Фото и видеофиксация приема с помощью операционного микроскопа. Часть 1

К. Б. Шеуджен
Врач-стоматолог, GC Restorative Advisory Board member, соучредитель клиники и учебного центра Diamonds Dental Clinic

Для многих из нас фото- и видеопротоколирование клинических случаев стало неотъемлемой частью работы и этапа коммуникации с пациентом и с коллегами. Огромное количество учебных мероприятий и обучающих видеороликов в открытом доступе позволяют войти в мир дентальной фотографии, а часть из них привносят нотки художественности в практику. И конечно, стандартным набором для дентальной фотографии является зеркальный фотоаппарат, макрообъектив 100 мм, кольцевая и биполярная вспышки (рис. 1).

Однако документирование с помощью операционного микроскопа (ОМ) по-прежнему остается проблемой, и для большинства ограничивается интегрированными решениями, которые, зачастую, являются технологически устаревшими.

Зачем это нужно?

При правильно поставленном рабочем процессе, фото/видеопротокол становится неотъемлемой частью карты пациента, что значительно облегчает коммуникацию специалистов внутри клиники, с реферативными специалистами, с самим пациентом, а так же облегчает интерпретацию карты на контрольных осмотрах.

Однако врачу, регулярно работающему с операционным микроскопом, использование классического макрофотокомплекта определенно доставляет ряд неудобств, так как требует повторной настройки микроскопа после фотографирования клинической ситуации. А в случаях с эндодонтическим приемом макрообъектив 100 мм зачастую оказывается бесполезным.

Так что же нужно «микроскописту» для фото/видеопротоколированния клинического приема? Начнем, пожалуй, с того, о чем уже упоминали ранее.

Интегрированные решения

Впервые подобные решения в стоматологии были применены на рубеже 1970-1980 годов. В 1978 [1] началась разработка микроскопа для стоматологов, в 1981 году рабочие образцы уже имели встроенную камеру, которая выводила изображение на экран телевизора (рис. 2). Как было отмечено ранее, такие решения зачастую оказываются либо технически устаревшими, либо их актуализация оказывается почти невозможна. Еще одна проблема носит чисто технический характер. Как правило, у таких решений достаточно маленькая матрица, что сказывается на чистоте и шумности получаемого изображения. Это зависит от актуальности используемых технологий.

Но у таких решений есть ряд плюсов:

1. Сохранение баланса микроскопа. К сожалению, не все современные микроскопы имеют балансировочное плечо (даже опционально), что, разумеется, при «навесном» оборудовании может повлиять на плавность хода микроскопа, а при соблюдении рекомендаций некоторых школ эргономики (например, концепт доктора Katsihiko Akiyama) может сказаться на комфорте перемещения микроскопа.
2. Простота использования. Современные решения зачастую имеют софт, который надо изучать, и который позволяет работать с картотекой пациента, например на Apple iPad, однако чаще всего это интуитивно понятный интерфейс на уровне «вкл/выкл».

Именно эти два плюса чаще всего и подталкивают врачей и их руководителей сделать выбор в пользу интегрированных решений.

Дополнительное оборудование

Оборудование с использованием делителя луча и адаптера для фото/видеокамеры. Основным преимуществом «навесного» оборудования является возможность замены или актуализации через несколько лет после приобретения, без замены узлов ОМ или всего ОМ.

Прежде, чем рассказать о выборе гаджетов, хотелось бы немного прояснить ситуацию с тем, как работает делитель луча и адаптер для камеры. Вопреки расхожему мнению, делитель луча не отнимает часть картинки и света от «сферического коня в вакууме».

Если изучить схему операционного микроскопа (рис. 3), становится очевидным, что каждая часть микроскопа (окуляры, система увеличения, объектив) являются самостоятельным оптическим прибором. Более того, каждый глаз при взгляде в окуляры видит «самостоятельную» картинку, которая «собирается» за пределами объектива. Таким образом, делитель луча «отсекает» часть изображения только с той стороны, с которой он расположен. Соответственно, и часть светового потока.

