Глаза хирурга

Глаза хирурга

Для того чтобы увидеть собственными глазами внутреннюю поверхность желудка или пищевода и воздухопроводящих путей, где могут гнездиться разные болезни, нужны сложные оптические системы, многократно увеличивающие рассматриваемый объект. Особые требования, предъявляемые к такого рода приборам, надолго задержали их рождение. Пожалуй, только теперь физики-оптики сумели решить те задачи, которые поставили перед ними врачи-хирурги.

* * *

Огромная сила воздушных скоростей, развивающаяся в момент кашля в воздухоносных путях, сравнима со скоростью ветров, дующих на просторах суши и моря. У метеорологов существует специальная шкала Бофорта, в которой занумерованы все ветры. Например, ветер № 9 — шторм, срывающий с крыш железо, ветер № 12 — ураган. Так вот, в дыхательных путях, в частности трахее, в момент кашля скорость воздушного потока равняется 15–35 метрам в секунду, соответствуя ветру № 9 — шторму. А в глотке при кашле неистовствует ветер № 12 — ураган, дующий со скоростью до 100 метров в секунду. Огромная сила воздушных потоков обеспечивает выброс чужеродных частиц из дыхательных путей, тем самым способствуя их очищению.

Сравнительно недавно появилась возможность оглядеть наружную поверхность легких, печени, селезенки, кишечника — словом, заглянуть не только внутрь органа, но проникнуть взором внутрь полостей: вместилища легких, вместилища желудка, печени, селезенки и кишечника.

Суть этих приборов-телескопов заключается в том, что с помощью специальной системы линз и источника света создается возможность детально разглядеть тот или иной участок.

В чем же сложность создания этих приборов? Дело в том, что эндоскопы должны отвечать следующим требованиям: позволять оптимальный обзор, увеличивать рассматриваемый объект, обладать «управляемостью» — гибкостью и переменой угла зрения, иметь минимальный диаметр (нередко 3–5 миллиметров), объединять возможности обзора и манипуляций, легко подвергаться обеззараживанию, иметь регистрирующие фото- и киноустройства.

Много десятков лет прошло с тех пор, как были сделаны первые образцы. Это были простые полые трубки из металла с источником света, луч которого падал в просвет. Они были примитивны, а их устройство не позволяло выполнять сложные действия, рассматривать в деталях нужный участок. Кроме того, ими было трудно управлять. А значит, и заглянуть в «закоулки» того или иного органа и даже полости. Техническая мысль и уровень развития оптики явно отставали.

Обязательным условием использования прибора является возможность обеззаразить его поверхность. Убить микробов, находящихся на его поверхности. Этого можно достичь погружением в специальные растворы или кипячением. Но нежная оптическая система не выдерживала такого обращения, поэтому на первых порах хирурги и пользовались полыми металлическими трубками с наружным источником света. Да и то не очень ярким. Ведь если поместить яркую миниатюрную электролампочку внутри прибора, на конце его, то можно обжечь нежные ткани рассматриваемых органов.

Нужно не только посмотреть самому, но и показать другим. Обучающимся врачам и главным образом студентам-медикам. Для этого необходима фотография, а освещенности не хватало. На помощь, уже в который раз, пришли физики-оптики, специалисты по электричеству и электронике, для того чтобы реализовать идеи врачей.

В Советском Союзе существует особый научно-исследовательский институт, где разрабатываются приборы и инструменты, помогающие врачам, и в частности хирургам, в их сложной и ответственной работе.

Химики создали новые стойкие, эластичные пластические материалы. И вот в содружестве были разработаны современные «глаза» хирургов. Это сложные гибкие, управляемые приборы, где самая современная оптическая система сочетается со стекловолоконной оптикой и мощными световодами. Их можно изогнуть, но все равно луч достигает самых потаенных уголков исследуемого органа, а мощный источник света, созданный на основе последних достижений науки, не только осветит, но и позволит зарегистрировать увиденное — сфотографировать или снять кинофильм. Это тоже очень нужно, ибо потом, в спокойных условиях, можно еще раз рассмотреть фотографию, пригласить на консультацию товарищей по профессии и точно наметить наиболее подходящий план лечения.

Есть еще одна сложность в конструировании «глаз» хирурга — эндоскопов, о которых мы уже говорили. Сложность эта заключается в том, что наружный диаметр прибора должен быть очень мал. Он ограничен величиной тех отверстий, через которые эндоскопы вводятся в организм человека.

Для обследования глотки и пищевода через рот ввели эндоскоп. Диаметр его относительно велик.

А если нужно осмотреть воздухопроводящие пути? Их максимальный диаметр на уровне дыхательного горла равен приблизительно восемнадцати миллиметрам, а чем дальше вглубь, тем они становятся уже. Отходят друг от друга под разными углами, затрудняя управление прибором. Значит, он должен быть не только минимален по диаметру, но и нести в себе целый набор различных по назначению систем. Эта «начинка» должна состоять из оптической системы, осветительного канала, гибкого троса управления, канала для введений «руки» — щипцов или кусачек.

Трудная задача поставлена врачами перед инженерами. Но сегодня она решена.

Например, в наших руках имеется прибор для исследования воздухоносных путей. Наружный диаметр бронхоскопа равен трем миллиметрам! С его помощью не только видны мелкие бронхи, как принято говорить, четвертого порядка, их фотографируют и производят всякие лечебные действия.

Приборов, помогающих глазам хирурга, создано много — имя им эндоскопы. Только тесное содружество представителей множества специальностей разных стран и народов позволило создать замечательные приборы, сделавшие еще зорче глаза хирургов.