Стоматологический микроскоп

Стоматологический микроскоп — прибор (микроскоп) для получения увеличенного изображения зубов и более детального изучения и рассмотрения деталей структуры зуба.

История

В 1981 году американец Н. Чивиан создал первый стоматологический микроскоп, позволявший проводить манипуляции при 8-кратном увеличении.

В 1984 году Грин создал оптическую систему, состоявшую из двух отдельных трубок, снабженных окулярами и расходившихся под углом 14-16 градусов, так чтобы можно было видеть объект двумя глазами одновременно (объёмное изображение при этом не образуется, но плоское увеличенное изображение можно наблюдать обеими глазами одновременно).

В 1991 году другой американец Гари Б. Карр значительно усовершенствовал микроскоп Чивиана, создав пятиступенчатую систему увеличения и улучшив эргономику прибора. Его микроскоп мог не только крепиться на потолке или стене, но и позволял врачу видеть каналы зуба под разными углами.

Принцип действия

Упрощённо говоря, объектив микроскопа формирует в своей внутренней фокальной плоскости увеличенное изображение объекта, находящегося в его внешней фокальной плоскости.

Изображение, сформированное во внутренней фокальной плоскости — рассматривается через окуляр (грубо говоря, лупу).

Суммарное увеличение микроскопа является произведением увеличивающих сил объектива и окуляра.

Устройство

Принципиально, в общем случае, стоматологический микроскоп содержит:

• систему крепления
• систему перемещения и наклона оптической головки
• оптическую головку
• интерфейс к компьютеру (либо монитору)
• монитор (для моделей с видеокамерой)

Оптическая головка

Оптическая головка, в общем случае, принципиально, содержит:

• собственно увеличивающую систему (объектив)
• систему фокусировки (настройки резкости)
• бинокуляр (может отсутствовать в моделях с прямым подключением видеокамеры)
• делитель луча с системой подключения видеокамеры (не нужен при прямом подключении видеокамеры)
• систему освещения
• светофильтры
• наборы асепсиса (защитные накладки)

Бинокуляр, в обще случае, имеет:

• систему настройки на межглазное расстояние оператора
• систему подстройки под остроту зрения оператора (в том числе подсистему подстройки под оператора, имеющего различную остроту зрения каждого глаза — диоптрийная наводка)
• систему адаптации под оператора, носящего очки (наглазники)
• систему наклона бинокуляра (может отсутствовать)
• возможность замены собственно окуляров (выбора окуляров из доступных)

Характеристики

Система крепления

Система крепления бывает:

• напольная, на колёсиках (либо напольная неподвижная)
• настенная
• потолочная
• настольная (либо непосредственно к стоматологическому креслу)

Система перемещения

Подвес микроскопа

Количество степеней свободы оптической головки (без учёта двух степеней свободы перемещения стойки с колёсиками по полу и системы фокусировки) максимально бывает равно 7, в том числе:

• механизм перемещение системы подвеса по вертикали (может отсутствовать)
• механизм приближения к опорной стойке (в общем случае состоящий из двух плеч и трёх шарниров, может отсутствовать)
• пантрографическое плечо для перемещения по вертикали
• механизм наклона (в общем случае, в двух перпендикулярных направлениях, фактически может быть только в одном)

В общем случае — перемещение по всем степеням свободы выполняется мышечным усилием оператора.

В частном случае — может быть моторизовано перемещение по всем трём линейным осям (X-Y-Z).

Бывают ли моторизованными угловые перемещения микроскопа — неизвестно.

Моторизованные перемещения могут управляться:

• ножными педалями
• рукоятками управления
• клавишами

Совокупная длина плеча может составлять: 113 см, 145 см, 177 см, а может и не указываться.

Используются:

• пантографические плечи
• балансировочные плечи

Балансировочное плечо позволяет перемещать и надежно фиксировать головку микроскопа в рабочем (или не рабочем) положении без применения затяжных винтов.

При использовании пантографического плеча после установки головки микроскопа в требуемое положение, её необходимо зафиксировать.

Жёсткие плечи (передвигающиеся только по горизонтали) для подвеса стоматологических микроскопов не используются.

