Бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптарда оптикалық бейнелеудің дамуы

Медицина саласында хирургия, сөзсіз, аурулардың басым көпшілігін емдеудің негізгі құралы болып табылады, әсіресе қатерлі ісіктің ерте кезеңінде емдеуде шешуші рөл атқарады. Хирургтың операциясының сәттілігінің кілті патологиялық кесіндіні кесіп тастағаннан кейін анық көрінуінде жатыр.Хирургиялық микроскоптарүш өлшемділік, жоғары ажыратымдылық және жоғары ажыратымдылық сезімінің күшті болуына байланысты медициналық хирургияда кеңінен қолданылды. Дегенмен, патологиялық бөліктің анатомиялық құрылымы күрделі және күрделі, және олардың көпшілігі маңызды орган тіндеріне жақын орналасқан. Миллиметрден микрометрге дейінгі құрылымдар адам көзімен байқалатын диапазоннан әлдеқайда асып түсті. Сонымен қатар, адам денесіндегі тамырлы тіндер тар және тығыз, ал жарық жеткіліксіз. Кез келген шағын ауытқу науқасқа зиян келтіруі, хирургиялық әсерге әсер етуі және тіпті өмірге қауіп төндіруі мүмкін. Сондықтан, зерттеу және әзірлеуЖұмыс істеп тұрмикроскоптаржеткілікті үлкейту және айқын көрнекі кескіндермен зерттеушілер терең зерттеуді жалғастыратын тақырып болып табылады.

Қазіргі уақытта кескін және бейне, ақпаратты беру және фотожазба сияқты сандық технологиялар микрохирургия саласына жаңа артықшылықтармен еніп келеді. Бұл технологиялар адам өмір салтына терең әсер етіп қана қоймай, сонымен қатар микрохирургия саласына біртіндеп еніп келеді. Жоғары ажыратымдылықтағы дисплейлер, камералар және т.б. хирургиялық дәлдікке қойылатын қазіргі талаптарды тиімді түрде қанағаттандыра алады. Қабылдау беттері ретінде CCD, CMOS және басқа кескін сенсорлары бар бейнежүйелер біртіндеп хирургиялық микроскоптарға қолданыла бастады. Бейне хирургиялық микроскоптардәрігерлер үшін өте икемді және ыңғайлы. Хирургиялық процесс кезінде бірнеше адамның көруін ортақ пайдалануға мүмкіндік беретін навигациялық жүйе, 3D дисплей, жоғары ажыратымдылықтағы кескін сапасы, кеңейтілген шындық (AR) және т.б. сияқты озық технологиялардың енгізілуі дәрігерлерге операция кезіндегі операцияларды жақсырақ орындауға көмектеседі.

Микроскоптық оптикалық бейнелеу микроскоптық бейнелеу сапасының негізгі анықтаушысы болып табылады. Бейнехирургиялық микроскоптардың оптикалық бейнелеуінде жоғары ажыратымдылықтағы, жоғары контрастты CMOS немесе CCD сенсорлары сияқты озық оптикалық компоненттер мен бейнелеу технологияларын, сондай-ақ оптикалық зум және оптикалық компенсация сияқты негізгі технологияларды пайдаланатын ерекше дизайн ерекшеліктері бар. Бұл технологиялар микроскоптардың бейнелеу анықтығы мен сапасын тиімді түрде жақсартады, хирургиялық операциялар үшін жақсы визуалды кепілдік береді. Сонымен қатар, оптикалық бейнелеу технологиясын сандық өңдеумен біріктіру арқылы нақты уақыт режимінде динамикалық бейнелеу және 3D реконструкциялауға қол жеткізілді, бұл хирургтарға интуитивті визуалды тәжірибені қамтамасыз етеді. Бейнехирургиялық микроскоптардың оптикалық бейнелеу сапасын одан әрі жақсарту үшін зерттеушілер микроскоптардың бейнелеу ажыратымдылығы мен тереңдігін арттыру үшін флуоресценттік бейнелеу, поляризациялық бейнелеу, мультиспектральды бейнелеу және т.б. сияқты жаңа оптикалық бейнелеу әдістерін үнемі зерттеп отырады; кескіннің анықтығы мен контрастын арттыру үшін оптикалық бейнелеу деректерін кейінгі өңдеу үшін жасанды интеллект технологиясын пайдалану.

