Оборудование в лапароскопической гинекологии

07 Февраля в 17:25 4044 0


Оперативная лапароскопия в гинекологии предъявляет высокие требования к оборудованию и инструментам, используемым при проведении операций. Это функциональность и надёжность, современный дизайн и эргономичность. В то же время, по справедливому мнению Л.В. Адамян, рекламный бизнес настойчиво пропагандирует «чудотворность» того или иного оборудования, выпускаемого крупной фирмой, только потому, что фирма имеет возможность выделить большие средства на рекламу.

Полный комплект инструментов и аппаратов, позволяющий выполнять большинство операций, получил название «Эндохирургический комплекс». Основной узел этого комплекса, позволяющий передавать изображение на экран монитора, представлен эндовидеосистемой. Она состоит из лапароскопа, оптической системы с миниатюрной видеокамерой, световодного жгута для передачи света и монитора видеоизображения. Сигнал, передаваемый видеокамерой на монитор, можно записать на видеомагнитофон для последующего просмотра и анализа.

Оптическая система

Лапароскопическая оптическая система — первое звено в цепи передачи изображения. Основной элемент этого инструмента — оптическая трубка с системой миниатюрных линз. Лапароскоп передаёт изображение из полости тела человека на видеокамеру. Лапароскопические оптические системы имеют следующие технические параметры:

1. Диаметр инструмента может быть 10, 5 мм и менее. 10-миллиметровая оптика наиболее распространена, 5-миллиметровый лапароскоп применяют в детской хирургии и для диагностических процедур. В последние годы был сконструирован лапароскоп диаметром 2 мм.
2. Входной угол зрения — угол, в пределах которого лапароскоп передаёт входное изображение на видеокамеру. В среднем этот параметр лежит в пределах 80°.
3. Направление оси зрения — 0°, 30°, 45°, 75°. Если ось зрения составляет 0°, лапароскоп называют торцевым или прямым. В остальных случаях лапароскоп называют косым. Косая оптика более функциональна и удобна при работе в условиях двухмерного изображения. Она позволяет осмотреть объект с разных сторон, не меняя точку введения инструмента. В распоряжении каждого хирурга должна быть как прямая, так и косая оптика.

Оптическая трубка, вводимая через цервикальный канал и применяемая для осмотра полости матки, получила название «Гистероскоп»).

Видеокамера

История медицины помнит мало примеров столь стремительного развития отдельного направления в хирургии. Необычайный прогресс эндовидеохирургии и её перспективы в первую очередь связаны с новейшими техническими разработками в области передачи изображения. Первым шагом в этом направлении стала возможность устанавливать мини-видеокамеру на окуляр эндоскопа, что позволило получать качественное увеличенное изображение на экране монитора в реальном масштабе времени.

Таким образом, хирурги смогли не только оторваться от окуляра и освободить руки, но и осуществлять контролируемые глазом манипуляции инструментами. Расширение спектра эндовидеогинекологических вмешательств и повышение их качества в настоящее время неразрывно связаны с совершенствованием качества видеокамер.

Высококачественная камера имеет минимальную массу, обладает высоким разрешением, способностью передавать мельчайшие нюансы хирургических объектов и высокой чувствительностью, позволяющей работать с источниками света малой мощности.

Основной элемент любой современной эндовидеокамеры — полупроводниковая фоточувствительная кремниевая пластинка-кристалл, предназначенная для преобразования оптического изображения, переданного лапароскопом, в электрический сигнал. Принцип работы основан на формировании и эффективном переносе зарядов по поверхности или внутри полупроводникового кристалла. Этот кристалл носит название прибора с зарядовой связью (ПЗС). В зависимости от назначения ПЗС разделяют на линейные и матричные.

В малогабаритных эндовидеокамерах используют матричные ПЗС, где фоточувствительные элементы-пикселы организованы в матрицу по строкам и столбцам. Для того чтобы ПЗС смог сформировать цветное изображение, всю матрицу покрывают цветным светофильтром так, что над каждым пикселом находится миниатюрный светофильтр определённого цвета. Таких цветов три — зелёный, пурпурный и голубой, причём зелёными светофильтрами покрыта половина пикселов, так как эта составляющая видеосигнала несёт информацию о яркости.

Основные характеристики матричного ПЗС, или ПЗС-матрицы: минимальный уровень освещения, размер светочувствительного поля по диагонали, количество светочувствительных элементов (пикселов), отношение сигнал—шум, диапазон работы электронного затвора.