Адаптер, по сути, является «объективом» для камеры, который получает изображение операционного поля через делитель и передает это изображение на матрицу (ранее на пленку) через зеркало. Таким образом, не зависимо от бренда ОМ и используемых гаджетов, принцип регистрации изображения остается неизменным, однако сами адаптеры для фото и видеокамер отличаются.

Адаптеры для видеокамеры имеют различные крепежи, наиболее распространенными являются с-mount и резьбовые адаптеры для камкодеров (хэндикам). Так же встречаются кастомные решения для камер Go-Pro.

C-mount камеры имеют те же недочеты, что и интегрированные решения. Как правило, используются устаревшие технологии, а матрицы маленького формата могут создавать много шумов в условиях недостаточной освещенности при больших увеличениях. Однако маленький размер самих камер, простота настройки, доступность камер и б/у адаптеров на интернет-площадках сделали их достаточно популярными среди западных коллег и производителей микроскопов в бюджетном сегменте.

Классические камеры

Камкодеры и хэндикамы также имеют ряд ограничений. Основное — это резьба для фильтров на объективе камеры. Бюджетные модели камер потребительского сегмента, как правило, такой опции не имеют. Это автоматически удорожает покупку и приводит к переплате за ряд опций, среди которых 4К-видео. Да и выбор камеры оказывается достаточно сложным, поскольку эта часть digital-рынка потребительского сегмента находится в стадии упадка. Поэтому количество представленных моделей крайне не велико и подходящие варианты имеют завышенный ценник, профессиональные же решение неоправданно дороги.

Почему же 4К-видео является переплатой для микроскописта в 2019 году? Дело в том, что работая с ОМ и записывая клинический случай рутинно от начала до конца приема (что иногда превращается в «полнометражный» фильм продолжительностью 2 и более часа) непременно столкнешься я рядом особенностей этого формата. Конечно же, 4К позволяет «вырезать» фрагменты видео (фрагмент кадра) и выводить финишный монтаж в 1920p без больших потерь качества. Но для такого монтажа потребуется мощная рабочая станция (что так же потребует дополнительных финансов), и главное усложнит хранение исходников и копий. Если же ведется запись только этапов лечения, чаще всего это видео, которое выполняется с постановкой кадра, а значит постобработка видео будет минимальной на уровне «склейки», и увеличение можно выполнить физически за счет оптики микроскопа, на этапе постановки кадра.

Даже если предположить, что финансовая сторона вопроса не является проблемой в выборе оборудования в клинику, то остается еще одна проблема — где воспроизводить такой контент? Ведь даже если доктор читает лекции, то вероятность получить в 2019-2020 году проектор с VGA-адаптером на много выше, чем получить проектор с выводом 4К, а вывод изображения в режиме LiveView на экран для ассистента останется в Ful HD.

Стоит так же отметить, что современные камеры оснащены функцией фото, однако качество оставляет желать лучшего из-за самой технологии, которая по сути является стоп-кадром.

Фотокамеры

При использовании фотокамер, роль объектива выполняет микроскоп — иными словами, они используются без объектива. Не смотря на продолжающиеся споры в среде профессиональных фотографов — что лучше зеркальная камера или беззеркальная, в случае применения камеры с операционным микроскопом выигрывают «беззеркалки». Прежде всего, потому что имеют опцию фокуспикинга (рис. 4), что значительно облегчает настройку парафокуса без использования специального окуляра и фокусировку в кадре.

Еще одно преимущество «беззеркалок» — это размеры и вес. Исключением является сочетание камер Canon и специализированного софта для эндонтистов TDO, работающего в паре с софтом от Breeze Systems, который не доступен для большинства врачей нашей страны и постсоветского пространства из-за цены и отсутствия сертификации.

Именно по этим причинам в данной статье не будет подробного разбора использования зеркальных камер для документирования с операционным микроскопом.

