Стоматологический микроскоп
термины, основные узлы и элементы.

Стоматологический микроскоп  - оптический прибор, содержащий объектив и окуляр и снабженный устройствами для освещения объекта наблюдения, создания его увеличенного изображения, визуализации последнего и передачи изображения объекта наблюдения в системы регистрации и анализа.

Слева показан пример работы врача с пациентом на стоматологическом микроскопе. Однако на этом же микроскопе можно работать и с ассистентом. Пример такой работы можно увидеть, если подвести курсор к этому изображению.

Объектив микроскопа  представляет собой систему линз, собранную в единой оправе. Передняя, так называемая фронтальная линза - единственная, производящая увеличение, остальные же служат для исправления искажений фронтальной линзы и поэтому называются корригирующими.

Окуляр   представляет собой сложную лупу, состоящую обычно из двух линз, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном половине суммы их фокусных расстояний.

Фокусное расстояние    линзы - расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса.

Оптический центр    линзы - точка: расположенная в центре линзы на ее главной оптической оси.

Главный фокус  линзы - точка, в которой пересекаются лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.

Главная оптическая ось  линзы - прямая,проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

Оптическая сила  линзы - величина обратная ее фокусному расстоянию.

Увеличение линзы пропорционально ее оптической силе.

Эквивалентное фокусное расстояние окуляра легко вычисляется, если известны фокусные расстояния его линз.

Взаимное расположение окуляра и объектива определяется тубусом.

Тубус  - узел микроскопа, служащий для установки окуляра на определенном расстоянии от объектива.

Увеличение микроскопа  равно произведению увеличения объектива и окуляра.

Все стоматологические микроскопы имеют устройства для изменения увеличения. Изменение увеличения микроскопа обеспечивается устройствами ступенчатой или плавной регулировки.

Ступенчатая регулировка увеличения   может производится как за счет размещения в микроскопе нескольких объективов с отличным друг от друга постоянным фокусным расстоянием, которые заменяются при необходимости при помощи револьверного устройства, так и при использовании оптических систем, которые позволяют производить изменение степени увеличения микроскопа без смены объектива.

Плавная регулировка увеличения  обеспечивается установкой объектива с переменным фокусным расстоянием (ZOOM-объектив). Эти микроскопы снабжены механизмом плавной регулировки фокусного расстояния объектива и соответственно увеличения. Управлением механизмом плавной регулировки увеличения обеспечивается либо электроприводом с помощью ножной педали, либо вручную микронометрическим винтом.

С ростом увеличения микроскопа уменьшается глубина резкого изображения.

Глубина резкого изображения  - расстояние вдоль оси зрения, на протяжении которого изображение объекта наблюдения при сфокусированной системе микроскопа будет выглядеть резко и четко.

Чем меньше наблюдаемый объект, тем больше должна быть апертура объектива.

Апертура объектива  - действующее отверстие объектива, определяемое размерами его линз.

Чем больше требуется увеличение наблюдаемого объекта, тем меньшее фокусное расстояние должен иметь объектив.

Стоматологический микроскоп объединяет в себе три функции:

1. Воспроизводит изображение объекта при помощи объектива (основная функция).
2. Передает изображение созданное объективом с дополнительным увеличением (при помощи окуляра)
   на сетчатку глаза, или на цифровую фото камеру, экран телевизора или монитора компьютера.
3. Освещает объект таким образом, чтобы объектив мог выполнить свою основную функцию.

Объектив воспроизводит изображение объекта на определенном конструкцией микроскопа рабочем расстоянии.

Рабочее расстояние - расстояние от объекта наблюдения до первой выступающей части объектива т.е. можно полагать, что рабочее расстояние практически равно фокусному расстоянию объектива. В предлагаемых на рынке стоматологических микроскопах рабочее расстояние может достигать значений до 400 мм. Однако наибольшее распространение получили микроскопы с рабочим расстоянием 250-300 мм. Это расстояние достаточно, чтобы поместить между объективом микроскопа и объектом наблюдения необходимый для работы с пациентом соответствующий инструментарий.

Чем больше рабочее расстояние, тем меньше разрешение микроскопа.