Минимальный уровень освещения — это тот нижний порог внешнего освещения, при котором видеокамера выдаёт сигнал, позволяющий адекватно различать объекты во время выполнения операции. У современных видеокамер этот параметр не ниже 3 лк. Современные одноматричные видеокамеры для обеспечения качества видеосигнала телевизионного стандарта S-VHS имеют не менее 470 000 пикселов на кристалле размером всего 1/3 дюйма (1 дюйм равен 2,54 см).

При этом разрешение достигает 430 ТВЛ (телевизионных линий). Отношение сигнал—шум современных камер более 46 дБ. Чем больше этот параметр, тем менее на затемнённых участках изображения будет заметна помеха в виде «мусора» или «снега». Диапазон работы электронного затвора таких камер от 1/50 до 1/10 000 с, что позволяет при изменении освещённости более чем в 200 раз работать с качественным высококонтрастным изображением без появления пересвета или блика.

В последнее время в видеокамерах высокого класса применяют устройства с тремя ПЗС-матрицами. Это позволяет получить изображение высокого качества с разрешением не менее 550—600 ТВЛ. В трёхматричной системе цветное изображение с лапароскопа поступает на цветоделительный блок (призму), осуществляющий разделение изображения на зелёную, красную и синюю составляющие.

Они проецируются на три раздельных кристалла матричных ПЗС, каждый из которых формирует свой сигнал. Однако эти камеры более громоздки, требуют применения высококлассной оптики с малыми аберрациями (искажениями по краям изображения) и более высокой технологии изготовления. Вследствие этого такие камеры не нашли пока широкого распространения и достаточно дороги по сравнению с однокристальными камерами.

Стереоскопическая эндовидеосистема

Стереоскопическая эндовидеосистема позволяет хирургу воспринимать трёхмерное объёмное изображение. Эта система включает стереолапароскоп, совмещённую с ним стереовидеокамеру, электронное устройство обработки сигнала, обычный экран монитора и специальные очки. Стереоизображение может быть получено только при фокусировании взгляда на мониторе. Отведение взгляда от экрана (например, при смене инструментов) приводит к неприятному ощущению мерцания.

Стереоизображение не даёт существенных преимуществ по сравнению с обычной моносистемой, и все известные эндохирургические операции выполняются при двухмерном изображении. Кроме того, стоимость стереооборудования в несколько раз превосходит стоимость традиционного.

Видеолапароскоп

Дальнейшее улучшение изображения связано, с одной стороны, с повышением чувствительности эндовидеокамер, а с другой — с увеличением освещённости операционного поля. До недавнего времени последнего достигали применением всё более мощных ксеноновых осветителей. Сегодня такие осветители использоваться не должны из-за риска отрицательного воздействия инфракрасного (теплового) излучения на организм пациента, неизбежного увеличения массы и габаритов приборов, дальнейшего роста и без того высокой цены осветителей и повышения стоимости их эксплуатации. В то же время повышение чувствительности эндовидеосистемы ограничивается в основном малой светопропускающей способностью современных лапароскопов.

Серьёзным технологическим прорывом стало создание видеолапароскопа. В этом приборе на его дистальном конце диаметром 10 мм размещена ПЗС-матрица со специально разработанным объективом. В этом случае изображение операционного поля, минуя сложную и вносящую искажения оптическую систему лапароскопа, непосредственно попадает в объектив микровидеокамеры. Это позволяет резко повысить чувствительность и чёткость изображения эндовидеосистемы и применять осветители с короткодуговыми металлогалоидными лампами.

Опыт использования в оперативной гинекологии видеолапароскопов («Азимут», Санкт-Петербург) позволяет утверждать, что получаемое качество изображение (контрастность, чёткость и цветопередача) существенно превосходит таковое на мониторе, наблюдаемое при использовании обычных лапароскопа и видеокамеры.

Практически все современные видеокамеры и лапароскопы водонепроницаемы, что позволяет проводить их стерилизацию в растворах «Сайдекс» и «Веркон». Ни в коем случае нельзя применять для стерилизации видеокамер и лапароскопов сухожаровой шкаф, так как при этом могут произойти их разгерметизация и выход из строя электроники и оптики. Наиболее простой способ соблюдения асептики при работе с видеокамерой — помещение её перед операцией в стерильный матерчатый чехол.

Двухмиллиметровый эндоскоп

Создание эндоскопической оптики малых диаметров (менее 5 мм) всегда было сопряжено с техническими трудностями. Практически невозможно создать лапароскоп диаметром 2 мм по обычной классической схеме с применением линзовой конструкции. Большое количество линз малого диаметра (менее 1 мм) не позволяет обеспечить чёткое и достаточно яркое изображение. В России двухмиллиметровый лапароскоп был разработан в конце 1998 г. Санкт-Петербургской фирмой «Азимут».

