напряжение мышц глаз будет препятствовать долговременному использованию лупы.

7. Угол обзора. Угол обзора (см. рис. 4) определяется как угловое положение оптики, которое позволяет комфортно работать. Чем меньше угол, тем больше необходимость наклона шеи для просмотра обрабатываемого объекта. Именно поэтому лупы для стоматологов должны иметь больший угол, чем лупы, предназначенные для промышленных рабочих. Незначительный угол или отсутствие угла, когда лупы встроены в линзы очков, может привести к тому, что оператор чрезмерно наклонит голову, чтобы просмотреть конкретный объект.

Это, опять же, может привести не только к дискомфорту шеи, но и к боли в мышцах плеча и, возможно, к головным болям. Поскольку рабочая поза иногда меняется, лупы должны иметь возможность настройки для любой позы.

8. Освещение. Большинство производителей предлагают системы дополнительного освещения или подходящие варианты крепления. Эти системы могут быть полезны, особенно для высокого увеличения (в диапазоне от х4 или более). Лупы с большим полем обзора будут иметь лучшее освещение и более яркие изображения, чем те, у которых более узкие поля зрения. Важные факторы при выборе дополнительного источника освещения — общая масса, качество и яркость света, легкость фокусировки и направления света в поле зрения лупы, а также удобство транспортировки (Strassler et al., 1998).

Необходимо понимать, что при каждой поверхностной рефракции в линзе 4% передаваемого света будет потеряно из-за отражения. В телескопических лупах это может составлять до 50% уменьшения яркости. Для противодействия этому эффекту разработаны антиотражающие покрытия, позволяющие объективам передавать свет более эффективно. Качество покрытия линз различно и должно оцениваться при выборе луп (Shanelec, 1992).

9. Выбор луп. Перед выбором системы увеличения необходимо рассмотреть различные лупы и предусмотреть достаточное время для правильной регулировки. Плохо настраиваемые или неправильно отрегулированные лупы, а также качество оптики будут влиять на производительность. Для пародонтальной хирургии инструментом выбора может быть регулируемая, с запечатанными призмами лупа с высококачественными линзами с покрытием, имеющая увеличение от х4 до х4,5, устанавливаемая либо на головном ремне, либо на передней раме, с подходящим рабочим расстоянием и большим полем зрения. Как основное руководство для надлежащего выбора можно использовать информацию из табл. 1.

10. Оптические принципы и компоненты хирургического микроскопа. Хирургический микроскоп представляет собой сложную систему линз, которая дает стереоскопическое видение при увеличении примерно х4-40 с отличным освещением рабочей области. В отличие от лупы, световые лучи падают параллельно сетчатке наблюдателя, так что не требуется схождения глаз, а потребность в напряжении боковой прямой мышцы минимальна (рис. 5). Микроскоп состоит из оптических компонентов, осветительной установки и монтажной системы. Для того чтобы избежать неблагоприятной вибрации микроскопа во время использования, он должен быть надежно закреплен на стене, потолке или напольной подставке.

При установке на пол положение микроскопа в помещении должно обеспечивать быстрый и легкий доступ.

Оптический блок включает следующие компоненты (рис. 6): 1) переключатель увеличения; 2) объективы; 3) бинокулярный тубус; 4) окуляры; 5) блок освещения (Burkhardt, Hiirzeler, 2000).

11. Переключатель увеличения. Переключатель увеличения, или галилеевский переключатель, состоит из одного цилиндра, в который входят две системы галилеевских телескопов (состоящие из выпуклой и вогнутой линз) с различными коэффициентами увеличения. Эти системы могут использоваться по одной в зависимости от положения переключателя увеличения. Доступны четыре различных уровня увеличения. Прямая передача без какой-либо оптики не дает увеличения. Комбинация переключателя увеличения с изменяющимися объективами и окулярами дает увеличение при регулировании.

Бесступенчатый переключатель с механическим приводом должен достигать увеличения х0,5-2,5 с помощью одной оптической системы, которая работает либо с педалью, либо с электроприводом, установленным на микроскопе. Оператор должен решить, следует ли использовать ручной или автоматизированный переключатель. Если увеличение должно часто меняться, это быстрее сделать ручным способом, чем с помощью автомата, причем первый способ не имеет промежуточных уровней. Автоматизированная система лучше наводит фокус и более комфортна, но дороже ручной.

12. Линзы объективов. Обрабатываемое переключателем увеличенное изображение проецируется только одним объективом. Он одновременно проецирует свет из источника дважды на отклонение призмами в рабочую зону (то есть коаксиальное освещение). Наиболее часто используемый объектив — 200 мм (f = 200 мм). Фокусное расстояние объектива обычно соответствует рабочему расстоянию объекта.

