Хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопын технологийн дэвшил ба клиник хэрэглээ

 

Мэс заслын микроскопуудОрчин үеийн анагаах ухааны салбарт, ялангуяа мэдрэлийн мэс засал, нүд, чих хамар хоолой, бага инвазив мэс засал зэрэг өндөр нарийвчлалтай салбаруудад маш чухал үүрэг гүйцэтгэж, зайлшгүй шаардлагатай үндсэн тоног төхөөрөмж болсон. Өндөр томруулах чадвартай,Үйлдлийн микроскопуудМэс засалчдад мэдрэлийн утас, цусны судас, эд эсийн давхарга зэрэг энгийн нүдэнд үл үзэгдэх нарийн ширийн зүйлийг ажиглах боломжийг олгож, мэс заслын явцад эрүүл эдийг гэмтээхгүй байх боломжийг олгодог. Ялангуяа мэдрэлийн мэс заслын хувьд микроскопыг өндөр томруулж, хавдар эсвэл өвчтэй эдийг нарийн тодорхойлох, тайралтын ирмэгийг тодорхой болгох, чухал мэдрэлийг гэмтээхээс зайлсхийх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр өвчтөний мэс заслын дараах эдгэрэлтийн чанарыг сайжруулдаг.

Уламжлалт мэс заслын микроскопууд нь мэс заслын нарийн төвөгтэй хэрэгцээг хангахад хангалттай харааны мэдээллийг өгөх чадвартай стандарт нарийвчлалтай дэлгэцийн системээр тоноглогдсон байдаг. Гэсэн хэдий ч анагаах ухааны технологи хурдацтай хөгжиж, ялангуяа харааны технологийн салбарт гарсан нээлтүүд нь мэс заслын микроскопын дүрслэлийн чанар аажмаар мэс заслын нарийвчлалыг сайжруулах чухал хүчин зүйл болж байна. Уламжлалт мэс заслын микроскоптой харьцуулахад хэт өндөр нарийвчлалтай микроскопууд илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөх боломжтой. Хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь 4K, 8K, эсвэл бүр илүү өндөр нарийвчлалтай дэлгэц, дүрслэлийн системийг нэвтрүүлснээр мэс засалчдад жижиг гэмтэл, анатомийн бүтцийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлж, засах боломжийг олгож, мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Зураг боловсруулах технологи, хиймэл оюун ухаан, виртуал бодит байдлыг тасралтгүй нэгтгэснээр хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь дүрслэлийн чанарыг сайжруулаад зогсохгүй мэс заслын үйл ажиллагаанд илүү ухаалаг дэмжлэг үзүүлж, мэс заслын үйл ажиллагааг өндөр нарийвчлалтай, эрсдэл багатай болгодог.

 

Хэт өндөр нарийвчлалтай микроскопын клиник хэрэглээ

Дүрслэх технологийн тасралтгүй шинэчлэлийн ачаар хэт өндөр нарийвчлалтай микроскопууд нь маш өндөр нягтрал, дүрслэлийн маш сайн чанар, бодит цагийн динамик ажиглалтын чадварын ачаар эмнэлзүйн хэрэглээнд аажмаар чухал үүрэг гүйцэтгэж байна.

Нүдний эмгэг

Нүдний мэс засал нь нарийн ажиллагаа шаарддаг бөгөөд энэ нь техникийн өндөр стандартыг шаарддагнүдний мэс заслын микроскоп. Жишээлбэл, фемтосекунд лазерын эвэрлэгийн зүслэгт мэс заслын микроскоп нь урд талын камер, нүдний алимны төвийн зүсэлтийг ажиглах, зүсэлтийн байрлалыг шалгахын тулд өндөр томруулдаг. Нүдний мэс засалд гэрэлтүүлэг чухал байдаг. Микроскоп нь бага гэрлийн эрчимтэй оновчтой харааны эффектийг өгөхөөс гадна тусгай улаан гэрлийн тусгалыг бий болгодог бөгөөд энэ нь катаракт хагалгааны бүх үйл явцад тусалдаг. Цаашилбал, оптик когерент томографи (OCT) нь газрын доорхи дүрслэлд зориулж нүдний мэс засалд өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь урд талын ажиглалтын улмаас нарийн эд эсийг харж чадахгүй байгаа микроскопын хязгаарлалтыг даван туулж, хөндлөн огтлолын дүрсийг гаргаж чаддаг. Жишээлбэл, Капеллер нар. Микроскоптой нэгдсэн OCT (miOCT) (4D-miOCT) эффектийн диаграммыг автоматаар стереоскопоор харуулахын тулд 4K-3D дэлгэц болон таблет компьютер ашигласан. Хэрэглэгчийн субьектив санал хүсэлт, гүйцэтгэлийн тоон үнэлгээ, янз бүрийн тоон хэмжилтүүд дээр үндэслэн тэд 4D-miOCT-ийн оронд 4K-3D дэлгэцийг цагаан гэрлийн микроскопоор ашиглах боломжтойг харуулсан. Нэмж дурдахад, Лата нар судалгаагаар бухын нүд дагалддаг төрөлхийн глауком бүхий 16 өвчтөний тохиолдлыг цуглуулж, мэс заслын үйл явцыг бодит цаг хугацаанд ажиглахын тулд miOCT функцтэй микроскоп ашигласан. Хагалгааны өмнөх үзүүлэлтүүд, мэс заслын дэлгэрэнгүй мэдээлэл, хагалгааны дараах хүндрэлүүд, эцсийн харааны хурц байдал, эвэрлэгийн зузаан зэрэг үндсэн өгөгдлийг үнэлснээр тэд эцэст нь miOCT нь эмч нарт эдийн бүтцийг тодорхойлох, үйл ажиллагааг оновчтой болгох, мэс заслын явцад үүсэх хүндрэлийн эрсдлийг бууруулахад тусалдаг болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч OCT нь аажмаар vitreoretinal мэс засал, ялангуяа нарийн төвөгтэй тохиолдлууд болон шинэ мэс засалд (генийн эмчилгээ гэх мэт) хүчирхэг туслах хэрэгсэл болж байгаа хэдий ч зарим эмч нар өндөр өртөгтэй, урт хугацааны суралцах муруйгаас шалтгаалан эмнэлзүйн үр ашгийг үнэхээр сайжруулж чадах уу гэдэгт эргэлздэг.