Основу двухмиллиметрового эндоскопа составляет кварцевое волокно диаметром 0,57 мм, состоящее из тысяч кварцевых микроволокон диаметром 0,0040,005 мм. Волокно уложено по центру эндоскопа, причём качество изображения практически не зависит от длины эндоскопа, так как кварцевое волокно имеет малые потери при передаче изображения. На входном торце эндоскопа установлен окуляр для фокусировки изображения операционного поля на торец кварцевого волокна. Использование этого окуляра с большим увеличением (более чем 50-кратным) и большим выносом выходного зрачка (более 25 мм) позволяет работать врачу в своих очках, не испытывая при этом неудобства.



Освещение в операционную зону подают по оптоволоконному жгуту, образующему с эндоскопом монолитную неразъёмную конструкцию. Это позволяет обеспечить отсутствие потерь освещения, достигающих в стандартном разъёмном соединении более 50%. Эндоскоп при использовании эндовидеокамеры со стандартным адаптером с фокусным расстоянием 24-25 мм обеспечивает на экране монитора размер изображения, составляющий 70% высоты экрана.

Немаловажное преимущество применения двухмиллиметрового эндоскопа — возможность проведения диагностических процедур (осмотр матки, труб, яичников и т.д.) под местной анестезией с использованием для введения лишь иглы Вереша. Это значительно упрощает вмешательство и сокращает время его проведения.

Источник света

Источник света служит для освещения внутренних полостей при проведении эндохирургических вмешательств. Свет в полость подают через лапароскоп, с которым источник света связан гибким световодом, представляющим собой сотни тонких стеклянных волокон, находящихся в общей оболочке. На торцовых поверхностях световода расположены разъёмные элементы стыковки: с одной стороны — с осветителем, с другой — с лапароскопом. Световод требует бережного обращения, не допускает резкого изгиба, так как в этом случае могут обломиться его тонкие, нежные стеклянные волокна.

Источник света в осветителе — лампа.

Наиболее дешева и доступна галогеновая лампа. Однако она имеет недостатки — малый ресурс работы (не более 100 ч) и жёлто-красный спектр излучения, отрицательно сказывающийся на качестве передачи цвета изображения. Лампа имеет в спектре излучения мощную инфракрасную составляющую, способную без применения специальных фильтров вызвать ожог тканей при достаточно близком контакте лапароскопа с внутренними органами.

Более перспективный осветитель — прибор с ксеноновой лампой, которая по сравнении с галогеновой имеет спектр излучения, приближающийся к естественному солнечному. Её ресурс и надёжность выше — до 1000 ч. Источник света на ксеноновой лампе позволяет получать большую освещённость объектов при меньших затратах электроэнергии, так как коэффициент полезного действия (КПД) у неё выше.

Современные источники света снабжены сменными выходными адаптерами, позволяющими подключать к осветителю световоды различных фирм-производителей. Выходную освещённость источника света регулируют либо вручную, либо автоматически (от сигнала видеокамеры). В последнем случае чем темнее изображение, тем больше света автоматически выдаёт источник света.

Следует отметить, что в источниках света начали применять металлогалоидные лампы. Наиболее существенные преимущества подобных ламп — более согласованный световой спектр, практически лишённый инфракрасной составляющей и оптимизированный к ПЗС-матрицам видеокамеры. Важное достоинство этих ламп — меньшая стоимость эксплуатации, длительный срок службы (до 4000 ч) и высокий КПД. При мощности 50 Вт эти лампы обеспечивают такую же освещённость, как ксеноновые при 150—200 Вт и галогеновые при 250—300 Вт. К тому же этот малогабаритный осветитель легко разместить в корпусе совместно с видеокамерой, что позволяет получить законченный эндовидеокомплекс.

Инсуффлятор

Прибор, обеспечивающий подачу газа в брюшную полость для создания необходимого пространства и поддерживающий заданное давление при проведении операции, называется инсуффлятором.

На передней панели прибора расположены органы управления следующими функциями:
1. Поддержание постоянного внутрибрюшного давления (ВБД) от 0 до 30 мм рт.ст.
2. Переключение скорости подачи газа (подача малая и большая).
3. Индикация заданного давления.
4. Индикация реального ВБД.
5. Индикация количества израсходованного газа.
6. Включение подачи газа.

Инсуффлятор последнего поколения практически не требует регулирования и переключений во время операции. Он автоматически поддерживает установленное давление в брюшной полости пациентки, меняет скорость подачи газа в зависимости от скорости его утечки, подаёт световые и звуковые сигналы обо всех аварийных ситуациях во время проведения вмешательства (отсутствие газа в баллоне, обрыв шланга, пережатие шланга и т.д.). Для оперативной лапароскопии необходим мощный инсуффлятор со скоростью подачи газа не менее 9 л/мин.

