Ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптардың технологиялық жетістіктері мен клиникалық қолданылуы

 

Хирургиялық микроскоптарҚазіргі заманғы медицина салаларында, әсіресе нейрохирургия, офтальмология, отоларингология және аз инвазивті хирургия сияқты жоғары дәлдіктегі салаларда өте маңызды рөл атқарады, олар таптырмас негізгі жабдыққа айналды. Жоғары үлкейту мүмкіндіктерімен,Операциялық микроскоптарегжей-тегжейлі көріністі қамтамасыз етіп, хирургтарға жүйке талшықтары, қан тамырлары және ұлпа қабаттары сияқты жай көзге көрінбейтін бөлшектерді байқауға мүмкіндік береді, осылайша дәрігерлерге операция кезінде сау тіндерді зақымдамауға көмектеседі. Әсіресе нейрохирургияда микроскоптың жоғары ұлғаюы ісіктерді немесе ауру тіндерді дәл локализациялауға мүмкіндік береді, резекцияның анық шеттерін қамтамасыз етеді және сыни нервтердің зақымдануын болдырмайды, осылайша пациенттердің операциядан кейінгі қалпына келу сапасын жақсартады.

Дәстүрлі хирургиялық микроскоптар әдетте күрделі хирургиялық қажеттіліктерді қолдау үшін жеткілікті көрнекі ақпаратты қамтамасыз ете алатын стандартты ажыратымдылықтағы дисплей жүйелерімен жабдықталған. Дегенмен, медициналық технологияның қарқынды дамуымен, әсіресе визуалды технология саласындағы жетістіктермен, хирургиялық микроскоптардың бейнелеу сапасы біртіндеп хирургиялық дәлдікті арттырудың маңызды факторына айналды. Дәстүрлі хирургиялық микроскоптармен салыстырғанда ультра жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптар көбірек мәліметтерді көрсете алады. Ажыратымдылығы 4K, 8K немесе одан да жоғары болатын дисплей және бейнелеу жүйелерін енгізу арқылы ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар хирургтарға ұсақ жаралар мен анатомиялық құрылымдарды дәлірек анықтауға және өңдеуге мүмкіндік береді, бұл хирургияның дәлдігі мен қауіпсіздігін айтарлықтай арттырады. Кескінді өңдеу технологиясының, жасанды интеллекттің және виртуалды шындықтың үздіксіз интеграциясы арқылы ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар кескін сапасын жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар хирургиялық процедураларды жоғары дәлдікке және тәуекелді төмендетуге бағыттай отырып, хирургияға анағұрлым интеллектуалды қолдау көрсетеді.

 

Өте жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптың клиникалық қолданылуы

Бейнелеу технологиясының үздіксіз инновациясымен ультра жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптар олардың өте жоғары ажыратымдылығының, тамаша бейнелеу сапасының және нақты уақыттағы динамикалық бақылау мүмкіндіктерінің арқасында біртіндеп клиникалық қолданбаларда шешуші рөл атқаруда.

