Zhvillimi i imazherisë optike në mikroskopët kirurgjikalë të bazuar në video

Në fushën e mjekësisë, kirurgjia është padyshim mjeti kryesor për trajtimin e shumicës dërrmuese të sëmundjeve, veçanërisht duke luajtur një rol vendimtar në trajtimin e hershëm të kancerit. Çelësi i suksesit të operacionit të një kirurgu qëndron në vizualizimin e qartë të prerjes patologjike pas diseksionit.Mikroskopë kirurgjikalëjanë përdorur gjerësisht në kirurgjinë mjekësore për shkak të ndjenjës së tyre të fortë të tre dimensionalitetit, përkufizimit të lartë dhe rezolucionit të lartë. Megjithatë, struktura anatomike e pjesës patologjike është e ndërlikuar dhe komplekse, dhe shumica e tyre janë ngjitur me inde të rëndësishme të organeve. Strukturat nga milimetri në mikrometër e kanë tejkaluar shumë diapazonin që mund të vërehet nga syri i njeriut. Përveç kësaj, indi vaskular në trupin e njeriut është i ngushtë dhe i mbushur me njerëz, dhe ndriçimi është i pamjaftueshëm. Çdo devijim i vogël mund të shkaktojë dëm për pacientin, të ndikojë në efektin kirurgjikal dhe madje të rrezikojë jetën. Prandaj, kërkimi dhe zhvillimiOperacionmikroskopëme zmadhim të mjaftueshëm dhe imazhe vizuale të qarta është një temë që studiuesit vazhdojnë ta eksplorojnë në thellësi.

Aktualisht, teknologjitë dixhitale si imazhi dhe videoja, transmetimi i informacionit dhe regjistrimi fotografik po hyjnë në fushën e mikrokirurgjisë me avantazhe të reja. Këto teknologji jo vetëm që po ndikojnë thellësisht në stilin e jetës njerëzore, por gjithashtu po integrohen gradualisht në fushën e mikrokirurgjisë. Ekranet me definicion të lartë, kamerat etj., mund të përmbushin në mënyrë efektive kërkesat aktuale për saktësi kirurgjikale. Sistemet video me CCD, CMOS dhe sensorë të tjerë imazhi si sipërfaqe marrëse janë aplikuar gradualisht në mikroskopët kirurgjikalë. Mikroskopë video kirurgjikalejanë shumë fleksibël dhe të përshtatshëm për mjekët për t'u operuar. Futja e teknologjive të përparuara si sistemi i navigimit, ekrani 3D, cilësia e imazhit me definicion të lartë, realiteti i shtuar (AR) etj., të cilat mundësojnë ndarjen e pamjeve nga shumë persona gjatë procesit kirurgjikal, i ndihmon më tej mjekët në kryerjen më të mirë të operacioneve intraoperative.

Imazheria optike e mikroskopit është përcaktuesi kryesor i cilësisë së imazhit të mikroskopit. Imazheria optike e mikroskopëve videokirurgjikë ka karakteristika unike të dizajnit, duke përdorur komponentë optikë të përparuar dhe teknologji imazherie si sensorë CMOS ose CCD me rezolucion të lartë dhe kontrast të lartë, si dhe teknologji kyçe si zmadhimi optik dhe kompensimi optik. Këto teknologji përmirësojnë në mënyrë efektive qartësinë dhe cilësinë e imazhit të mikroskopëve, duke ofruar siguri të mirë vizuale për operacionet kirurgjikale. Për më tepër, duke kombinuar teknologjinë e imazhit optik me përpunimin dixhital, është arritur imazheria dinamike në kohë reale dhe rindërtimi 3D, duke u ofruar kirurgëve një përvojë vizuale më intuitive. Për të përmirësuar më tej cilësinë e imazhit optik të mikroskopëve videokirurgjikë, studiuesit po eksplorojnë vazhdimisht metoda të reja të imazhit optik, të tilla si imazheria me fluoreshencë, imazheria me polarizim, imazheria multispektrale, etj., për të rritur rezolucionin e imazhit dhe thellësinë e mikroskopëve; Duke përdorur teknologjinë e inteligjencës artificiale për përpunimin pasues të të dhënave të imazhit optik për të rritur qartësinë dhe kontrastin e imazhit.

