Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, Архангельск, Россия

Обоснование выбора оптимальной модели операционного микроскопа

Крайнова А.А. Научный руководитель: Карякина Ольга Евгеньевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии человека и биотехнических систем САФУ имени М.В.Ломоносова

Микрохирургия - это один из разделов современной хирургии, в котором методом оперативного вмешательства выполняются операции на небольших по размеру микроструктурах человеческого организма, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. Для выполнения микрохирургических операций необходимы специальные оптические приборы для увеличения - операционные микроскопы [1]. Широко такие микроскопы применяют в стоматологии, оториноларингологии, нейрохирургии и офтальмологии - областях медицины, в которых точность визуализации наиболее важна. Среди известных производителей операционных микроскопов можно назвать такие как «Leica» (Германия), «Carl Zeiss» (Германия), «ЛОМО» (Россия).

Операционный микроскоп - это бинокулярный аппарат, где при помощи специального источника света, который расположен внутри прибора, освещается все операционное поле, а свет от него проникает через линзы объектива. Сама же визуальная «голова» микроскопа позволяет изменять кратность при помощи отдельной педали или сменой окуляров [2].

Операционный микроскоп состоит из 3 основных частей: оптической, осветительной и механической. Оптическая часть - это система окуляров и объективов, осветительная - источники освещения, конденсор и диафрагма. К механической части принято относить все остальные элементы: штатив, револьверное устройство, систему фокусировки [3].

Операционный микроскоп либо жестко фиксирован, либо имеет основание - тяжелую платформу, позволяющую устойчиво закрепить микроскоп и избегать колебаний. У современных микроскопов там же находится встроенный компьютер с программным обеспечением и дублирующая система контроля. Рабочая «голова» микроскопа включает объектив с линзой, направленный на операционное поле, окуляры - основные для хирурга и дополнительные для ассистентов, ручки с манипуляторами, а также, манипулятор, зажимаемый губами и переносные педали управления. Рычажные механизмы позиционирования дополнены электрическими моторами, обеспечивающими автоматическую балансировку и плавность движений микроскопа. За счет отраженного света в объективе посредством двойной системы линз воспринимается трехмерное пространственное изображение. При этом вмонтированный в «голову» микроскопа источник света, либо освещение, доставленное по гибкому стекловолокну, освещает операционное поле, что особенно актуально при выполнении минимально инвазивных доступов. Помимо перечисленных, к техническим достижениям современных операционных микроскопов следует отнести функцию автофокусировки, интеграцию с нейронавигационным оборудованием, отображающее положение фокусировки на анатомической модели, а также роботизированное автопозиционирование и вращение вокруг заданной точки [4].

На рисунке 1 представлен общий вид операционного микроскопа.

операционный микроскоп оптический микрохирургический

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Рисунок 1 - Общий вид операционного микроскопа: 1 - оптическая голова; 2 - осветительное устройство; 3 - демонстрационная система с окуляром; 4 - кольцо диоптрийной наводки; 5 - система кронштейнов для крепления оптической головки на каретке; 6 - каретка; 7 - крышка штанги; 8 -штанга; 9 - штатив; 10 - переключательнапряжения; 11 - шнур электропитания

В настоящее время на рынке медицинских изделий представлено значительное количество различных моделей операционных микроскопов, отличающихся техническими и функциональными возможностями. Резюмируя вышесказанное, проблема выбора оптимальной модели операционного микроскопа с учетом соотношения «цена-качество» является актуальной. Для обоснования рационального выбора был проведен анализ 7 моделей операционных микроскопов на основе метода иерархий Т. Саати [5]. Были выбраны операционные микроскопы следующих моделей: «OPMI Sensera» (Германия), «Leica ULT 500» (Германия), «Allegra 590» (Германия), «HI-R 700/700XY» (Германия), «МХ-ОФ-2 ЛОМО» (Россия), «ОМ-9 Takagi» (Япония), «Prima L» (США).

Для решения поставленной задачи была произведена количественная оценка диагностических и технико-эксплуатационных возможностей операционных микроскопов. В качестве диагностических параметров были выбраны: угол наклона окуляра, диапазон рабочего расстояния, общее увеличение. В качестве технико-эксплуатационных параметров - источник света и масса.

Поясним значимость каждого выбранного параметра. Так, максимальный угол наклона окуляра - это параметр, характеризующий отношение превышения рабочего поля к горизонтальному приложению. Рабочее расстояние объектива микроскопа - промежуток между объектом изучения и линзой объектива, который влияет на допустимые размеры объекта для изучения. Отметим, что большое значение для хирургического микроскопа имеет рабочее расстояние, поскольку он применяется для проведения оперативных вмешательств. Среднее значение диапазона рабочего расстояния операционного микроскопа обычно составляет 200 мм. Общее увеличение микроскопа равно произведению собственных увеличений объектива и окуляра. Источник света предназначен для создания светового потока, который позволяет осветить объект таким образом, чтобы последующие части микроскопа предельно точно выполняли свои функции. Вес операционного микроскопа является не менее важной характеристикой.