Настройка парафокуса

Ведущий глаз (лат. oculusdominans), доминирующий глаз, превалирующий глаз — глаз, функционально преобладающий в акте бинокулярного зрения. Доминирование глаза — предпочтение зрительного сигнала от одного глаза другому. Это явление аналогично асимметрии правой или левой ведущей руки; однако стороны ведущего глаза и ведущей руки не всегда совпадают. Это происходит потому, что оба полушария контролируют оба глаза, но каждое из них отвечает за соответствующую половину поля зрения, а значит, соответствующую половину обеих сетчаток. Таким образом, не существует прямой аналогии между ведущей рукой и ведущим глазом.

У около двух третей населения ведущим является правый глаз, а у одной трети — левый, однако у небольшой части населения ни один глаз не является ведущим.

1. Определить доминантный (ведущий глаз) при помощи теста Майлза или теста Порты.
2. Переключить микроскоп на максимальное увеличение.
3. Настроить микроскоп на максимальную фокусировку при помощи камеры.
4. Посмотреть доминирующим глазом в соответствующий окуляр.
5. Выполнить диоптрийную коррекцию до получения сфокусированного изображения
6. Выполнить диоптрийную коррекцию для второго глаза.
7. Проверить фокусировку на всех ступенях увеличения. Если при смене увеличения на меньшее требуется диоптрийная коррекция, вернуться к п. 2.

Процедура настройки парафокуса не является 100% и может потребоваться повторная настройка, особенно при наработке часов работы с ОМ и адаптации зрения к работе с ОМ.

Основное отличие адаптеров для фотокамер заключается в том, что эти самые адаптеры так же представлены в различных вариантах, в соответствии с типами матриц — FullFrame (f340, 4k) APS-C кропкамеры (hd, f180). Есть производители, выпускающие адаптеры для камер формата Micro 4/3, но стоит отметить, что этот формат является не очень популярным даже в среде фотографов, чего уж говорить о дентальной фотографии (хотя компания Olympus и сделала dental kit в угоду рынку).

Забегая вперед, хотелось бы отметить, что развитие технологий на данный момент в сочетании с оптикой микроскопов не дает больших преимуществ при использовании FullFrame камер, а та разница которая есть, будет практически незаметна большинству пользователей, что, по мнению автора, делает переплату за оборудование не стоящей этой разницы в рублевом эквиваленте.

Стоит так же упомянуть, что предпочтительнее использовать камеры и адаптеры, подходящие друг другу. Использование APS-C камер на FullFrame адаптере приведет к обрезке рабочего поля (справедливо и для зеркальных камер), однако может дать чуть большую глубину фокуса, по мнению ряда специалистов (рис. 5). Разумеется, если речь идет исключительно о фото — это может быть плюсом из-за отсутствия виньетки, а учитывая «постановку» кадра, не является проблемой. Но при записи видео и использовании камеры для визуализации рабочего поля ассистентом посредством монитора, обрезка кадра может привести к потере важной части информации по самой простой причине. Зеркало или зона интереса может оказаться за пределами кадра камеры, но будет оставаться в пределах рабочего поля окуляров, а значит, информативность изображения на экране, для ассистента или на карте памяти, будет минимальна.

Часть современных камер имеют технологию обратной засветки матрицы (BSI CMOS Sensor), что может стать преимуществом для эндодонтиста при фотографирование зоны интереса внутри корневого канала на больших увеличениях и при недостаточной освещенности из-за настроек ISO. Хотя для большинства врачей это окажется дополнительной тратой денег, без возможности по достоинству оценить все плюсы технологии, также как и опция 4К-видео.

И конечно, если мы говорим о конкретных версиях, то для рутины достаточно будет камеры Sony a6000 или Sony a7 (с соответствующим адаптером). Доступность этих камер, в том числе на вторичном рынке, позволяет войти в мир дентального микрофото, и уже после того, как будет необходимость в дополнительных функциях, произвести актуализацию на более новую модель.

Так же стоит помнить о том, что для бесперебойной работы этих камер в режиме LiveView (в особенности с трансляцией на монитор), потребуется сетевой адаптер питания (Sony AC PW-20), который заменяет аккумулятор.

Основной принцип фотографирования с операционным микроскопом ничем не отличается от такового в условиях недостаточной освещенности, поэтому рекомендуемая выдержка от 1/200 до 1/100, в зависимости от модели операционного микроскопа и источника освещения.