При проведении же сложных операций с большим объёмом вмешательства (например, ампутация или экстирпация матки) необходим более мощный инсуффлятор со скоростью подачи газа 15 л/мин. Это важно для поддержания необходимого пространства при замене инструментов, введении сшивающих аппаратов, извлечении препарата или значительной аспирации при кровотечении, т.е. во всех ситуациях, приводящих к значительной утечке газа и требующих быстрого восполнения его объёма.

Система аспирации-ирригации

Практически при всех лапароскопических процедурах, как и при традиционных хирургических операциях, необходимы аспирация и ирригация в зоне операционного поля. Для этой цели разработаны специальные инструменты и оборудование. Инструменты могут иметь общий канал для подачи промывной жидкости и отсоса, а также раздельные независимые каналы. В последнем случае можно осуществить одновременную подачу и отсос, что резко сокращает время аспирации—ирригации и увеличивает эффективность процедуры.

Аквапуратор — прибор с мощными и регулируемыми подачей и вакуумным отсасыванием стерильной жидкости. Управление аппаратом осуществляют ножной педалью без фиксации. Нужные параметры мощности устанавливают индивидуально в зависимости от вида операции и потребности хирурга. Прибор снабжён накопительной ёмкостью (не менее 2 л) и устройством, автоматически выключающим его при переполнении ёмкости. Это предотвращает выход из строя внутренних узлов устройства и повышает срок его службы.

Электрохирургический аппарат

Широко применяемая в операционных всего мира радиочастотная электрическая энергия представляет идеальный источник для рассечения тканей и обеспечения гемостаза. Прибор для получения высокочастотных (ВЧ) импульсов называют электрохирургическим генератором (ЭХГ) или электроножом. Современный электронож способен работать в моно- и биполярном режимах, имеет достаточно большую мощность (не менее 200 Вт) и развитую систему сигнализации, предотвращающую поражение пациентки и хирурга при проведении эндохирургических вмешательств.

В монополярном режиме работы электрохирургического аппарата электрическая энергия проходит от электрода хирурга через тело больного к электроду пациента. Последний представляет собой пластину, выполненную из электропроводящей резины или металла. Биполярный режим работы предусматривает наличие специальных биполярных инструментов. В этом случае радиочастотная электрическая энергия выделяется между двумя браншами-электродами инструмента. Это позволяет воздействовать на ткани локально, безопасно и с меньшими энергетическими затратами (50-100 Вт).

На передней панели электроножа расположены ручки регулировки и индикации мощности резания и коагуляции, выходные разъёмы для подключения моно-, биполярного инструмента и электрода пациента. Там же расположены кнопка включения смешанного режима резания с гемостазом и переключатель режима с моно- на биполярную коагуляцию.

Видеомонитор

Видеомонитор — устройство для восприятия видеоинформации, последнее звено в передаче изображения. Наиболее дешёвый и доступный прибор для просмотра видеоинформации — обычный бытовой телевизор.

Однако он имеет ряд недостатков: малая разрешающая способность (не более 300 ТВЛ), не отвечает стандарту электробезопасности (работа с ним может привести к поражению электрическим током). Медицинский монитор лишён этих изъянов. Его разрешающая способность не менее 500—600 ТВЛ, электрозащита надёжна во всех отношениях. Размер экрана по диагонали у мониторов варьирует от 14 до 25 дюймов. В эндохирургии предпочтителен монитор с размером диагонали 21 дюйм.

Видеомагнитофон

Устройство для записи, долговременного хранения и просмотра видеоизображений называют видеомагнитофоном. Для хранения и последующего анализа записи операций вполне подходит обычный бытовой видеомагнитофон формата VHS с двумя или четырьмя головками. Четырёхголовочный аппарат в отличие от двухголовочного при воспроизведении позволяет получить чёткий стоп-кадр. Но бытовые магнитофоны имеют разрешающую способность не более 250 ТВЛ и отношение сигнал—шум не более 46 дБ.

Если результаты записи необходимо использовать в качестве учебных пособий, для показа по телевидению и тиражирования, предпочтение отдают видеомагнитофону формата S-VHS. Он значительно дороже, но обеспечивает разрешение не менее 400 ТВЛ с высоким отношением сигнал—шум (например, видеомагнитофоны фирмы «U-Matic»). Каждый хирург должен записывать свои операции, особенно на этапе освоения того или иного вмешательства. Это помогает совершенствовать операционную технику, даёт возможность коллективно анализировать ошибки и неточности.

Г.М. Савельева
Похожие статьи
показать еще
 
Акушерство и гинекология