Офтальмология

Офтальмологиялық хирургия жоғары техникалық стандарттарды жүктейтін дәл операцияны талап етедіофтальмологиялық хирургиялық микроскоптар. Мысалы, фемтосекундтық лазерлік мүйізді кесу кезінде хирургиялық микроскоп алдыңғы камераны, көз алмасының орталық кесіндісін бақылау және тілік орнын тексеру үшін жоғары үлкейтуді қамтамасыз ете алады. Офтальмологиялық хирургияда жарықтандыру өте маңызды. Микроскоп төмен жарық қарқындылығымен оңтайлы көрнекі әсерлерді қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар катаракта операциясының бүкіл процесіне көмектесетін арнайы қызыл жарық шағылыстырады. Одан басқа, оптикалық когерентті томография (ОКТ) жер асты визуализациясы үшін офтальмологиялық хирургияда кеңінен қолданылады. Ол фронтальды бақылауға байланысты жұқа тіндерді көре алмайтын микроскоптың шектеуін еңсере отырып, көлденең кескіндерді бере алады. Мысалы, Капеллер және т.б. Микроскоппен біріктірілген OCT (miOCT) (4D-miOCT) әсер диаграммасын автоматты түрде стереоскопиялық түрде көрсету үшін 4K-3D дисплейін және планшетті компьютерді пайдаланды. Пайдаланушының субъективті кері байланысына, өнімділіктің сандық бағасына және әртүрлі сандық өлшемдерге сүйене отырып, олар ақ жарық микроскопында 4D-miOCT орнына 4K-3D дисплейін пайдаланудың орындылығын көрсетті. Сонымен қатар, Лата және басқалардың зерттеуінде туа біткен глаукомамен ауыратын 16 науқастың ісіктерін жинап, олар нақты уақытта хирургиялық процесті бақылау үшін miOCT функциясы бар микроскопты пайдаланды. Операция алдындағы параметрлер, хирургиялық мәліметтер, операциядан кейінгі асқынулар, соңғы көру өткірлігі және қасаң қабықтың қалыңдығы сияқты негізгі деректерді бағалай отырып, олар сайып келгенде, miOCT дәрігерлерге тіндердің құрылымдарын анықтауға, операцияларды оңтайландыруға және операция кезінде асқыну қаупін азайтуға көмектесетінін көрсетті. Дегенмен, OCT бірте-бірте витреоретинальды хирургияда, әсіресе күрделі жағдайларда және жаңа операцияларда (мысалы, гендік терапия) қуатты көмекші құралға айналғанына қарамастан, кейбір дәрігерлер оның жоғары құны мен ұзақ оқу қисығына байланысты клиникалық тиімділікті шынымен жақсарта алатындығына күмән келтіреді.

Оториноларингология

Оториноларингология хирургиясы хирургиялық микроскоптарды қолданатын тағы бір хирургиялық сала болып табылады. Бет әлпетінде терең қуыстар мен нәзік құрылымдардың болуына байланысты ұлғайту және жарықтандыру хирургиялық нәтиже үшін өте маңызды. Эндоскоптар кейде тар хирургиялық аймақтардың жақсырақ көрінісін қамтамасыз ете алады,ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптаркохлеа және синустар сияқты тар анатомиялық аймақтарды үлкейтуге мүмкіндік беретін терең қабылдауды ұсынады, отит медиасы және мұрын полиптері сияқты жағдайларды емдеуде дәрігерлерге көмектеседі. Мысалы, Дундар және т.б. 2010 және 2020 жылдар аралығында операция жасалған отосклероз диагнозы қойылған 84 науқастың деректерін жинай отырып, отосклерозды емдеуде микроскоп пен эндоскоптық әдістердің әсерін салыстырды. Өлшеу индикаторы ретінде операцияға дейін және одан кейінгі ауа-сүйек өткізгіштігінің айырмашылығын пайдалану, соңғы нәтижелер екі әдістің микроскоппен жұмыс істеуге оңай әсер еткенін және микроскоппен жұмыс істеуге оңай әсер еткенін көрсетті. қысқа оқу қисығы. Сол сияқты, Ashfaq және т.б. жүргізген перспективалық зерттеуде зерттеу тобы 2020 және 2023 жылдар аралығында паротит безінің ісіктері бар 70 пациентке микроскоптың көмегімен паротидэктомия жасады, бұл микроскоптардың бет нервтерін анықтау және қорғаудағы рөлін бағалауға бағытталған. Нәтижелер микроскоптардың хирургиялық өрістің анықтығын жақсартуда, бет нервінің негізгі магистральдары мен тармақтарын дәл анықтауда, жүйке тартылуын және гемостазды азайтуда маңызды артықшылықтарға ие екенін көрсетті, бұл оларды бет нервтерін сақтау жылдамдығын арттыру үшін маңызды құрал етеді. Одан басқа, хирургиялық араласулар барған сайын күрделі және дәл болған сайын, AR және әртүрлі бейнелеу режимдерін хирургиялық микроскоптармен біріктіру хирургтарға кескінді басқаратын операцияларды орындауға мүмкіндік береді.