Разрешение микроскопа  - способность микроскопа различать мелкие детали.

Для наблюдения объектов с высоким разрешением рекомендуются применять стоматологические микроскопы с рабочим расстоянием не выше 85 мм. Однако в этом случае надо учитывать, что значительное уменьшение рабочего расстояния по сравнению с рекомендуемым (250-300 мм) не позволит выполнять некоторые лечебные процедуры.

Каждый микроскоп характеризуется размером видимого линейного поля.

Видимое линейное поле  микроскопа это наибольший размер изображаемой части наблюдаемого объекта, находящегося от объектива микроскопа на рабочем расстоянии.

Чем больше увеличение объектива, тем меньше размер видимого линейного поля.

Рекомендуемая величина видимого линейного поля для стоматологических микроскопов 9...80 мм.

Стоматологические микроскопы имеют бинокулярную насадку.

Микроскоп с бинокулярной насадкой обеспечивает наблюдение двумя глазами,но при этом изображение остается полностью идентичным как для левого, так и для правого глаза.

увеличить

Для удобства наблюдения бинокулярная насадка может быть с фиксированным (45 град.), так и с переменным углом наклона (0...180 град.). Переменный угол наклона позволяет подстроить наклон бинокулярной насадки непосредственно под оператора, что дает преимущество по эргономике по сравнению с фиксированным бинокуляром.

На рисунке справа показаны возможные положения установки бинокулярной насадки с переменным углом наклона (вид сбоку) в пределах 0...180 град.

При увеличении показано перемещение бинокулярной насадки в движении.

Бинокулярная насадка имеет устройство регулировки межзрачкового расстояния, при помощи которого достигается правильная центровка линз бинокуляра перед глазами. Это обеспечивает наилучшее для глаз наблюдение объекта, когда искажения минимальны, а наблюдение не вызывает утомление глаз. Регулировка межзрачкового расстояния показана в движении при переходе к рисунку по вышеуказанной ссылке.

Бинокулярная насадка микроскопа обычно имеет выдвигающиеся наглазники, которые компенсируют особенности поля зрения наблюдателя. Все дело в том, что поле зрения (угловое пространство, видимое глазом при фиксированном взгляде и неподвижной голове) у каждого человека разное и если наглазник вдвинут, а поле зрения у наблюдателя широкое, то по краям изображения будут видны темные полосы. Наглазники позволяют пользоваться микроскопом тем, кто носит очки. Перейдя по вышеуказанной ссылке можно видеть перемещение наглазников в движении.

Для выравнивания изображения одного глаза относительно другого (для компенсации недостатков зрения одного из глаз) в стоматологических микроскопах применяется диоптрийная наводка   на резкость, которая осуществляется вращением подвижных элементов окуляра.

В стоматологических микроскопах для освещения объекта наблюдения применяется отраженный свет.

Существуют два вида стоматологических микроскопов отраженного света, которые отличаются друг от друга принципом освещения объекта наблюдения, либо через объектив микроскопа (микроскопы прямого света), либо без использования последнего (микроскопы бокового света).

Mикроскопы прямого света  имеет осветитель, световой поток от которого проходит через оптическую систему микроскопа (в том числе и через объектив под прямым углом к последнему), отражается от объекта наблюдения и вновь проходит через объектив и далее на сетчатку глаза или в системы регистрации. Микроскопы такого типа, в основном, применяются при работе с пациентами.

Микроскопы бокового света  снабжены осветителем, световой поток от которого направляется на объект наблюдения, минуя объектив, отражается от объекта наблюдения и только затем проходит через объектив. Микроскопы этого типа, преимущественно, применяются в зуботехнических лабораториях.

В стоматологических микроскопах применяют осветители с галогенными лампами, осветители со светодиодами (для их обозначения часто используется английская аббревиатура LED – light emitting diodes) и флуоресцентные осветители.

Осветитель должен создавать световой поток высокой интенсивности и обеспечивать, как равномерное освещение и высокую яркость объекта наблюдения, так и полное заполнение световым потоком апертуры объектива.

