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1、外科手术显微镜及其结构特点外科手术显微镜及其结构特点Theopperationmicroscopeanditsconstructionfeatnres镇江光学仪器厂高一林一,外科手术显微镜的使用要求显微镜外科手术所使用的手术显微镜必须满足以下条件:(I)双目体视观察,产生有立体感的放大的正立像.(2)无明显象燕,具有较高分辨率.(3)目镜与手术野之间具有一定的工作距离(4)具有足够亮度的照明光源.(5)显微镜应能绕观察轴旋转2.附加要求'(1)为了适应不同深部外科手术的需要,工作距离应能变换.一般为200毫米,最好能在1754oo毫米之间以25毫米或5O毫米为档次变换.(2)放大倍率为
2、l0倍左右,最好能在4至25倍之间变换,满足手术时不同放大率韵需要.在变换倍率时,像面应保持清晰.(3)对不同的手术可选择合理的照明型式,光源亮度可调.(4)配有两组双目显微镜,并能进行同步观察.(5)显微镜能作左右俯仰倾斜调节.(6)显微镜的变倍,调焦和水平面内的纵横移动调节采用电动控制.【7)附有单日或双且观察镜.t8)附设照相,电影拍摄或录像等记录装置.上述附加条件并非每台手术显微镜所必须具备,应根据不同的外科手术需要来设计具有一定功能的外科手术显微镜=,外科手术显徽镜的工作原理中国医疗器械杂志1g8g年第13卷第4期中1为大物镜,2为小物镜,3为半五角棱镜,4为普鲁棱镜,5为目镜.其中
3、2,3,镜调焦于物面后,大物镜1出射的平行光束,通过小物镜2(相当于望远物镜),经半五角棱镜3偏转45.,园刻勒望远系统成的是倒像,因此由半五角棱镜射出的会聚光束再通过普鲁棱镜4转象,最后在目镜5的焦面(分划板)上成一放大的正立像为人眼所观察.手术显微镜采用由大物镜和双目望远系统所组成的光学系统具有以下优点t(1)系统出射的是平行光束,便于观蔡者的双跟在自然状态下进行观察,适台手术医生长时间'操作I(2)便于在大物镜和望远系统之间加上变倍系统来改变系统的放大倍率|旦精确调焦后,由于出射的是平行光束,所以变换倍率既不会影响工作距离,也不会影响调焦I1=if.,蹦1手术镪锭光学原理躅?23
4、5?(4)便于在系统中插入分光器,而分光器对附加共同观察装置和拍摄记录装置是必需的.(5)便于采用标准组件积术式结构手术显微镜的放大值率可出下式计算;M一尘-?M口式中,女是大物镜焦距,fm是小物铙焦距,M目是目镜放大倍率.由上式看出,只要改变fm及MB任何一个参数都能改变手术显微镜的放大倍不方便,因此通常采用在大物镜与望远系统之间加设一光学系统来达到变倍的目的,此附加系统即为变倍系统.变倍系统分为分鸯变倍和连续变倍两种间插入或退出伽利路望远系统来间断改变系系统之间附加一变焦系统使系统的倍率可连续得到改变.'三,外科手术显撒镜的基本结构目前,积术式手术显微绩发展很快,它曲具有一定用途和
5、功能的标准组件所组成,可根据需要装配成具有各种用途的手术显镘镜如更换大物镜即能相应改变工作距离更换焦距不同的直式或倾斜式双目望远镜筒就毹改变观察方向或放大倍率;使用不同的联结器可使手术显徽镜在手术时进入规定的位置或作左右俯仰倾斜.下面对手术显微镜主要组件及其功能作一简单介绍.大物镜的焦距相当于显微镜的工作距离.为便于显微镜工作距离的变换,可设计多种不同焦距的犬物镜,其结构应具有通用性和互换性.通常采用螺纹式框架结构,在物镜框架上标像距值.?236?图2分步娈倍手柬融镜光学系统图(1)分步变倍系统根据分步变倍的原理,可将伽利略系统装于一可绕垂直显微镜观察轴方向转动的鼓轮上,而将转鼓安装在双目誊远
6、镜和尤物镜之间的镜体中,如图2所示由图可见,鼓轮转动时,各组伽利略系统依次插入主系统,二组铆利略系统,转鼓为六面体,有一组空档,从筒形成五档倍率.如粜堆三档倍率,l转为四面体,一组伽和j略系统.(2)连续变倍系统.连续变倍是在大物镜与双目望远镜之间附加一变焦系统.变焦系统可设计成一整体,如图3所示.变焦系统由固定组,变倍组和补偿组组成,用凸轮使变倍组与补偿组按一定规律相对运动,从而达到连续变焦的月的.分步变倍的转鼓和连续变倍的变焦筒组都是独立的组件,装校时可单独进行,然后再装弱显微镜体上去3.双目望远镜筒.双目镜筒是决定手术显微镜观察方向的图4中的是斜筒其观察方向与显微镜轴是直筒,它的观察方与
7、显微镜匿基纰南:0轴平行.医生可根据手术需要进行选择.为了更方便地进行观察,一种新的可饭斜的双目镜筒己在联邦德国opton公司研镪出来,它能使目镜在一定角度范围内连续改的是这种镜筒的原理示意图.由图中看出,这种镜筒比常用的镜筒增加了两块平面反射3为一屋脊棱镜,它既可使光束改变方向?又可起封正像作用.双目镜筒的焦距也可不同,设计时根据总体技术参数米确定,常用的焦距是125毫米和l6O毫米.手术显微镜有两种照明型式同轴照明和斜照明.同轴照明如图5所示,由光源所发出的光经聚光镱聚光在导光纤维束的八射端,通过导光束后在反射棱镜4处形成一灯丝像反射棱镜具有附加会聚能力,它的照明光束与大物镜5共同为与显徽
