Введение
Основным требованием для успешного выполнения оперативного вмешательства в торакоабдоминальной хирургии является достаточный обзор операционного поля, который зависит от параметров и освещенности раны [1—3]. Бестеневые лампы потолочной фиксации не полностью обеспечивают достаточную освещенность труднодоступных мест грудной и брюшной полостей, с большой глубиной в ограниченном пространстве, что затрудняет хирургические манипуляции и требует частой коррекции светового потока [3]. Это отвлекает оперирующую бригаду, увеличивает временные затраты и негативно влияет на морально-психологический микроклимат в операционной. К труднодоступным местам относятся поддиафрагмальные пространства (правое, левое и центральное), боковые каналы, малый таз, реберно-медиастинальные и диафрагмальные синусы. Налобные осветители громоздкие, привносят технические затруднения оперирующему хирургу, требуют постоянной фокусировки для правильного направления светового потока, а при «неаккуратных» движениях могут вызывать зрительный дискомфорт [3, 4].
Этих недостатков лишены эндоскопические осветительные инструменты, но им присущи другие отрицательные качества: громоздкость, яркий световой поток в малом размере освещенной зоны (диаметром 5—6 см), подверженность механическим повреждениям, необходимость периодической очистки от загрязнений во время операции с последующим восстановлением положения [5].
Успех тораколапароскопической хирургии впечатляет, тем не менее удельный вес «открытых» оперативных вмешательств на органах брюшной и грудной полостей остается высоким, особенно в ургентных условиях общехирургических стационаров городского и районного звена [6, 7]. Для дополнительного освещения труднодоступных мест предложены ретракторы с фиксированным стеклянным устройством для волоконно-оптической передачи светового потока [8]. Они также имеют веские недостатки: низкая устойчивость к механическим повреждениям, малая площадь яркого освещения, необходимость периодического извлечения для очистки во время оперативного вмешательства [7, 9].
В настоящее время в хирургической практике все большее применение находят светодиодные осветители. В большинстве своем они представлены бестеневыми потолочными и передвижными лампами, а также налобными осветителями.
В доступных отечественных и зарубежных источниках литературы мы не нашли информации о параметрах освещенности труднодоступных мест грудной и брюшной полостей; возможно, такие исследования не выполнялись. Исходя из этого, нами сформулирована рабочая гипотеза, согласно которой светодиодные источники, помещенные в герметичную силиконовую капсулу, фиксированную к рабочей части хирургического инструмента, позволят обеспечить достаточную освещенность операционного поля в сочетании с биологической инертностью и механической безопасностью.
Цель исследования — оценка уровня освещенности труднодоступных мест грудной и брюшной полостей традиционными инструментами, разработка и сравнительный анализ эффективности оригинальных, светодиодных осветителей.
Материал и методы
Уровень освещенности определяли люксметром (testo 540; рис. 1). Для бестеневых ламп потолочной фиксации (ЭМАЛЕД 300/300 и 500/500; галогеновая, холодного света, 42 источника) максимальные показатели фиксировали в точках наилучшего освещения, т.е. на расстоянии 117 см от источника. Для налобного осветителя (Rudolf Riecter ri-focus LED) — 50—60 см, а для всех остальных традиционных световодных инструментов (рис. 2) и оригинальных ретракторов — 7 см. Минимальные результаты регистрировали в зонах крайнего удаления в латеральных направлениях конкретной анатомической области, т.е. 5—7 см.
Рис. 1. Устройство для измерения освещенности (люксметр).
Рис. 2. «Традиционные» осветители.
а — бестеневая лампа потолочной фиксации; б — налобный осветитель; в — эндоскопический осветитель (оптическая трубка); г — медиастинальный ретрактор с фиксированным световодом.