Более длинные выдержки позволят получить более яркое (светлое) изображение, однако остается риск получения расфокусировки из-за шевеления зеркала или пациента. Еще один способ уменьшить шевеление — использование дистанционного спуска затвора в виде пульта или беспроводной педали (рис. 6). При этом педаль обладает большими преимуществами по сравнению с обычными пультами, поскольку обе руки врача и ассистента остаются свободными, что позволят использовать пустер или инструменты во время фотографирования.

Что же касается настроек баланса белого и ISO, то рекомендации этих настроек несколько отличаются. Одна из рекомендаций берет свое начало из уличной фотографии. Многие профессиональные фотографы рекомендуют для уличной фотографии в городских джунглях использовать ISO Auto, поскольку процессоры современных камер отрабатывают экспозамер достаточно точно, а при наличии исходников (RAW) можно сделать небольшую коррекцию, потратив немного времени. Впрочем, этот же режим прекрасно подходит для видео, поскольку при смене освещенности рабочего поля (например, при смене увеличения) или фильтра, камера будет менять настройки ISO в автоматическом режиме.

Однако по частному мнению ряда специалистов, в особенности при фотографировании «внутри канала», чаще всего экспозамер производится по самой светлой части рабочего поля (дно полости, бугры, коффердам), что не позволяет получить информативное изображение внутри канала.

К сожалению, сказать точно какой из режимов является более правильным несколько затруднительно. Полученный результат так же может зависеть от комплектации микроскопа и типа источника освещения. Поэтому правильнее будет сделать ряд «пристрелочных» снимков и выбрать подходящие настройки.

Вынесенная кнопка записи видео на корпусе (а так же на некоторых вариантах дистанционного управления камерой) позволяет получать видео из режима М, с нужными настройками, без переключения камеры в специальный режим «видео», что так же облегчает работу с камерой и минимизирует контакт с корпусом и панелью управления камеры во время работы.

Для специалистов, работающих с операционном микроскопом в реставрационной стоматологии, еще одно преимущество использования фотокамеры заключается в том, что есть возможность использования биполярной вспышки. Это позволяет получать больше информации, в особенности при работе во фронтальном отделе. За счет биполярного источника освещения блики будут располагаться на гранях, что позволит получить больше информации о форме и рельефе зубов, так же как и при использовании макрокомплекта (рис. 7, 8). К сожалению, выбор подобных вспышек для камер Sony не очень велик, и наиболее распространенными вариантами являются Meike и TwinLight.

При этом, у врача остается 2 варианта беспроводного переноса полученных изображений в папку пациента: карты со встроенным WiFi, и софтовые решения, работающие в паре со встроенным в камеру WiFi передатчиком (например, qDSLR DashBoard).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напоследок еще один вариант получения изображения, который все больше набирает популярность — камера мобильного телефона (рис. 9). К сожалению, подобный вариант получил свое распространение прежде всего за счет развития social media и того, как пользователи сети потребляют контент. Однако рутинное использование камеры мобильного телефона приведет к тому, что прежде всего нужно будет купить отдельный телефон с хорошей камерой (что уже делает покупку сравнимой по стоимости с фотокамерой), поскольку постоянно включенная камера приведет к быстрому разряду аккумулятора и необходимости сетевого питания. Это в свою очередь приведет к снижению ресурса элементов питания смартфона. Также стоит помнить, что если вы будете использовать свой основной смартфон, то перегрев может привести к нарушениям плотности герметика, что скажется на пылевлагозащите вашего аппарата (если он обладает таковой), и вас может ожидать неприятный сюрприз при попадании влаги.

Конечно же, тема фотографии, в особенности с применением операционного микроскопа достаточно многогранна и потребует от «оператора» выработки навыков путем проб и ошибок, в особенности из-за вариабельности комплектаций операционных микроскопов, и требует дальнейшего анализа. Однако, эти базовые советы помогут многим начинающим микроскопистам  начать вести документацию приема с помощью операционного микроскопа, сделав это неотъемлемой частью клинического приема.