Нейрохирургия

Өте жоғары ажыратымдылықты қолданунейрохирургиядағы хирургиялық микроскоптардәстүрлі оптикалық бақылаудан цифрландыруға, толықтырылған шындыққа (AR) және интеллектуалды көмекке ауысты. Мысалы, Драксингер және т.б. 1,6 МГц сканерлеу жиілігі арқылы жоғары ажыратымдылықтағы үш өлшемді кескіндерді қамтамасыз ететін өздігінен әзірленген MHz-OCT жүйесімен біріктірілген микроскопты қолданды, хирургтарға нақты уақытта ісіктер мен сау тіндерді ажыратуға және хирургиялық дәлдікті арттыруға сәтті көмектесті. Хафез және т.б. тәжірибелік цереброваскулярлық айналма хирургияда дәстүрлі микроскоптар мен ультра жоғары ажыратымдылықтағы микрохирургиялық бейнелеу жүйесінің (Экзоскоп) өнімділігін салыстырып, микроскоптың тігіс уақытының қысқа болғанына қарамастан (P<0,001), Экзоскоптың тігістің таралуы (P=0,001) бойынша жақсырақ жұмыс істейтінін анықтады. Сонымен қатар, Экзоскоп педагогикалық артықшылықтарды ұсына отырып, ыңғайлырақ хирургиялық қалып пен ортақ көзқарасты қамтамасыз етті. Сол сияқты, Calloni et al. нейрохирургия резиденттерін оқытуда экзоскоп пен дәстүрлі хирургиялық микроскоптарды қолдануды салыстырды. Он алты тұрғын екі құрылғыны пайдалана отырып, бас сүйек үлгілерінде қайталанатын құрылымды тану тапсырмаларын орындады. Нәтижелер көрсеткендей, екеуінің арасында жалпы жұмыс уақытында айтарлықтай айырмашылық болмаса да, Экзоскоп терең құрылымдарды анықтауда жақсы жұмыс істеді және қатысушылардың көпшілігі интуитивті және ыңғайлы деп қабылдады, болашақта негізгі ағымға айналуы мүмкін. Ажыратымдылығы жоғары 4K дисплейлерімен жабдықталған ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар барлық қатысушыларды хирургиялық байланысты, ақпаратты тасымалдауды жеңілдететін және оқыту тиімділігін арттыратын сапалы 3D хирургиялық кескіндермен қамтамасыз ете алатыны анық.

Омыртқа хирургиясы

Ультра жоғары ажыратымдылықхирургиялық микроскоптаромыртқа хирургиясы саласында маңызды рөл атқарады. Жоғары ажыратымдылықтағы үш өлшемді бейнелеуді қамтамасыз ете отырып, олар хирургтарға омыртқаның күрделі анатомиялық құрылымын, соның ішінде нервтер, қан тамырлары және сүйек тіндері сияқты нәзік бөліктерді анық байқауға мүмкіндік береді, осылайша хирургияның дәлдігі мен қауіпсіздігін арттырады. Сколиозды түзету тұрғысынан хирургиялық микроскоптар хирургиялық көрудің анықтығын және жұқа манипуляция қабілетін жақсартады, дәрігерлерге жұлынның тар каналындағы жүйке құрылымдары мен ауру тіндерді дәл анықтауға көмектеседі, осылайша декомпрессия және тұрақтандыру процедураларын қауіпсіз және тиімді аяқтайды.

