Ang pag-unlad ng optical imaging sa mga surgical microscope na nakabatay sa video

Sa larangan ng medisina, walang dudang ang operasyon ang pangunahing paraan ng paggamot sa karamihan ng mga sakit, lalo na't may mahalagang papel ito sa maagang paggamot ng kanser. Ang susi sa tagumpay ng operasyon ng isang siruhano ay nakasalalay sa malinaw na pagpapakita ng pathological section pagkatapos ng dissection.Mga mikroskopyo sa operasyonMalawakang ginagamit sa medikal na operasyon dahil sa kanilang malakas na pakiramdam ng three-dimensionality, high definition, at high resolution. Gayunpaman, ang anatomical structure ng pathological na bahagi ay masalimuot at kumplikado, at karamihan sa mga ito ay katabi ng mahahalagang tisyu ng organ. Ang mga istrukturang mula milimetro hanggang micrometer ay lumampas na sa saklaw na maaaring maobserbahan ng mata ng tao. Bukod pa rito, ang vascular tissue sa katawan ng tao ay makitid at siksikan, at hindi sapat ang ilaw. Anumang maliit na paglihis ay maaaring magdulot ng pinsala sa pasyente, makaapekto sa epekto ng operasyon, at maging ilagay sa panganib ang buhay. Samakatuwid, ang pagsasaliksik at pagbuoPagpapatakbomga mikroskopyona may sapat na pagpapalaki at malinaw na biswal na mga imahe ay isang paksang patuloy na sinusuri nang malaliman ng mga mananaliksik.

Sa kasalukuyan, ang mga digital na teknolohiya tulad ng imahe at video, paghahatid ng impormasyon, at pagre-record ng litrato ay pumapasok sa larangan ng microsurgery na may mga bagong bentahe. Ang mga teknolohiyang ito ay hindi lamang lubos na nakakaimpluwensya sa pamumuhay ng tao, kundi unti-unti ring isinasama sa larangan ng microsurgery. Ang mga high definition display, camera, atbp. ay maaaring epektibong matugunan ang kasalukuyang mga kinakailangan para sa katumpakan ng operasyon. Ang mga video system na may CCD, CMOS at iba pang image sensor bilang mga receiving surface ay unti-unting inilalapat sa mga surgical microscope. Mga mikroskopyo sa pag-opera ng videoay lubos na nababaluktot at maginhawa para sa mga doktor na mag-operate. Ang pagpapakilala ng mga advanced na teknolohiya tulad ng navigation system, 3D display, high-definition image quality, augmented reality (AR), atbp., na nagbibigay-daan sa pagbabahagi ng view sa maraming tao habang isinasagawa ang operasyon, ay higit na nakakatulong sa mga doktor sa mas mahusay na pagsasagawa ng mga intraoperative na operasyon.

Ang optical imaging ng mikroskopyo ang pangunahing determinant ng kalidad ng microscope imaging. Ang optical imaging ng mga video surgical microscope ay may mga natatanging tampok sa disenyo, gamit ang mga advanced na optical component at mga teknolohiya sa imaging tulad ng high-resolution, high contrast CMOS o CCD sensor, pati na rin ang mga pangunahing teknolohiya tulad ng optical zoom at optical compensation. Ang mga teknolohiyang ito ay epektibong nagpapabuti sa kalinawan at kalidad ng imaging ng mga mikroskopyo, na nagbibigay ng mahusay na visual assurance para sa mga operasyon sa operasyon. Bukod dito, sa pamamagitan ng pagsasama ng optical imaging technology sa digital processing, nakamit ang real-time dynamic imaging at 3D reconstruction, na nagbibigay sa mga siruhano ng mas madaling maunawaang karanasan sa visual. Upang higit pang mapabuti ang kalidad ng optical imaging ng mga video surgical microscope, patuloy na sinasaliksik ng mga mananaliksik ang mga bagong pamamaraan ng optical imaging, tulad ng fluorescence imaging, polarization imaging, multispectral imaging, atbp., upang mapahusay ang resolution at lalim ng imaging ng mga mikroskopyo; Paggamit ng artificial intelligence technology para sa post-processing ng optical imaging data upang mapahusay ang kalinawan at contrast ng imahe.

Sa mga unang operasyon,mga mikroskopyong binokularay pangunahing ginagamit bilang mga pantulong na kagamitan. Ang binocular microscope ay isang instrumentong gumagamit ng mga prisma at lente upang makamit ang stereoscopic vision. Maaari itong magbigay ng depth perception at stereoscopic vision na wala sa mga monocular microscope. Noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, pinangunahan ni von Zehender ang paggamit ng binocular magnifying glass sa mga medikal na eksaminasyon sa ophthalmic. Kasunod nito, ipinakilala ni Zeiss ang isang binocular magnifying glass na may working distance na 25 cm, na naglatag ng pundasyon para sa pag-unlad ng modernong microsurgery. Sa mga tuntunin ng optical imaging ng binocular surgical microscope, ang working distance ng mga sinaunang binocular microscope ay 75 mm. Sa pag-unlad at inobasyon ng mga medikal na instrumento, ipinakilala ang unang surgical microscope na OPMI1, at ang working distance ay maaaring umabot sa 405 mm. Ang magnification ay patuloy ding tumataas, at ang mga opsyon sa magnification ay patuloy na tumataas. Sa patuloy na pagsulong ng mga binocular microscope, ang kanilang mga bentahe tulad ng matingkad na stereoscopic effect, mataas na kalinawan, at mahabang working distance ay naging dahilan upang malawakang gamitin ang binocular surgical microscope sa iba't ibang departamento. Gayunpaman, ang limitasyon ng malaking sukat at maliit na lalim nito ay hindi maaaring balewalain, at ang mga kawani ng medikal ay kailangang madalas na mag-calibrate at mag-focus sa panahon ng operasyon, na nagpapataas ng kahirapan ng operasyon. Bukod pa rito, ang mga siruhano na nakatuon sa visual na pagmamasid at pagpapatakbo ng instrumento sa mahabang panahon ay hindi lamang nagpapataas ng kanilang pisikal na pasanin, kundi hindi rin sumusunod sa mga prinsipyo ng ergonomiko. Kailangang mapanatili ng mga doktor ang isang nakapirming postura upang maisagawa ang mga pagsusuri sa operasyon sa mga pasyente, at kinakailangan din ang mga manu-manong pagsasaayos, na sa ilang antas ay nagpapataas ng kahirapan ng mga operasyon sa operasyon.