13. Бинокулярные тубусы. В зависимости от цели используют два различных варианта бинокулярных тубусов (то есть прямые и наклонные). С прямыми тубусами направление обзора параллельно оси микроскопа. При использовании наклонных тубусов достигается угол поворота по оси микроскопа 45°. В стоматологии в соответствии с эргономическими причинами используются только наклонные, поворотные тубусы, которые обеспечивают непрерывное регулирование просмотра. Последняя конфигурация состоит из складного бинокулярного тубуса со встроенной функцией поворота на 360°.

Это позволяет точно увеличить или уменьшить рабочее расстояние и регулировать расхождения глаз у хирурга и ассистента, что является важным аспектом для улучшения эргономики в пародонтальной микрохирургии (рис. 7). Точная настройка межзрачкового расстояния — основная предпосылка стереоскопического видения зоны действия.

14. Окуляры. Окуляры увеличивают промежуточное изображение, генерируемое в бинокулярных тубусах. При использовании разных окуляров может быть достигнуто увеличение х10, х12,5, х 16, х20. Выбор окуляра определяет не только увеличение, но и размер поля зрения. Как и в случае с лупой-очками, существует косвенная связь между увеличением и полем зрения. Окуляр увеличением х10 обычно обеспечивает достаточный компромисс между увеличением и полем обзора. Современные окуляры позволяют коррекцию в пределах от -8 до +8 диоптрий, давая чисто сферическую коррекцию.

Большинство хирургических микроскопов - это модули, которые могут быть оснащены опциями, включающими интегрированные видеосистемы, фотографические адаптеры для камер, устройства для хранения изображений, цветные принтеры и мощные источники освещения. До приобретения дополнительных опций неопытные клиницисты должны осознать, что им нужно. До покупки микроскопа рекомендуется использовать увеличительные лупы, чтобы привыкнуть к работе при увеличении.

12. Осветительная установка. При большом увеличении необходимо оптимальное освещение. Популярно использование галогенных ламп. Эти лампы обеспечивают более легкий свет, чем обычные лампы, из-за их более высокой цветовой температуры. Поскольку галогенные лампы излучают значительную часть в инфракрасном спектре, микроскопы оснащены зеркалами с холодным светом, чтобы не допускать это излучение в рабочую зону. Альтернативой галогеновому свету служит ксеноновая лампа, срок службы которой выше, чем галогеновой, более чем в 10 раз. Излучаемый свет имеет характеристики дневного света с еще более белым цветом и обеспечивает более яркое, более аутентичное изображение с большей контрастностью.

13. Преимущества и недостатки лупы и хирургических микроскопов. Многие пародонтологи пользуются в своей практике небольшим увеличением и признают его преимущества. Большинство результатов основано на субъективных высказываниях пациентов или наблюдениях хирургов. В настоящее время можно только предположить, насколько значительно влияние увеличения на результат операции. Увеличение, рекомендуемое для хирургических вмешательств, варьирует от х2,5 до х20 (Apotheker, Jako, 1981; Shanelec, 1992). В пародонтальной хирургии представляется оптимальным увеличение х4-5 для очков с лупой и х10-20 для хирургических микроскопов в зависимости от типа вмешательства.

Поскольку глубина резкости уменьшается с ростом увеличения, максимальное увеличение для хирургического вмешательства ограничено примерно х12-15 при решении локализованной проблемы, например охват одной рецессии мягкой ткани или закрытие раны после управляемой тканевой регенерации внутрикостного дефекта. Диапазон увеличения х6-8 кажется приемлемым для клинических осмотров или хирургических вмешательств, когда весь квадрант находится в зоне вмешательства. Более высокое увеличение (х15-25) востребовано для визуального клинического осмотра, например при эндодонтических вмешательствах.

Преимущества луп перед микроскопом — снижение чувствительности, затрат и длительности обучения. Однако освещение рабочего поля часто недостаточно, и это может ограничить полезность увеличения выше х4,5. Хирургический микроскоп гарантирует более эргономичную рабочую позу (Zaugg et al., 2004), оптимальное освещение рабочей области и свободно выбираемые уровни увеличения. Эти преимущества влекут за собой увеличение расходов на оборудование и расширенный этап обучения для хирурга и его ассистента. Для того чтобы визуализировать труднодоступные язычные или нёбные участки, микроскоп должен обладать достаточной маневренностью. Усовершенствованные модели позволяют напрямую просматривать внутриротовые операционные участки. С помощью этих оптических устройств, скорее всего, можно будет выполнять все пародонтальные вмешательства.

- Также рекомендуем "Инструменты и шовный материал в микрохирургической стоматологии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 18.12.2022