Хирургиялық процедуралардың алғашқы кезеңдерінде,бинокулярлық микроскоптарнегізінен көмекші құралдар ретінде пайдаланылды. Бинокулярлық микроскоп - стереоскопиялық көруді қамтамасыз ету үшін призмалар мен линзаларды пайдаланатын құрал. Ол монокулярлық микроскоптарда жоқ тереңдікті қабылдауды және стереоскопиялық көруді қамтамасыз ете алады. 20 ғасырдың ортасында фон Зехендер медициналық офтальмологиялық зерттеулерде бинокулярлық үлкейткіш көзілдірікті қолдануды бастады. Кейіннен Zeiss компаниясы 25 см жұмыс қашықтығы бар бинокулярлық үлкейткіш әйнекті енгізді, бұл қазіргі заманғы микрохирургияның дамуының негізін қалады. Бинокулярлық хирургиялық микроскоптардың оптикалық бейнелеу тұрғысынан алғашқы бинокулярлық микроскоптардың жұмыс қашықтығы 75 мм болды. Медициналық құралдардың дамуы мен инновациясымен алғашқы хирургиялық микроскоп OPMI1 енгізілді, жұмыс қашықтығы 405 мм-ге жетуі мүмкін. Үлкейту де үнемі артып келеді және үлкейту мүмкіндіктері үнемі артып келеді. Бинокулярлық микроскоптардың үздіксіз дамуымен олардың жарқын стереоскопиялық әсер, жоғары айқындық және ұзақ жұмыс қашықтығы сияқты артықшылықтары бинокулярлық хирургиялық микроскоптарды әртүрлі бөлімдерде кеңінен қолдануға мүмкіндік берді. Дегенмен, оның үлкен мөлшері мен кіші тереңдігінің шектеуін елемеуге болмайды, сондықтан медицина қызметкерлері операция кезінде жиі калибрлеуді және шоғырлануды қажет етеді, бұл операцияның қиындығын арттырады. Сонымен қатар, ұзақ уақыт бойы көру құралдарын бақылауға және операция жасауға назар аударатын хирургтар физикалық жүктемені арттырып қана қоймай, сонымен қатар эргономикалық қағидаттарды да сақтамайды. Дәрігерлер пациенттерге хирургиялық тексеру жүргізу үшін қозғалмайтын қалыпта болуы керек, сонымен қатар қолмен түзетулер енгізу қажет, бұл белгілі бір дәрежеде хирургиялық операциялардың қиындығын арттырады.

1990 жылдардан кейін камера жүйелері мен кескін сенсорлары біртіндеп хирургиялық тәжірибеге енгізіле бастады, бұл айтарлықтай қолдану әлеуетін көрсетті. 1991 жылы Берчи хирургиялық аймақтарды визуализациялауға арналған бейнежүйені инновациялық түрде жасап шығарды, оның жұмыс қашықтығы 150-500 мм және бақыланатын нысан диаметрлері 15-25 мм аралығында, сонымен қатар өріс тереңдігін 10-20 мм аралығында сақтай отырып. Сол кездегі линзалар мен камералардың жоғары техникалық қызмет көрсету шығындары бұл технологияны көптеген ауруханаларда кеңінен қолдануды шектегенімен, зерттеушілер технологиялық инновацияларды жалғастырып, бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптарды әзірлей бастады. Бұл өзгеріссіз жұмыс режимін сақтау үшін ұзақ уақыт қажет ететін бинокулярлық хирургиялық микроскоптармен салыстырғанда, ол физикалық және психикалық шаршауға оңай әкелуі мүмкін. Бейне типті хирургиялық микроскоп үлкейтілген кескінді мониторға проекциялайды, бұл хирургтың ұзақ уақыт бойы нашар қалыпта болуына жол бермейді. Бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптар дәрігерлерді бір қалыптан босатады, бұл оларға жоғары ажыратымдылықтағы экрандар арқылы анатомиялық орындарда операция жасауға мүмкіндік береді.