Осветитель c галогенными лампами содержит блок питания, смонтированный в едином корпусе с источником света (галогенной лампой). Через разъем в корпусе осветителя к последнему присоединен, волоконный световод, который передает так называемое холодное освещение (удаленный источник света не нагревает наблюдаемый объект) в устройство для направления светового потока на наблюдаемый объект. Слева показан осветитель стоматологического микроскопа. На корпусе осветителя имеются выключатель и устройство регулировки интенсивности свечения галогенной лампы.

увеличить

Галогенная лампа  содержит внутри колбы из кварцевого стекла галогенные элементы: пары йода или брома. У этой лампы 40% энергии уходит в тепло, но при этом обеспечивается высокая светоотдача, приятный белый цвет с отличной светопередачей и стабильность светового потока на протяжении всего срока службы лампы. Срок службы галогенной лампы около 1000 час. Справа показан внешний вид галогенной лампы.

Волоконный световод  применяется в стоматологических микроскопах для передачи светового излучения на удаленное от источника света расстояние. Состоит из цилиндрической оптически прозрачной сердцевины, окруженной одной или несколькими отражающими оболочками. Длина волоконных световодов, применяемых в стоматологических микроскопах, составляет от 1,0 до 2,7 м. в зависимости от конструкции микроскопа. Слева показан внешний вид волоконного световода.

Осветитель со светодиодами  содержит низковольтный блок питания и светодиоды. Светодиод это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в свет. Светодиоды не имеют герметичных стеклянных колб и нитей накаливания. Основные преимущества применения светодиодов в стоматологических осветителях приведены ниже.

• Длительный срок службы - до 100 000 часов.
• Потребляемая мощность одного светодиода максимум 5 Вт. При аналогичной яркости стоматологические осветители на основе светодиодов потребляют в 4-7 раз меньше энергии, чем осветители с галогенными лампами.
• Светодиоды не подвержены износу и никогда не перегорают, как галогенные лампы.
• Светодиоды почти не нагреваются. В отличие от галогенной лампы только 10% энергии уходит в тепло.
• В свечении светодиодов отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, что делает их самым безопасным для глаз источником света.

увеличить

Справа показан внешний вид светодиодной лампы.

Осветитель флуоресцентный содержит флуоресцентную лампу обычно кольцевого типа. Излучает световой поток непрерывного диапазона волн с частотой мерцания 50 кГц, что превосходит частоту мерцания люминесцентной лампы в несколько сот раз и наиболее соответствует дневному освещению. В результате обеспечивается спокойное мягкое освещение при высоком КПД. Высокая частота мерцания обеспечивается электронным пуско-регулирующим устройством.

На рисунке слева показан флуоресцентный осветитель.

Для сравнения на этом же рисунке, если подвести к нему курсор, можно увидеть кольцевой осветитель на светодиодах.

Кольцевые осветители флуоресцентные и со светодиодами наибольшее распространение получили в стоматологических микроскопах бокового света.

Стоматологические микроскопы снабжаются фильтрами.

Оранжевый фильтр  применяется, чтобы воспрепятствовать преждевременному затвердеванию пломбирующих материалов.

Зеленый фильтр  используется при операционных вмешательствах и позволяет лучше видеть объект наблюдения, "нейтрализуя" красный цвет крови.

Лазерный фильтр  обеспечивают защиту глаз наблюдателя от отраженного и рассеиваемого лазерного излучения при проведении лечения с использованием лазера и микроскопа.

Стоматологические микроскопы имеют устройства для передачи изображения объекта в систему регистрации изображения.

Система передачи изображения в систему его регистрации включает в себя фото и видео выход, имеющие в своем составе светоделительный блок и адаптер.

Фотовыход  используется для передачи изображения, создаваемого микроскопом в цифровую фото камеру. Изображения объекта с цифровой фото камеры далее могут передаваться в компьютер.

Видеовыход  используется для передачи изображения в видеокамеру и далее либо на ТВ экран, либо в компьютер.

увеличить

Светоделительный блок  (на фото слева) служит для разделения отраженного от объекта наблюдения светового потока (после прохождения его через объектив) на две части, одна из которых направляется в бинокулярную насадку, а вторая в адаптер.