Sun және т.б. мойын омыртқасының артқы бойлық байламының сүйектенуін емдеуде микроскоптың көмегімен алдыңғы жатыр мойны хирургиясы мен дәстүрлі ашық хирургияның тиімділігі мен қауіпсіздігін салыстырды. Алпыс пациент микроскоптың көмегімен (30 жағдай) және дәстүрлі хирургия тобына (30 жағдай) бөлінді. Нәтижелер микроскоппен көмектесетін топта дәстүрлі хирургия тобымен салыстырғанда операция ішілік қан жоғалту, ауруханада болу және операциядан кейінгі ауырсыну көрсеткіштерінің жоғары екенін көрсетті, ал микроскоппен көмектесетін топта асқыну деңгейі төмен болды. Сол сияқты, жұлын біріктіру хирургиясында Singhatanadgige et al. ортопедиялық хирургиялық микроскоптардың және хирургиялық үлкейткіш көзілдіріктің минималды инвазивті трансфораминальды бел біріктіруіндегі қолдану әсерлерін салыстырды. Зерттеу 100 пациентті қамтыды және операциядан кейінгі ауырсынуды жеңілдету, функционалдық жақсарту, жұлын каналының кеңеюі, біріктіру жылдамдығы және асқынулар бойынша екі топ арасында айтарлықтай айырмашылықтар көрсетпеді, бірақ микроскоп жақсырақ көру өрісін қамтамасыз етті. Сонымен қатар, AR технологиясымен біріктірілген микроскоптар омыртқа хирургиясында кеңінен қолданылады. Мысалы, Карл және т.б. хирургиялық микроскоптың басына орнатылған дисплейін қолданатын 10 пациентте AR технологиясын орнатты. Нәтижелер AR омыртқаның дегенеративті хирургиясында, әсіресе күрделі анатомиялық жағдайларда және резиденттік білім беруде қолдану үшін үлкен әлеуетке ие екенін көрсетті.

 

Қорытынды және болжам

Дәстүрлі хирургиялық микроскоптармен салыстырғанда, ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар көптеген ұлғайту опцияларын, тұрақты және жарқын жарықтандыруды, дәл оптикалық жүйелерді, ұзартылған жұмыс қашықтығын және эргономикалық тұрақты тіректерді қамтитын көптеген артықшылықтарды ұсынады. Сонымен қатар, олардың жоғары ажыратымдылықтағы визуализация опциялары, әсіресе әртүрлі бейнелеу режимдерімен және AR технологиясымен біріктіру кескінді басқаратын операцияларды тиімді қолдайды.

Хирургиялық микроскоптардың көптеген артықшылықтарына қарамастан, олар әлі де айтарлықтай қиындықтарға тап болады. Көлемі үлкен болғандықтан, ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар операциялық бөлмелер арасында тасымалдау және операция ішілік позициялау кезінде белгілі операциялық қиындықтар туғызады, бұл хирургиялық процедуралардың үздіксіздігі мен тиімділігіне кері әсер етуі мүмкін. Соңғы жылдары микроскоптардың құрылымдық дизайны айтарлықтай оңтайландырылды, олардың оптикалық тасымалдағыштары мен бинокулярлы линза бөшкелері көлбеу және айналу реттеулерінің кең ауқымын қолдап, жабдықтың операциялық икемділігін айтарлықтай арттырады және хирургтың табиғи және ыңғайлы жағдайда бақылауы мен операциясын жеңілдетеді. Сонымен қатар, киілетін дисплей технологиясының үздіксіз дамуы хирургтарға микрохирургиялық операциялар кезінде эргономикалық көрнекі қолдауды қамтамасыз етеді, операциялық шаршауды жеңілдетуге және хирургиялық дәлдік пен хирургтың тұрақты жұмыс қабілетін жақсартуға көмектеседі. Дегенмен, тірек құрылымының болмауына байланысты жиі қайта фокустау қажет, бұл киілетін дисплей технологиясының тұрақтылығын әдеттегі хирургиялық микроскоптардан төмен етеді. Басқа шешім - әртүрлі хирургиялық сценарийлерге икемді бейімделу үшін жабдық құрылымын миниатюризация және модульизацияға қарай эволюциясы. Дегенмен, көлемді азайту көбінесе дәл өңдеу процестерін және жоғары құны бар біріктірілген оптикалық компоненттерді қамтиды, бұл жабдықтың нақты өндірістік құнын қымбат етеді.