Pagkatapos ng dekada 1990, unti-unting nagsimulang maisama ang mga sistema ng kamera at mga sensor ng imahe sa pagsasagawa ng operasyon, na nagpakita ng malaking potensyal sa aplikasyon. Noong 1991, makabagong binuo ni Berci ang isang sistema ng video para sa pag-visualize ng mga lugar ng operasyon, na may adjustable working distance range na 150-500 mm at mga naoobserbahang diyametro ng bagay na mula 15-25 mm, habang pinapanatili ang depth of field sa pagitan ng 10-20 mm. Bagama't ang mataas na gastos sa pagpapanatili ng mga lente at kamera noong panahong iyon ay naglimita sa malawakang aplikasyon ng teknolohiyang ito sa maraming ospital, patuloy na itinuloy ng mga mananaliksik ang teknolohikal na inobasyon at nagsimulang bumuo ng mas advanced na mga surgical microscope na nakabatay sa video. Kung ikukumpara sa mga binocular surgical microscope, na nangangailangan ng mahabang panahon upang mapanatili ang hindi nagbabagong paraan ng pagtatrabaho, madali itong humantong sa pisikal at mental na pagkapagod. Ang video type surgical microscope ay nagpo-project ng pinalaking imahe sa monitor, na iniiwasan ang matagal na hindi magandang postura ng siruhano. Pinalalaya ng mga video based surgical microscope ang mga doktor mula sa iisang postura, na nagpapahintulot sa kanila na gumana sa mga anatomical site sa pamamagitan ng mga high-definition screen.

Sa mga nakaraang taon, kasabay ng mabilis na pagsulong ng teknolohiya ng artificial intelligence, unti-unting naging matalino ang mga surgical microscope, at ang mga video-based surgical microscope ay naging pangunahing produkto sa merkado. Pinagsasama ng kasalukuyang video-based surgical microscope ang mga teknolohiya ng computer vision at deep learning upang makamit ang automated image recognition, segmentation, at analysis. Sa panahon ng proseso ng operasyon, ang mga intelligent video-based surgical microscope ay makakatulong sa mga doktor na mabilis na mahanap ang mga may sakit na tisyu at mapabuti ang katumpakan ng operasyon.

Sa proseso ng pag-unlad mula sa binocular microscopes patungo sa mga video-based surgical microscopes, hindi mahirap makita na ang mga kinakailangan para sa katumpakan, kahusayan, at kaligtasan sa operasyon ay tumataas araw-araw. Sa kasalukuyan, ang pangangailangan para sa optical imaging ng mga surgical microscope ay hindi limitado sa pagpapalaki ng mga pathological na bahagi, ngunit lalong nagiging iba-iba at mahusay. Sa klinikal na medisina, ang mga surgical microscope ay malawakang ginagamit sa mga neurological at spinal surgeries sa pamamagitan ng mga fluorescence module na isinama sa augmented reality. Ang AR navigation system ay maaaring mapadali ang kumplikadong spinal keyhole surgery, at ang mga fluorescent agents ay maaaring gumabay sa mga doktor upang ganap na maalis ang mga tumor sa utak. Bukod pa rito, matagumpay na nakamit ng mga mananaliksik ang awtomatikong pagtuklas ng mga vocal cord polyp at leukoplakia gamit ang isang hyperspectral surgical microscope na sinamahan ng mga algorithm ng pag-uuri ng imahe. Ang mga video surgical microscope ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng operasyon tulad ng thyroidectomy, retinal surgery, at lymphatic surgery sa pamamagitan ng pagsasama sa fluorescence imaging, multispectral imaging, at mga intelligent image processing technologies.

Kung ikukumpara sa mga binocular surgical microscope, ang mga video microscope ay maaaring magbigay ng multi-user video sharing, high-definition surgical images, at mas ergonomic, na nakakabawas sa pagkapagod ng doktor. Ang pag-unlad ng optical imaging, digitization, at intelligence ay lubos na nagpabuti sa performance ng surgical microscope optical systems, at ang real-time dynamic imaging, augmented reality, at iba pang mga teknolohiya ay lubos na nagpalawak sa mga function at module ng mga video based surgical microscope.

Ang optical imaging ng mga video-based surgical microscope sa hinaharap ay magiging mas tumpak, mahusay, at matalino, na magbibigay sa mga doktor ng mas komprehensibo, detalyado, at three-dimensional na impormasyon para sa pasyente upang mas magabayan ang mga operasyon sa operasyon. Samantala, sa patuloy na pagsulong ng teknolohiya at paglawak ng mga larangan ng aplikasyon, ang sistemang ito ay ilalapat at pauunlarin din sa mas maraming larangan.