Наибольшее распространение получили светоделительные блоки с разделением светового потока в отношении 1:1.

Однако имеются и светоделительные блоки, в которых большая часть светового потока (до 80%) направляется в бинокулярную насадку, и соответственно меньшая в адаптер. Светоделительные блоки входят в комплект стоматологических микроскопов, представленных на настоящем сайте.

увеличить

Адаптер  служит, как для механического соединения элементов системы регистрации с микроскопом, так и для точной цветопередачи изображения объекта наблюдения в эти элементы без искажений. Адаптер соединяется с микроскопом через светоделительный блок.

Справа показана видеокамера (внизу) и адаптер для видеокамеры (вверху).

увеличить

В комплект микроскопов также входят адаптеры и для цифровой фото камеры. На фото слева показан микроскоп с адаптером и установленными на нем цифровой фотокамерой (слева) и адаптер с видеокамерой (справа).

Поставляются также коаксиальные кабели соединений с компьютером и ТВ экраном. Компьютер позволяет накапливать и анализировать объем информации, полученной при стоматологической микроскопии и проводить детальный анализ полученных изображений.

Стоматологический микроскоп имеет механическую часть.

Механическая часть  содержит тубусодержатель (держатель тубуса) и узел его крепления.

Тубусодержатель  представляет собой устройство, на котором установлены:

• узел крепления бинокулярной насадки;
• узел смены объективов;
• механизм настройки микроскопа на резкость;
• узел крепления видео и фото выхода;
• другие узлы и механизмы в зависимости от конструкции конкретного микроскопа.

Первые три позиции этого списка иногда объединяют в единый модуль, называемый оптическая головка  микроскопа.

На фото, представленном слева,изображен тубусодержатель с бинокулярной насадкой стоматологического микроскопа.

Узел крепления тубусодержателя обычно выполняют в виде пантографа  (системы шарнирно соединенных рычагов).

Справа показан типовой пантограф стоматологического микроскопа.

Перемещение оптической головки микроскопа с помощью пантографа осуществляют при помощи двойной рукоятки. Рукоятка имеет устройство для фиксации в любом положении для удобства пользования. Возможные положения рукоятки в движении показаны при переходе к рисунку по вышеуказанной ссылке.

Однако иногда применяют крепление оптической головки без пантографа, но чтобы обеспечить перемещение головки в разных направления опору подвижной головки выполняют подвижной. Конструкция подвижной опоры оптической головки без пантографа представлена на странице сайта ФОМ-11.

Техническими характеристиками  пантографа стоматологического микроскопа являются:

• степени свободы (линейные и вращательные) при позиционировании оптической головки микроскопа;
• предельные расстояния перемещения пантографа;
• плавность и легкость перемещения, особенно при работе одной рукой;
• стабильность фиксации оптической головки в установленном положении;
• дизайн: привлекательные и совершенные формы, современные материалы, приятное цветовое решение;
• эргономика: удобное для работы крепление пантографа.

Применяются следующие виды крепления пантографа  стоматологического микроскопа:

• вертикальная опора в виде штатива c неподвижным креплением;
• вертикальная подвижная опора в виде штатива на колесах;
• потолочное крепление в виде вертикальной штанги;
• горизонтальный настенный кронштейн;
• настольное крепление;

увеличить

На рисунке слева показаны все упомянутые выше виды крепления микроскопа в порядке их упоминания.

Напольный вариант крепления - универсальный и самый популярный. Его недостатки: занимает много места. Настенный - удобен в небольших кабинетах, но крепление возможно только на капитальной стене. Потолочный - не занимает много места, не мешает ходить. Настольное крепление удобно при необходимости использовании микроскопа в других помещениях клиники.

Мы отметили лишь основные моменты конструкции стоматологического микроскопа. Многие важные вопросы остались незатронутыми, другие требуют определенной технической подготовки. Поскольку материал предназначен для врачей и зубных техников он несколько упрощен. Однако надеемся, что данная статья дает достаточно цельное представление о том, что же такое современный стоматологический микроскоп, что позволит избежать ошибок при его выборе и эксплуатации.