Në procedurat e hershme kirurgjikale,mikroskopë binokularëPërdoreshin kryesisht si mjete ndihmëse. Një mikroskop binokular është një instrument që përdor prizma dhe lente për të arritur shikim stereoskopik. Ai mund të ofrojë perceptim të thellësisë dhe shikim stereoskopik që mikroskopët monokularë nuk e kanë. Në mesin e shekullit të 20-të, von Zehender ishte pionier në aplikimin e syzeve zmadhuese binokulare në ekzaminimet oftalmike mjekësore. Më pas, Zeiss prezantoi një xham zmadhues binokular me një distancë pune prej 25 cm, duke hedhur themelet për zhvillimin e mikrokirurgjisë moderne. Sa i përket imazherisë optike të mikroskopëve kirurgjikalë binokularë, distanca e punës së mikroskopëve të hershëm binokularë ishte 75 mm. Me zhvillimin dhe inovacionin e instrumenteve mjekësore, u prezantua mikroskopi i parë kirurgjikal OPMI1, dhe distanca e punës mund të arrijë 405 mm. Zmadhimi është gjithashtu vazhdimisht në rritje, dhe opsionet e zmadhimit janë vazhdimisht në rritje. Me përparimin e vazhdueshëm të mikroskopëve binokularë, avantazhet e tyre si efekti i gjallë stereoskopik, qartësia e lartë dhe distanca e gjatë e punës kanë bërë që mikroskopët kirurgjikalë binokularë të përdoren gjerësisht në departamente të ndryshme. Megjithatë, kufizimi i madhësisë së saj të madhe dhe thellësisë së vogël nuk mund të injorohet, dhe stafi mjekësor duhet të kalibrojë dhe përqendrohet shpesh gjatë operacionit, gjë që rrit vështirësinë e operacionit. Përveç kësaj, kirurgët që përqendrohen në vëzhgimin me instrumente vizuale dhe operacionin për një kohë të gjatë jo vetëm që rrisin ngarkesën e tyre fizike, por as nuk i përmbahen parimeve ergonomike. Mjekët duhet të mbajnë një qëndrim të fiksuar për të kryer ekzaminime kirurgjikale tek pacientët, dhe kërkohen edhe rregullime manuale, gjë që në një farë mase rrit vështirësinë e operacioneve kirurgjikale.

Pas viteve 1990, sistemet e kamerave dhe sensorët e imazhit filluan të integrohen gradualisht në praktikën kirurgjikale, duke demonstruar potencial të konsiderueshëm aplikimi. Në vitin 1991, Berci zhvilloi në mënyrë inovative një sistem video për vizualizimin e zonave kirurgjikale, me një gamë të rregullueshme distance pune prej 150-500 mm dhe diametra të vëzhgueshëm të objekteve që variojnë nga 15-25 mm, duke ruajtur një thellësi fushe midis 10-20 mm. Edhe pse kostot e larta të mirëmbajtjes së lenteve dhe kamerave në atë kohë kufizonin zbatimin e gjerë të kësaj teknologjie në shumë spitale, studiuesit vazhduan të ndiqnin inovacionin teknologjik dhe filluan të zhvillonin mikroskopë kirurgjikalë më të përparuar të bazuar në video. Krahasuar me mikroskopët kirurgjikalë binokularë, të cilët kërkojnë një periudhë të gjatë kohore për të ruajtur këtë mënyrë pune të pandryshuar, kjo mund të çojë lehtësisht në lodhje fizike dhe mendore. Mikroskopi kirurgjikal i tipit video projekton imazhin e zmadhuar në monitor, duke shmangur qëndrimin e dobët të zgjatur të kirurgut. Mikroskopët kirurgjikalë të bazuar në video i çlirojnë mjekët nga një qëndrim i vetëm, duke u lejuar atyre të operojnë në vende anatomike përmes ekraneve me definicion të lartë.