Фиксаторы положения плеча могут быть:

• механические
• на основе газлифтов
• электромагнитным

Существуют моторизованные фиксаторы положения (тормозы) плеча.

Как правило, моторизированные (обычно электромагнитные) фиксаторы положения или вообще отсутствуют или присутствуют только для степеней свободы оптической головки (при ручных фиксаторах для степеней свободы плеча). Плечи с моторизованными фиксаторами положения плеча — существуют, но используются, обычно, только для нейрохирургических микроскопов.

Увеличивающая система

Для бинокулярных систем увеличивающая система бывает:

• ступенчатого увеличения
• ступенчатого увеличения с возможностью варьирования увеличения внутри ступени
• непрерывного увеличения (трансфокатор, зум) (качество изображения, даваемого вариообъективами, считается более низким, чем у дискретной оптики)

Ступенчатое увеличение бывает 3-х, 5-ти и 6-ти ступенчатое.

З-х ступенчатое увеличение бывает: 5, 10, 20х.

5-ти ступенчатое увеличение бывает 4, 6, 10, 16, 25х, 3.6-22.5x

6-ти ступенчатое увеличение бывает 2.8-25.6х, 2.7-27x

Непрерывное изменение увеличения бывает 4-25х и может быть моторизованным.

Для безбинокулярных систем:

• на диагональ экрана монитора может транслироваться от 60 до 15 мм операционного поля.
• могут использоваться Full-HD (1920x1080) и 4K (3840x2160) камеры
• могут использоваться мониторы от 23 до 55 дюймов (что соответствует увеличению примерно от 10 до 90х — но при этом нельзя забывать, что в микроскопе операционное поле воспринимается как находящееся примерно в 30 см, а монитор рассматривают с расстояния примерно 60 см)
• механический зум может ограничивается величиной 2x.
• цифровой зум может ограничивается величиной 1,5х.
• механический зум регулируется вручную
• бывает педальное управление цифровым зумом.

Фокусное расстояние объективов (расстояние от объекта наблюдения до нижнего среза объектива) может составлять от 200 до 400 мм или быть изменяемым (для вариоскопов) от +/- 5 мм до +/- 150 мм при среднем значении от 250 до 350 мм.

Важной характеристикой объектива является его апертура (грубо говоря, диаметр входного отверстия).

Другим важным свойством объектива является способ исправления аберраций (грубо говоря, размерных и цветовых искажений).

Система фокусировки

Предварительная фокусировка микроскопа производится путём расположения нижнего среза объектива на фокусном расстоянии от рассматриваемого объекта.

Обычно выполняется путём вертикального перемещения оптической головки на пантографе и установки необходимого наклона головки.

Механизация вертикального перемещения оптической головки — бывает^{[источник ?]}.

Бывает моторизованная система фокусировки.

Бывает ли механизация наклона головки — информации не обнаружено.

Система тонкой подстройки фокусного расстояния — обычно присутствует.

Может иметься вариоскоп (объектив с изменяемым фокусным расстоянием).

Системы автофокусировки в стоматологических микроскопах не применяются.

Бинокуляры

Бинокуляр с изменяемы наклоном тубуса и поворотным экстендером

Могут оснащаться окулярами 10, 12,5, 16 и 20х. Существуют окуляры с изменяемой величиной увеличения.

Для окуляров важной характеристикой является значение величины линейного поля зрения.

Для окуляров также важен тип используемой компенсации аберраций.

Существуют специальные окуляры для работы в очках (существенная часть окуляров предназначена для работы именно без очков).

Бинокулярный тубус может быть зафиксирован в конкретном направлении (обычно под углом 45 градусов^{[источник ?]}) либо наклоняться под углом 0-90^{[источник ?]} или 0-180 градусов.

При наличии экстендера с поворотным кольцом врач может сохранять вертикальное положение даже при экстремальных углах лечения.

Межзрачковое расстояние бинокуляров может изменяться в диапазоне от 50 до 75 мм.

Межзрачковое расстояние может изменяться поворотом или раздвиганием туб. Настройка межзрачкового расстояния может производиться "на ощупь" или настройкой расстояния на специальном верньере.

