Курсовая работа: Хирургические инструменты
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 переносе зарядов по поверхности или внутри полупроводникового кристалла. Этот кристалл носит название прибора с зарядовой связью (ПЗС). В зависимости от назначения ПЗС подразделяют на линейные и матричные. В малогабаритных эндовидеокамерах используют матричные ПЗС, где фоточувствительные элементы-пикселы организованы в матрицу по строкам и столбцам. Чтобы ПЗС формировал цветное изображение, всю матрицу покрывают цветным светофильтром так, чтобы над каждым пикселом находился 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.
90º
Рис. 25. Направление оси зрения лапароскопа.
Основные характеристики матричного ПЗС, или ПЗС-матрицы.
1. Минимальный уровень освещения.
2. Размер светочувствительного поля по диагонали.
3. Количество светочувствительных элементов (пикселов).
4. Отношение сигнал-шум.
5. 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 470000 пикселов на кристалле размером всего 1/3 дюйма (1 дюйм = 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 1/10000 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 цветоде-лительный 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 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 даёт ощущение трёхмерного объёмного изображения. Эта система включает стереолапароскоп, совмещённую с ним стереовидеокамеру, электронное устройство обработки сигнала, монитор изображения 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 выполнимы при двухмерном изображении. Кроме того, стоимость стереооборудования в несколько раз превосходит стоимость традиционного.
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 могут произойти их разгерметизация, выход из строя электроники и оптики. Наиболее простой способ соблюдения асептики при работе с видеокамерой — помещение её перед операцией в стерильный матерчатый чехол.
3.3 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 световодным жгутом, представляющим собой сотни тонких стеклянных волокон, находящихся в общей оболочке. На торцовых поверхностях световодного жгута расположены разъёмные элементы стыковки — с одной стороны с осветителем, с другой — с лапароскопом. Световодный жгут 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 дешёвая и доступная лампа — галогеновая. Однако она имеет недостатки — малый ресурс работы (не более 100 ч) и жёлто-красный спектр излучения, который отрицательно сказывается на качестве передачи цвета изображения. Лампа имеет в спектре излучения мощную инфракрасную составляющую, способную без применения в осветителе специальных фильтров вызвать ожог тканей при достаточно близком контакте лапароскопа с внутренними органами.
Более перспективный осветитель — прибор с ксеноновой лампой, которая по сравнению с галогеновой имеет спектр излучения, приближающийся к естественному. Её ресурс 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 осветител?