Në vitet e fundit, me përparimin e shpejtë të teknologjisë së inteligjencës artificiale, mikroskopët kirurgjikalë janë bërë gradualisht inteligjentë, dhe mikroskopët kirurgjikalë të bazuar në video janë bërë produkte kryesore në treg. Mikroskopi kirurgjikal aktual i bazuar në video kombinon vizionin kompjuterik dhe teknologjitë e të mësuarit të thellë për të arritur njohjen, segmentimin dhe analizën automatike të imazhit. Gjatë procesit kirurgjikal, mikroskopët kirurgjikalë inteligjentë të bazuar në video mund të ndihmojnë mjekët në gjetjen e shpejtë të indeve të sëmura dhe përmirësimin e saktësisë kirurgjikale.

Në procesin e zhvillimit nga mikroskopët binokularë te mikroskopët kirurgjikalë me bazë video, nuk është e vështirë të zbulosh se kërkesat për saktësi, efikasitet dhe siguri në kirurgji po rriten dita-ditës. Aktualisht, kërkesa për imazhe optike të mikroskopëve kirurgjikalë nuk kufizohet vetëm në zmadhimin e pjesëve patologjike, por është gjithnjë e më e larmishme dhe efikase. Në mjekësinë klinike, mikroskopët kirurgjikalë përdoren gjerësisht në kirurgjitë neurologjike dhe kurrizore përmes moduleve fluoreshente të integruara me realitetin e shtuar. Sistemi i navigimit AR mund të lehtësojë kirurgjinë komplekse të shtyllës kurrizore, dhe agjentët fluoreshente mund t'i udhëzojnë mjekët për të hequr plotësisht tumoret e trurit. Përveç kësaj, studiuesit kanë arritur me sukses zbulimin automatik të polipeve të kordave vokale dhe leukoplakisë duke përdorur një mikroskop kirurgjikal hiperspektral të kombinuar me algoritme të klasifikimit të imazheve. Mikroskopët kirurgjikalë video janë përdorur gjerësisht në fusha të ndryshme kirurgjikale si tiroidektomia, kirurgjia e retinës dhe kirurgjia limfatike duke u kombinuar me imazhe fluoreshente, imazhe multispektrale dhe teknologji inteligjente të përpunimit të imazheve.

Krahasuar me mikroskopët kirurgjikalë binokularë, mikroskopët video mund të ofrojnë ndarje videoje me shumë përdorues, imazhe kirurgjikale me definicion të lartë dhe janë më ergonomikë, duke zvogëluar lodhjen e mjekut. Zhvillimi i imazherisë optike, dixhitalizimit dhe inteligjencës ka përmirësuar shumë performancën e sistemeve optike të mikroskopit kirurgjikal, dhe imazheria dinamike në kohë reale, realiteti i shtuar dhe teknologji të tjera kanë zgjeruar shumë funksionet dhe modulet e mikroskopëve kirurgjikalë të bazuar në video.

Imazheria optike e mikroskopëve kirurgjikalë të bazuar në video në të ardhmen do të jetë më e saktë, efikase dhe inteligjente, duke u ofruar mjekëve informacion më gjithëpërfshirës, ​​të detajuar dhe tre-dimensional për pacientët për të udhëhequr më mirë operacionet kirurgjikale. Ndërkohë, me përparimin e vazhdueshëm të teknologjisë dhe zgjerimin e fushave të aplikimit, ky sistem do të aplikohet dhe zhvillohet edhe në më shumë fusha.