Измерения проводили в условиях операционной хирургического профиля на макете-муляже (3B SCIENTIFIC), а также в условиях секционного зала бюро судебно-медицинской экспертизы (выписка из протокола заседания РЭК №11 от 26.12.2022 г.) на 17 свежих, не фиксированных трупах (8 мужского и 9 женского пола, умерших в возрасте от 42 до 67 лет не от заболеваний органов грудной и брюшной полостей: 6 — брахиморфного телосложения, 6 — мезоморфного, 5 — долихоморфного) [10]. Измерения осуществляли в поддиафрагмальных пространствах: левом, правом (надпеченочном, подпеченочном) и центральном (в зоне пищеводного отверстия диафрагмы); в правом и левом боковых каналах; в малом тазе; в заднем правом реберно-медиастинальном синусе. Для доступа к поддиафрагмальным пространствам выполняли верхнесрединную лапаротомию, для боковых каналов — среднесрединную, для малого таза — нижнесрединную, длиной 20—25 см, с установкой ранорасширителя Киршнера. Для доступа к заднему реберно-медиастинальному синусу выполняли правостороннюю боковую торакотомию в пятом межреберье (15—20 см) с установкой ранорасширителя Финочетто—Бурфорда. Глубина ран варьировала в зависимости от типа телосложения (табл. 1). Все исследования проводили в одинаковых условиях. Исследования осуществляли в дневное время, при естественном и стандартном искусственном освещении.
Таблица 1. Антропометрические показатели исследуемого анатомического материала
| Место измерения освещенности | Тип телосложения (число тел) | Средняя глубина раны, см (M±m) |
| Подпеченочное пространство | Долихоморфное (5) | 16,6±0,4 |
| Мезоморфное (6) | 20,3±0,3 | |
| Брахиморфное (6) | 24±0,3 | |
| Надпеченочное пространство | Долихоморфное (5) | 23,2±0,2 |
| Мезоморфное (6) | 26±0,2 | |
| Брахиморфное (6) | 28,8±0,2 | |
| Левое поддиафрагмальное пространство | Долихоморфное (5) | 23±0,25 |
| Мезоморфное (6) | 25,8±0,2 | |
| Брахиморфное (6) | 28,7± 0,2 | |
| Зона пищеводного отверстия диафрагмы | Долихоморфное (5) | 16,4±0,3 |
| Мезоморфное (6) | 20,7±0,3 | |
| Брахиморфное (6) | 24,2±0,3 | |
| Правый боковой канал | Долихоморфное (5) | 11,8±0,4 |
| Мезоморфное (6) | 16,3±0,3 | |
| Брахиморфное (6) | 20,3±0,4 | |
| Левый боковой канал | Долихоморфное (5) | 11,8±0,4 |
| Мезоморфное (6) | 16,3±0,3 | |
| Брахиморфное (6) | 20,3±0,4 | |
| Малый таз | Долихоморфное (5) | 21,2±0,2 |
| Мезоморфное (6) | 23,8±0,2 | |
| Брахиморфное (6) | 26±0,2 | |
| Задний реберно-медиастинальный синус | Долихоморфное (5) | 21±0,2 |
| Мезоморфное (6) | 24,1±0,2 | |
| Брахиморфное (6) | 26,7±0,3 |
В этих же условиях определяли показатели освещенности труднодоступных мест с дополнительным использованием налобного осветителя, эндоскопического осветителя (оптической трубки GIMMI AlphaScope II) и ретрактора с фиксированным световодом (Maximed; 220×16 мм) от осветителя (Karl Storz Halogen 750W).
«Стандартом» освещенности операционного поля принят показатель бестеневой лампы потолочной фиксации, расположенной под углом 90° к горизонтальной плоскости муляжа на расстоянии 117 см, что составляет 17 523 лк.
С целью преодоления недостатков традиционных осветительных устройств и инструментов мы разработали ретракторы со светодиодными осветителями на рабочей части и в аналогичных условиях определяли их показатели освещенности труднодоступных мест:
1) ретрактор со светодиодным осветителем на рабочей гибко-упругой части инструмента (прототип зеркала Микулича—Радецкого; патент РФ №205813) [11], который состоит из рукоятки и рабочей части размером 18×6,5 см, расположенной под углом 115°. Последняя в виде изогнутой, матовой, антибликовой металлической пластины, на передненижней поверхности которой фиксирована силиконовая капсула с тремя светодиодными лентами с 24 источниками излучения, которая соединена с источником питания мягким двужильным электрическим проводом (рис. 3).