Перечни диагностических и технико-эксплуатационных параметров микроскопов представлены в таблицах 1, 2.

Таблица 1 - Перечень диагностических параметров операционных микроскопов

Таблица 2 - Перечень технико-эксплуатационных параметров операционных микроскопов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

На первом этапе было произведено ранжирование выбранных параметров, а также для каждого из них введены коэффициенты значимости, отражающие вклад в итоговую целевую функцию (Таблицы 3,4).

Таблица 3 - Ранжирование диагностических параметров операционного микроскопа

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Таблица 4 - Ранжирование технико-эксплуатационных параметров операционного микроскопа

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

На втором этапе были составлены матрицы оценок результатов медицинских услуг, реализуемых с помощью операционных микроскопов.

В результате были рассчитаны значения целевых функций F и T, количественно отражающих диагностические и технико-эксплуатационные возможности операционных микроскопов по формулам (1) и (2) соответственно:

F_i = ?w_ja_ij, (1)

T_i = ?q_kb_nk. (2)

где w_j, q_k - коэффициенты значимости j-ой и k-ой характеристики соответственно; a_ij, b_nk - j-ая и k-ая оценка результата оказываемой с помощью операционного микроскопа медицинской услуги.

Расчетные значения целевых функций F и T для операционных микроскопов приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Расчетные значения целевых функций F и T

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1

Результаты анализа данных таблицы 5 свидетельствуют о том, что оптимальными моделями операционных микроскопов с учетом значений целевых функций являются модели немецких производителей «Leica ULT 500» (F = 36, Т = 22) и «HI-R 700/700XY» (F = 24, Т = 22).

Важными преимуществами модели «Leica ULT 500» являются большое значение максимального угла наклона окуляра, а также широкий диапазон рабочего расстояния, что обусловливает высокую эффективность его применения в микрохирургической практике.

Кроме того, операционный микроскоп «Leica ULT 500» - это светосберегающее решение для совместного наблюдения со всеми блоками оптики микроскопов «Leica» в нейрохирургии, спинномозговой хирургии или отоларингологии [6].

Второй вариант оптимальной модели - микроскоп «HI-R 700/700XY» несколько уступает предыдущей модели по функциональным возможностям, а именно меньшим значением максимального угла наклона и общего увеличения. Конструкция «HI-R 700/700XY» позволяет эффективно использовать его в отоларингологической практике, спинальной, пластической, сосудистой и нейрохирургии [7].

Таким образом, в настоящей работе представлены результаты научно-практического обоснования выбора оптимальной модели операционного микроскопа, которые показали, что в данном сегменте рынка медицинских изделий можно рекомендовать 2 модели операционных микроскопов немецкого производства: «Leica ULT500» и «HI-R 700/700XY».

Список литературы

1. Микрохирургия - общие сведения [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.tiensmed.ru/news/post_new2583.html, свободный (дата обращения: 24.12.2018).- Загл. с экрана.

2. Операционные микроскопы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.stormoff.ru/brands/, свободный (дата обращения: 24.12.2018). - Загл. с экрана.

3. Устройство и основные части оптического микроскопа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://altami.ru/articles/about_microscopes/main_parts1/, свободный (дата обращения: 24.12.2018). - Загл. с экрана.

4. Бывальцев, В. А., Жданович Г. С., Белых Е. Г. Операционный микроскоп при вертебрологических и краниальных операциях: от монокуляра до 3d визуализации [Текст] / В. А. Бывальцев, Г. С. Жданович, Е. Г. Белых // Сибирский медицинский журнал - 2015. - № 8. - С. 5 - 8.

5. Метод анализа иерархий Т. Саати [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

https://studme.org/1944081325063/menedzhment/metod_analiza_ierarhiy_saati, свободный (дата обращения: 24.12.2018). - Загл. с экрана.

6. Операционный микроскоп LEICA ULT 500 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rosmed.ru/scatalog/show/5648/ Operacionnyy_mikroskop_ LEICA_ULT_ 500, свободный (дата обращения: 24.12.2018). - Загл. с экрана.

7. Операционный микроскоп Hi-R 700 / 700XY Moller-Wedel [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.stormoff.ru/products/hi_r_oper/, свободный (дата обращения:

24.12.2018). - Загл. с экрана.

Размещено на Allbest.ru