Ажыратымдылығы жоғары хирургиялық микроскоптардың тағы бір қиындығы - жоғары қуатты жарықтандырудан туындаған терінің күйіп қалуы. Жарқын көрнекі әсерлерді қамтамасыз ету үшін, әсіресе бірнеше бақылаушылар немесе камералар болған кезде, жарық көзі пациенттің тінін күйдіруі мүмкін күшті жарық шығаруы керек. Офтальмологиялық хирургиялық микроскоптар сонымен қатар көздің бетіне және көз жасы қабығына фотоуыттылықты тудыруы мүмкін, бұл көз жасушасының функциясының төмендеуіне әкелетіні хабарланды. Сондықтан жарықты басқаруды оңтайландыру, ұлғайту және жұмыс қашықтығына сәйкес нүкте өлшемін және жарық қарқындылығын реттеу хирургиялық микроскоптар үшін ерекше маңызды. Болашақта оптикалық бейнелеу көру аймағын кеңейту және хирургиялық аймақтың үш өлшемді орналасуын дәл қалпына келтіру үшін панорамалық бейнелеу және үш өлшемді қайта құру технологияларын енгізуі мүмкін. Бұл дәрігерлерге хирургиялық аймақтың жалпы жағдайын жақсырақ түсінуге және маңызды ақпаратты жіберіп алмауға мүмкіндік береді. Дегенмен, панорамалық бейнелеу және үш өлшемді реконструкция деректердің үлкен көлемін генерациялай отырып, нақты уақыт режимінде жоғары ажыратымдылықтағы кескіндерді алуды, тіркеуді және қайта құруды қамтиды. Бұл кескінді өңдеу алгоритмдерінің тиімділігіне, аппараттық есептеу қуатына және сақтау жүйелеріне өте жоғары талаптар қояды, әсіресе операция кезінде нақты уақыттағы өнімділік маңызды болып табылады, бұл мәселені одан да маңызды етеді.

Медициналық бейнелеу, жасанды интеллект және есептеу оптикасы сияқты технологиялардың қарқынды дамуымен ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар хирургиялық дәлдікті, қауіпсіздікті және операциялық тәжірибені арттыруда үлкен әлеуетті көрсетті. Болашақта ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар келесі төрт бағытта дамуын жалғастыруы мүмкін: (1) Жабдықтарды өндіру тұрғысынан кішірейту мен модульизацияға төмен шығындармен қол жеткізу керек, бұл кең ауқымды клиникалық қолдануды мүмкін етеді; (2) Ұзақ уақытқа созылған операциядан туындаған жарықтың зақымдану мәселесін шешу үшін жарықты басқарудың жетілдірілген режимдерін әзірлеу; (3) Жабдықтың есептеу өнімділігі талаптарын қанағаттандыру үшін дәл және жеңіл болатын интеллектуалды көмекші алгоритмдерді құрастыру; (4) Қашықтан ынтымақтастық, дәл жұмыс және автоматтандырылған процестер үшін платформалық қолдауды қамтамасыз ету үшін AR және роботты хирургиялық жүйелерді терең интеграциялаңыз. Қорытындылай келе, ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптар болашақ хирургия үшін цифрлық экожүйені құруға көмектесетін кескінді жақсарту, интеллектуалды тану және интерактивті кері байланысты біріктіретін хирургиялық көмектің кешенді жүйесіне айналады.

Бұл мақалада ультра жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық микроскоптардың жалпы негізгі технологияларындағы жетістіктерге шолу жасалады, олардың хирургиялық процедураларда қолданылуы мен дамуына назар аударылады. Ажыратымдылықтың жоғарылауымен ультра жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптар нейрохирургия, офтальмология, отоларингология және омыртқа хирургиясы сияқты салаларда маңызды рөл атқарады. Әсіресе, аз инвазивті операцияларға интраоперациялық дәлдік навигация технологиясын біріктіру бұл процедуралардың дәлдігі мен қауіпсіздігін арттырды. Болашаққа қарап, жасанды интеллект пен роботтық технологиялар дамыған сайын, ультра жоғары ажыратымдылықтағы микроскоптар аз инвазивті операциялардың және қашықтан ынтымақтастықтың ілгерілеуіне ықпал ететін тиімдірек және интеллектуалды хирургиялық қолдауды ұсынады, осылайша хирургиялық қауіпсіздік пен тиімділікті одан әрі арттырады.