Рис. 3. Ретрактор со светодиодным осветителем на гибко-упругой рабочей части инструмента.
а — общий вид; б — рабочая часть; в — чертеж.
2) проволочный ретрактор (прототип легочного зеркала Эллисона; патент РФ №193407) [12] включает рабочую поверхность размером 19×8 см, выполненную из нержавеющей стали в виде сетки, соединенной с рукояткой под углом 125°. На передненижней поверхности рабочей части закреплены 3 силиконовые капсулы с тремя светодиодными лентами с 21 источником излучения (рис. 4).
Рис. 4. Проволочный ретрактор.
а — общий вид; б — рабочая часть.
3) почечное зеркало (прототип лопатки Федорова; патент РФ №193410) [13] включает рабочую часть из нержавеющей (медицинской) стали в виде изогнутой лопатки размером 13×4 см, жестко фиксированную к рукоятке под углом 115°, на которой металлическими скобами закреплен электрический провод. На всей передней поверхности лопатки закреплена светодиодная лента с 18 источниками излучения (рис. 5).
Рис. 5. Почечное зеркало.
а — общий вид; б — рабочая часть.
4) ретрактор для оперативных вмешательств на органах брюшной полости из мини-доступа (патент РФ №193406) [14]. На рукоятке с перфорационными отверстиями фиксирован скобами электрический провод со штекером на свободном конце, а на закрепленном фиксирована светодиодная лента с 15 источниками излучения, расположенная на всей передней поверхности лопатки размером 9×3,5 см. Угол рабочей части по отношению к рукоятке меняется путем отвинчивания бокового болта (рис. 6).
Рис. 6. Ретрактор для оперативных вмешательств из мини доступа.
а — общий вид; б — рабочая часть.
5) наконечник для аспирации (прототип наконечника аспирационного Янкауэра; патент РФ №191394) [15] состоит из полого корпуса размером 19,5×2,5 см и аспирационной трубки. На передней поверхности корпуса фиксирована светодиодная лента с 18 источниками излучения (рис. 7).
Рис. 7. Блок питания.
а — общий вид; б — с инструментом (включен).
Все описанные оригинальные инструменты подключаются штекером к двухамперному блоку питания с трансформатором и резистором. Блок питания содержит индикатор выходного напряжения и шнур для подключения к сети питания переменного тока 220 V (рис. 8).
Рис. 8. Наконечник для аспирации.
а — общий вид; б — рабочая часть.
Проведены измерения оси операционного действия (по А. Ю. Созон-Ярошевичу) и падения светового потока во всех труднодоступных местах брюшной полости для выявления угла их пересечения [4, 16—18]. Остальные критерии операционного доступа не входили в задачи исследования.
Статистическую обработку полученных данных осуществляли в программе Microsoft Excel 2019 г. Проводили вычисления среднего арифметического (М), среднего квадратичного отклонения (σ; как промежуточное вычисление), средней ошибки среднего арифметического (m). Ввиду небольших размеров выборки в группах, допустимых для экспериментальных медико-биологических исследований, для определения уровня статистической значимости нами использовали непараметрический критерий достоверности Манна—Уитни.
Результаты
Лампы потолочной фиксации обеспечивают среднюю освещенность труднодоступных мест грудной и брюшной полостей в следующих значениях: в точках непосредственно под инструментом (далее — первая зона) 816,81±163 лк, у латеральных границ анатомической области (далее — вторая зона) — 578,2±120,3 лк. Для налобного осветителя отмечены следующие средние результаты в аналогичных местах измерений: 11 873,8±112,9 и 3273,6±31,5 лк. Параметры средней освещенности оптической трубкой и ретрактором с фиксированным световодом в первой зоне — 17 367,3±18,7 и 17 268,1±31,6 лк, во второй — 6655,2±86,7 и 6719,4±14,8 лк (табл. 2).