Соңғы жылдары жасанды интеллект технологиясының қарқынды дамуымен хирургиялық микроскоптар біртіндеп ақылды бола бастады, ал бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптар нарықтағы негізгі өнімдерге айналды. Қазіргі бейнеге негізделген хирургиялық микроскоп компьютерлік көру мен терең оқыту технологияларын біріктіріп, кескінді автоматтандырылған түрде тануға, сегменттеуге және талдауға қол жеткізеді. Хирургиялық процесс кезінде ақылды бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптар дәрігерлерге ауру тіндерді тез табуға және хирургиялық дәлдікті жақсартуға көмектесе алады.

Бинокулярлық микроскоптардан бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптарға дейінгі даму процесінде хирургиядағы дәлдік, тиімділік және қауіпсіздік талаптарының күн сайын артып келе жатқанын байқау қиын емес. Қазіргі уақытта хирургиялық микроскоптардың оптикалық бейнелеуіне деген сұраныс патологиялық бөліктерді үлкейтумен шектелмейді, сонымен қатар әртараптандырылған және тиімді болып келеді. Клиникалық медицинада хирургиялық микроскоптар кеңейтілген шындықпен біріктірілген флуоресценция модульдері арқылы неврологиялық және жұлын хирургияларында кеңінен қолданылады. AR навигациялық жүйесі күрделі жұлын кілт тесігіне хирургиялық араласуды жеңілдете алады, ал флуоресцентті агенттер дәрігерлерге ми ісіктерін толығымен алып тастауға бағыт бере алады. Сонымен қатар, зерттеушілер гиперспектрлік хирургиялық микроскопты кескіндерді жіктеу алгоритмдерімен біріктіріп, дауыс байламы полиптері мен лейкоплакияны автоматты түрде анықтауға сәтті қол жеткізді. Бейнехирургиялық микроскоптар флуоресценциялық бейнелеу, мультиспектрлік бейнелеу және интеллектуалды кескін өңдеу технологияларымен біріктіру арқылы тиреоидэктомия, торлы қабық хирургиясы және лимфа хирургиясы сияқты әртүрлі хирургиялық салаларда кеңінен қолданылды.

Бинокулярлы хирургиялық микроскоптармен салыстырғанда, бейнемикроскоптар көп пайдаланушылы бейне алмасуды, жоғары ажыратымдылықтағы хирургиялық кескіндерді қамтамасыз ете алады және эргономикалық болып табылады, дәрігердің шаршауын азайтады. Оптикалық бейнелеу, цифрландыру және интеллекттің дамуы хирургиялық микроскоптың оптикалық жүйелерінің жұмысын айтарлықтай жақсартты, ал нақты уақыттағы динамикалық бейнелеу, кеңейтілген шындық және басқа технологиялар бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптардың функциялары мен модульдерін айтарлықтай кеңейтті.

Болашақтағы бейнеге негізделген хирургиялық микроскоптардың оптикалық бейнелеуі дәлірек, тиімді және ақылды болады, бұл дәрігерлерге хирургиялық операцияларды жақсырақ басқару үшін пациенттер туралы жан-жақты, егжей-тегжейлі және үш өлшемді ақпарат береді. Сонымен қатар, технологияның үздіксіз дамуымен және қолдану салаларының кеңеюімен бұл жүйе көптеген салаларда да қолданылып, дамитын болады.