8、镜视野同轴的手术野,提供均匀和足够照度的照明.痂轴照明能自动调节视场照明而与大物镜焦距无关,它在一些深部及狭小腔体中的手术中是必需的.斜照髓则是照明光束与显微镜轴成菜一角度,如图6所示图6中的光源和隔热玻中冒医疗器械杂志lqs嚣13巷第弱脑4手术显徽镱常用的几种双日望远镜茼璃组成光源组,面聚光镜则组成一照明器,束贝lI将光源组与照明器连接起来.出于斜畦予浅部手术及眼科中的跟前帮手术要比同辅照明更为合适.在设计时,可根据不同的显儆手术采确定采用何种形式的照明,也可交替使用或者同时使用.服科手术显微镜最好能配置裂跨照明装置,它也被安装在显徽镜倒面的托架上,并成形术及缝合术的精度,还应使裂隙像作扫描
9、移动,为此须在裂隙照明装置下部附加一棱镜装置.分光器是安装在显微镜体与双目镜筒之见,分光器含有两个分光棱镜,每个棱镜都使一部分光束反射偏转9O.,另一部分光束继用分光器后的观察镜和象记录装置所得图像与显微镜所得图像同步.手术显微镜的观察镜有两种情况,一种是在手术过程中必须进行观察且能向主刀医生提供帮助的,另一种是仅仅提供观察方便但不参与手术.对这两种不同的要求,应设计成两种不同形式的观察镜.对前一种情况,观察镜筒应较短,以使助手靠近手术野,而对后一种情况,镜筒可都应能旋转到最合适的观察位置.同时,为了使图像与显微镜一致,观察镜里应有转象棱镜.除了单目观察镜外,还可设计双目观察镜,以更方便地帮助
10、医生进行手术,它与主显微镜同步,即具有相同的手术野,清晰度和放大倍率.由于它安置在分光器的一侧,故其象面亮度要稍低.7?助手显微镜.?238?在显微外科中,对有些有特殊要求的复杂手术,主刀医生还希望助手能用自己独立的观察系统来参加手术,这就是可附在主显微镜上的助手显微镜.设计时,可以将助手镜设计成固定倍率的,也可以是分步变倍或连续变倍的,视需要而定.助手镜通常安装在主显微镜下部的托架上,托架应髓绕主镜轴旋转,以使助手可根据手术需要任意调节助手镜的位置,并在稍有倾斜的角度下观察.为了存档和教学的需要,用摄象来记录手术过程是必要的.像记录装置可分为照相摄影装置,电影摄影装置和电视摄像装置.分光器为
11、像记录装置提供了极大的便利,只需在分光器一侧的接口上安装照相机,摄影机和摄像机的接头装置即可.像记录需要有较高的亮度,因此可按需要重新分配分光器中分光棱镜的反射和透射比例.对于特定的显微手术,手术显微镜是借中器,它可使显微镜倾斜I20.,并能使显微镜左右转动,特别适用于耳鼻喉科手术.为K0.型联结器,它能使显微镜在旋转时保持其视野不变.器,它可使显微镜在0120.范围内倾斜调节.为带x.y水平方向移动机构的联结器,它可通过电动控制来使显微镜在水平面内准确移动,从而便于医生迅速找到手术野的中心.型的支架适用于不同的显微镜并具有不同的功能.常用的支架有:()台式支架这是一种最简单的支架,它可安装在
12、手术台或动物实验桌上,适用于支撑简易显微镜,可用于课堂教学和动物实验.(2)落地式支架下面都有活动脚轮,可灵活移动.简易落地式支架的升降机构为手动式,它成本低,但操作使用不太方便,仅能用于一般手术和动物实验.复杂的落地式支架的升降采用电动式.在结构上,有一种采用平衡锤式,既能电动.断裂,支架上设有保险环.另一种是丝杠式,通过底座上的电机来驱动蜗轮蜗杆机构,从而使显微镜主臂上下移动.(3)天花板式支架它固定在手术室的天花板上,坚固耐用,不占手术室面积,显微镜可迅速进入工作位置,谈种支架可用于多功能手术显微镜,全部采用电动控制.其缺点是制造成本高,仅固定用于一阊手术室,安装也不很方便,对秃花板也有
13、一定要求.参考文献C1口陈中伟等显微外科(第二版)【0口andbookofOptonmicroopesformcrorernat.彩色超声多普勒仪SSD一870SSD-870心血管电子相控阵扇形扫描仪是日本阿洛卡公司最新推出的彩色多普勒装置.它使用显示方法,把流向探头的血流用流用在红色或兰色中注入绿色使生成黄色或的黑/自B型回波图象上.SSD-870采用动态频率扫描技术,提高了分辨率和穿透力,因而在用实时动态聚焦以避一步提高分辨率时,不需要减小帧频.当需要给速度和血流变动提供显着的分辨率时,就由高速,高级彩色处理器提供高的帧频该仪器备有一批探头供选择,包括一只经食管的探头.币国医疗器械杂忐lg89年第】3卷第4期SSD-870还装有一只由64帧图象组成的多功能电影存储器.需要时,它可在不降低原图象质量的情况下,复制出第二实时图象,使投器具有高级测量技术.侧如,双平面显示,髓同时并列重播长轴和短轴方j圜象,使能对两个通道进行比较,以便用_霉人员能在负载条件下检查心脏.此外,它还具有慢动作显示和重播的功能.SSD-870中使用的是HPRF-PW系统,兼有脉冲波和连续波两方面的优点.此外,SSD-870还具有能方便地移动显示器上基线的特点,使标准的最大可测速度翻倍.MEJ1988;31(7):l5辛尧编译?9?