Таблица 2. Средние показатели освещенности труднодоступных мест грудной и брюшной полостей традиционными осветителями, лк (М±m)
| Место измерения | Лампа потолочной фиксации 1 | Налобный осветитель 1 | Оптическая трубка 2 | Ретрактор с фиксированным световодом 2 | ||||
| Зона 1 | Зона 2 | Зона 1 | Зона 2 | Зона 1 | Зона 2 | Зона 1 | Зона 2 | |
| Подпеченочное пространство | 1266,6±11,6* | 922,8±8,4* | 12303,8±27,3* | 3381,6±7,8* | 17302,4±23.3 | 6545,5±15,5* | 17236,5±31,4 | 6773,3±26* |
| Надпеченочное пространство | 684,1±15,9* | 472,35±9,2* | 11642,6±14,7* | 3203,7±6,6* | 17379,9±30,1 | 6636,2±12,6* | 17247,6±27,5 | 6681,1±12,9* |
| Левое поддиафрагмальное пространство | 623,76±8,4* | 407,12±8,5* | 11627,5±15,5* | 3197±6,4* | 17296,7±32,3 | 6843,9±6,4* | 17167,8±31,5 | 6755,8±12,8* |
| Зона пищеводного отверстия диафрагмы | 807,2±10,9* | 544,71±7,8* | 11696±14,5* | 3207,9±6,3* | 17336,2±29,7 | 6627,5±14,7* | 17215,7±33,3 | 6667,5±11,4* |
| Правый боковой канал | 1292,4±16,3* | 938,41±6,2* | 12267,6±26,9* | 3396,5±7,8* | 17421,5±34 | 6595,5±15,1* | 17313,5±34 | 6706,5±6,9* |
| Левый боковой канал | 1304,4±15,1* | 941,05±6* | 12027,1±30,8* | 3318,4±8,1* | 17410,1±27,3 | 6665,9±12,4* | 17236,8±24 | 6702,1±12,3* |
| Малый таз | 268,1±4,6* | 189,0±1,7* | 11533,3±31,4* | 3204,5±7,9* | 17380,4±32,8 | 6662,2±13,5* | 17445,3±25,7 | 6761,7±12,2* |
| Задний реберно-медиастинальный синус | 287,9±2,2* | 209,9±1,6* | 11892,7±27,3* | 3279,2±7,5* | 17411,3±31,5 | 6664,7±14,8* | 17281,9±33,2 | 6707,5±9,2* |
Примечание. 1 — достоверность различий в сравнении с оригинальными инструментами (p<0,01); 2 — достоверность различий с гибко-упругим и проволочным ретракторами (p>0,05); * — достоверность.
Средние показатели освещенности труднодоступных мест с помощью гибко-упругого и проволочного ретракторов в первой зоне составили 17316,4±79,4 и 17224,8±82 лк, во второй — 11817,5±48,4 и 11883,9±59,1 лк. Почечное зеркало и ретрактор для «мини-доступа» дали следующие результаты: в первой зоне 16 262,4±80,5 и 15 316,2±81,3 лк, во второй — 11 059,9±54,8 и 10 077,8±58 лк (табл. 3).
Таблица 3. Показатели освещенности труднодоступных мест грудной и брюшной полостей оригинальными ретракторами со светодиодными осветителями, лк (М±m)
| Место измерения | Гибко-упругий ретрактор 3, 4, 5 | Проволочный ретрактор 3, 4, 5 | Почечное зеркало 3, 5 | Ретрактор для «мини доступа» 3, 5 | ||||
| Зона 1 | Зона 2 | Зона 1 | Зона 2 | Зона 1 | Зона 2 | зона 1 | зона 2 | |
| Подпеченочное пространство | 17701,2±39,2 | 12077,9±15,5* | 17524,1±33,5 | 12160,9±13,5* | 16656,1±28,2* | 11290,8±12,9* | 10364,3±28,1* | 9984,9±14,5* |
| Надпеченочное пространство | 17203,6±57,7 | 11726,5±13,7* | 17070,2±62,8 | 11789,6±14,6* | 16107,7±27,5* | 10984,6±11,5* | 15195±30,5* | 9984,9±15,3* |
| Левое поддиафрагмальное пространство | 17147,6±47,9 | 11747,5±14,8* | 17057,8±34,6 | 11718,3±15,1* | 16109,3±23,8* | 10895,1±14,3* | 15167,0±31,8* | 9972±15* |
| Зона пищеводного отверстия диафрагмы | 17149,1±60 | 11687,4±16,5* | 16986,2±51,2 | 11781,1±14,3* | 16200,3±32,5* | 11001,2±13,5* | 15236,1±26,6* | 10022,9±14,3* |
| Правый боковой канал | 17502,7±17,7 | 11 912±13,4* | 17379,4±15,5 | 12 020±14* | 16 448,6±24,6* | 11 180,5±17,6* | 15 504,8±28,9* | 10 212,4±13* |
| Левый боковой канал | 17442,5±21,7 | 11848,2±15* | 17303,7±18,9 | 11959,1±14,7* | 16347,8±37,9* | 11174,3±19,4* | 15304,6±11,6* | 10099,3±15,8* |
