Пермские учёные создали модель для улучшения освещения при операциях
В России за последние четыре года количество хирургических вмешательств выросло на 34% — с 2020 по 2024 год их стало 18,1 млн в год. Все чаще хирурги используют оптоволокно — тонкие нити из кварцевого стекла, которые проводят свет глубоко внутрь тела пациента. Это позволяет точечно освещать операционное поле, не перегревая ткани и не перегружая руки лишним оборудованием.
Главная проблема технологии
Несмотря на удобство, стандартные оптоволоконные системы имеют слабое место — свет распределяется неравномерно. Одни зоны оказываются в тени, другие — пересвеченными. Это снижает точность работы хирургов, что особенно опасно при операциях на сосудах, нервах и при удалении опухолей.
Ученые решили задачу
Специалисты Пермского Политеха разработали математическую модель, которая позволяет точно просчитать изменения в структуре оптоволокна для равномерного освещения. Решение заключается во внедрении внутрь волокна микроскопических полостей — сферических или овальных, которые рассеивают свет. От формы, размера и расположения этих полостей зависит равномерность подсветки.
Точные параметры и эффект
"Мы подобрали оптимальные параметры для различных типов микрополостей: сферических и эллиптических. Например, диаметр 3,6-4,4 микрометра и шаг 12,76 мкм обеспечивают наиболее равномерную подсветку," — рассказал заведующий кафедрой общей физики ПНИПУ, доктор физико-математических наук Анатолий Перминов.
Это будет полезно
Новая технология особенно ценна для эндоскопических, офтальмологических и онкологических операций, где ошибка недопустима. Кроме того, усовершенствованное оптоволокно может найти применение в лазерной терапии и медицинских датчиках.
Уточнения
Опера́ция — действие или их совокупность для достижения какой-либо цели.