Диоптрийная подстройка окуляров может составлять +/- 5D, +/- 6D и +/- 7D.

Диоптрийная подстройка может быть:

• раздельной для каждого глаза
• общей с последующей межглазной балансировкой^{[источник ?]}

Система освещения

Система освещения бывает:

• прямого света (свет направляется через основную оптическую систему)
• бокового света (используется отдельный осветитель)

Встречаются системы комбинированного освещения — с использованием и прямого и бокового света^{[источник ?]}.

Об использовании одновременно нескольких источников бокового освещения — информации не обнаружено.

Система освещения характеризуется:

• типом светового излучателя (осветителя)
• мощностью излучателя
• количеством светофильтров
• равномерностью освещения поля зрения

Осветители бывают:

• с галогенными лампами (в том числе металлогалогенными)
• с ксеноновыми лампами
• со светодиодами (LED — light emitting diodes)
• флуоресцентными

В оптимальном случае, выдаваемая освещённость операционного поля указывается именно в люксах и может указываться как 20, 60, 75, 80 или 100 клюкс.

Мощность галогеновых ламп может быть 150 ватт.

Мощность светодиодов может составлять 50 или 100 вт.

Освещённость явно не определяется мощностью источника.

Освещённость в 100 клюкс может достигаться как светодиодным источником в 100 ватт, так и в 50 ватт.

Цветовая температура LED-источника может составлять 5000К, 5500К

Светофильтры могут быть: зелёный и жёлтый, зелёный и оранжевый.

Могут использоваться: флуоресцентный фильтр и поляризационный фильтр.

Может использоваться УФ-фильтр.

Размер светового пятна может быть от 60 до 80 мм.

Видеосистема

Может быть встроена видеокамера с выходом только на монитор (без возможности записи).

Может просто иметься место для установки цифровой видеокамеры (цифровая видеокамер в комплект поставки может не входить).

В системах без бинокуляра цифровая камера является неотъемлемой частью микроскопа (поскольку установлена вместо окуляра).

Монитор может^{[источник ?]}:

• использоваться для демонстрации рабочего поля наблюдающему персоналу
• быть основным источником изображения для врача.

Может использоваться система повышения глубины резкости — т.н. 3д-визуализация.

Могут использоваться 3д-мониторы (в комплекте с поляризационными очками).

Монитор может быть зафиксирован на одной высоте или иметь возможность перемещения по вертикали.

Может использоваться моторизованное перемещение монитора по вертикали.

Запись фото/видео может осуществляться непосредственно системой управления (без подключения к компьютеру).

Асепсис

Может быть просто рекомендована регулярная протирка используемых поверхностей асептическими растворами^{[источник ?]}.

Могут использоваться снимаемые защитные силиконовые накладки для всех (или большей части) поверхностей, которыми касаются руки врача.

Производители

• МедПрибор (Россия) — производит единственный стоматологический микроскоп Прима Д
• Орион Медик (Россия) — производит единственный стоматологический микроскоп Микром-С1

• Alltion (Китай)
• Bino Scientific (Индия) (в России предлагает стоматологические микроскопы под торговой маркой Vision)
• Carl Zeiss (Германия)
• CJ-Optik (Германия)
• Soco (Китай)
• Densim (Словакия)
• DFV (Бразилия)
• Eighteeth (Китай)
• Ekler Elio (Франция)
• Focus (Китай)
• Fude (Китай)
• GreenMED (Китай)
• Jadend (Германия)
• JustVision (Китай)
• Karl Kaps (Германия)
• KaVo (Германия)
• Labomed (США)
• Leica (Германия)
• MediWorks (Китай)
• MedPribor (Россия) — англоязычное написание фирмы МедПрибор
• Meiji Techno (Япония)
• Оptomic (Испания)
• Scaner (Украина)
• Seiler (США)
• Semmor (Китай)
• SkopDental (Украина)
• Sometech (Южная Корея)
• Quale Vision (Индия) (сайт-посредник для заказов микроскопов Bino Scientific в России)
• Zhoek (Китай)
• Zumax (Китай)