| Малый таз | 17122,3±57,1 | 11735,8±12,3* | 17014,1±82,1 | 11730,6±12,7* | 16000,8±32,4* | 10886,9±14,9* | 15036,1±30,6* | 9875,5±11,5* |
| Задний реберно-медиастинальный синус | 17262,4±47,8 | 11804,7±13,6* | 17463,2±56 | 11861,6±14* | 16228,7±30,9* | 11066,3±13,4* | 15365,7±32,5* | 10091,3±16,4* |
Примечание. 3 — достоверность различий световодных инструментов в сравнении с почечным зеркалом и ретрактором для мини-доступа (p<0,01); 4 — в сравнении со световодными осветителями, достоверности различий не выявлено (p>0,05); 5 — в зонах крайнего отдаления показатели достоверно выше (p<0,01); * — достоверность.
Результаты измерений освещенности наконечником для аспирации со светодиодным покрытием на рабочей части идентичны с показателями почечного зеркала, так как количество светодиодных элементов одинаковое (18). В комбинации наконечника для аспирации со всеми оригинальными ретракторами показатели освещенности увеличивались в точках наилучшего освещения на 3310 лк, а в зонах крайнего отдаления — на 1197,4 лк (p<0,01).
Для исключения вероятного зрительного дискомфорта при попадании прямого светового потока в обзор хирурга, создаваемого оригинальными ретракторами, измеряли угол между осями операционного действия и падения светового потока. Во всех случаях, во всех труднодоступных местах грудной и брюшной полостей, для всех инструментов, кроме наконечника для аспирации, определяемый показатель был менее 50° (табл. 4).
Таблица 4. Угол между осями операционного действия и падения светового потока
| Место измерения | Угол между осями операционного действия и падения светового потока, °(M±m) |
| Подпеченочное пространство | 17,5±1,3 |
| Надпеченочное пространство | 37,5±0,8 |
| Левое поддиафрагмальное пространство | 45,5±0,6 |
| Центральное поддиафрагмальное пространство | 49,3±1,1 |
| Правый боковой канал | 24,9±0,8 |
| Левый боковой канал | 46±1,7 |
| Малый таз | 26,6±1,2 |
При сопоставлении результатов измерений освещенности в труднодоступных местах брюшной полости лампами потолочной фиксации и налобным осветителем в сравнении с оригинальными ретракторами установлены достоверные различия (p<0,01). Показатели для эндоскопического осветителя (оптической трубки) и ретрактора с фиксированным световодом достоверно различались (p<0,01) только в сравнении с почечным зеркалом и ретрактором для мини-доступа. Для гибко-упругого и проволочного ретракторов в сравнении со световодными осветителями достоверных различий не выявлено (p>0,05), а в зонах крайнего отдаления показатели освещенности оригинальными ретракторами со светодиодными элементами были достоверно выше (p≤0,01).
Обсуждение
Наименьшие показатели освещенности труднодоступных мест получены для ламп потолочной фиксации, а их снижение между зоной 1 (точками наилучшего освещения) и зоной 2 (точками крайнего отдаления) были достоверными и составили 29,2%. Следующие по значению показатели зафиксированы для налобного осветителя с достоверным снижением в аналогичных точках измерений на 72,4%.
Наибольшие средние показатели максимальной освещенности во всех областях исследования установлены у эндоскопического осветителя (оптической трубки) и ретрактора с фиксированным световодом, но в латеральных границах анатомических областей отмечено достоверное снижение показателей на 61,7 и 61,1% соответственно.
Оригинальные, гибко-упругий и проволочный ретракторы обеспечивают среднюю освещенность труднодоступных мест, сопоставимую с наилучшими показателями световодных инструментов, а в точках крайнего отдаления снижение средних показателей оказалось незначительным (на 31,7 и 31,0% соответственно).
Меньшие показатели максимальной освещенности установлены для почечного зеркала и ретрактора для мини-доступа, с их достоверным снижением по мере удаления к латеральным границам анатомических областей на 32,0 и 34,2%. Это связано с малым количеством светодиодных элементов (18 и 15) на рабочей части. При дополнительном использовании осветительного наконечника для аспирации показатели увеличиваются, и разница со световодными инструментами нивелируется.
Углы пересечения между осями операционного действия и падения светового потока во всех труднодоступных местах брюшной полости для оригинальных ретракторов со светодиодными элементами составили менее 50°, что исключает вероятность попадания прямого светового потока в обзор хирурга.
Кроме того, оригинальные ретракторы и наконечник для аспирации со светодиодными осветителями могут быть подвергнуты всем традиционным методам стерилизации (термическим, химическим, лучевой) без потери рабочих качеств. Следующим достоинством оригинальных инструментов является устойчивость к случайным механическим повреждениям, так как осветительные (светодиодные) элементы помещены в прочную эластическую силиконовую капсулу, а ее очистка по ходу операции от неизбежных загрязнений осуществляется путем простого протирания и не требует извлечения из операционной раны.
Выводы
1. Бестеневые лампы потолочной фиксации и налобные осветители не обеспечивают достаточную освещенность труднодоступных мест грудной и брюшной полостей (816,8±353,2 и 11873,8±249 лк). Эндоскопические осветители (оптические трубки) и ретракторы с фиксированным световодом представляют наилучшую освещенность на ограниченном участке падения светового потока диаметром 5—6 см (17 367,3±41,7 и 17 268,1±59,1 лк) с прогрессивным снижением показателей по мере удаления в латеральном направлении (6655,2±54 и 6719,4±33,1 лк).
2. Разработанные оригинальные ретракторы со светодиодными осветителями на рабочей части обладают показателями, сопоставимыми с максимальными значениями световодных инструментов (17 316,4±174,3 и 17 224,8±192,7 лк), с незначительным их снижением по мере отдаления (11 817,5±96,4 и 11 883,9±134,1 лк), что свидетельствует о равномерной освещенности труднодоступных мест.
3. Предложенные нами ретракторы органично сочетают функциональность и эргономичность, т.е. объединяют функцию ретрактора с оптимальным освещением труднодоступных мест брюшной и грудной полостей, имеют эстетичный вид, не громоздкие, удобные в использовании, не вызывают попадания прямого светового потока в обзор хирурга, имеют матовую поверхность, что исключает зрительный дискомфорт (блики), легко поддаются ремонту, менее затратные в изготовлении.
4. Для оперативных вмешательств в труднодоступных местах брюшной и грудной полостей при глубине раны 20—30 см целесообразно применять ретрактор со светодиодным осветителем на рабочей гибко-упругой части инструмента или проволочный ретрактор при глубине раны 15—20 см — почечное зеркало с осветителем, а при глубине раны менее 15 см — осветительный ретрактор для мини-доступа. В качестве дополнительного источника освещения может быть рекомендован оригинальный светодиодный наконечник для аспирации.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — С.А. Колесников, В. В., Бугаев
Сбор и обработка материала — С.Р. Бугаева, В.В. Бугаев, Е.В. Куница
Статистическая обработка — С.Р. Бугаева
Написание текста — С.А. Колесников, В. В. Бугаев, С.Р. Бугаева
Редактирование — А.И. Бежин
Participations of authors:
Concept and design of the study — S.A. Kolesnikov, V.V. Bugaev
Data collection and processing — S.R. Bugaeva, V.V. Bugaev, E.V. Kunitsa
Statistical processing of the data — S.R. Bugaeva
Text writing — S.A. Kolesnikov, V.V. Bugaev, S.R. Bugaeva
Editing — A.I. Bezhin
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.