Чих хамар хоолой судлал

Чих хамар хоолойн мэс засал нь мэс заслын микроскоп ашигладаг өөр нэг мэс заслын салбар юм. Нүүрний онцлогт гүн хөндий, нарийн бүтэц байдаг тул томруулж, гэрэлтүүлэх нь мэс заслын үр дүнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэдийгээр дурангийн дуран нь мэс заслын нарийн хэсгүүдийг заримдаа илүү сайн харах боломжтой байдаг.хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопуудДунд чихний урэвсэл, хамрын полип зэрэг өвчнийг эмчлэхэд эмч нарт туслах, чихний дун, синус зэрэг нарийн анатомийн хэсгүүдийг томруулж, гүнзгий ойлголтыг санал болгодог. Тухайлбал, Дундар нар. 2010-2020 оны хооронд мэс засал хийлгэсэн 84 ясны хатууралтай гэж оношлогдсон өвчтөнөөс мэдээлэл цуглуулж, чихний хатуурлын эмчилгээнд микроскоп болон дурангийн аргуудын үр нөлөөг харьцуулан судаллаа. ​​Хагалгааны өмнөх болон дараах үеийн агаар-ясны дамжуулалтын зөрүүг хэмжилтийн индикатор болгон ашигласан боловч эцсийн үр дүнгээс харахад микроскопийн хагалгааны үр нөлөөг аль аль нь илүү хялбар болгож, микроскопоор хагалгаа хийхэд илүү хялбар, сонсголын мэс засал хийхэд хялбар байсан. богино сургалтын муруй. Үүний нэгэн адил, Ashfaq нар хийсэн хэтийн судалгаанд судалгааны баг 2020-2023 оны хооронд паротид булчирхайн хавдартай 70 өвчтөнд микроскопоор паротидэктоми хийж, нүүрний мэдрэлийг тодорхойлох, хамгаалахад микроскопын гүйцэтгэх үүргийг үнэлэхэд анхаарлаа хандуулав. Үр дүн нь микроскопууд нь мэс заслын талбайн тунгалаг байдлыг сайжруулах, нүүрний мэдрэлийн гол их бие, мөчрүүдийг нарийн тодорхойлох, мэдрэлийн таталт, цус зогсолтыг багасгах зэрэгт ихээхэн давуу талтайг харуулж, нүүрний мэдрэлийг хадгалах чадварыг нэмэгдүүлэх чухал хэрэгсэл болсон. Цаашилбал, мэс засал улам нарийн төвөгтэй, нарийвчлалтай болохын хэрээр AR болон янз бүрийн дүрслэлийн горимыг мэс заслын микроскоптой нэгтгэх нь мэс засалчдад зургийн удирдамжтай мэс засал хийх боломжийг олгодог.

Мэдрэлийн мэс засал

Хэт өндөр тодорхойлолтын хэрэглээмэдрэлийн мэс засал дахь мэс заслын микроскопуудУламжлалт оптик ажиглалтаас дижиталчлал, нэмэгдүүлсэн бодит байдал (AR) болон ухаалаг тусламж руу шилжсэн. Жишээлбэл, Draxinger et al. микроскопыг өөрийн боловсруулсан MHz-OCT системтэй хослуулан ашигласан бөгөөд 1.6 МГц сканнердах давтамжаар өндөр нарийвчлалтай гурван хэмжээст дүрсийг үзүүлж, мэс засалчдад хавдар болон эрүүл эд эсийг бодит цаг хугацаанд ялгахад амжилттай тусалж, мэс заслын нарийвчлалыг нэмэгдүүлсэн. Хафез нар. Туршилтын тархины судасны мэс заслын мэс засалд уламжлалт микроскоп болон хэт өндөр нарийвчлалтай бичил мэс заслын дүрслэлийн систем (Экзоскоп)-ийн гүйцэтгэлийг харьцуулж үзээд микроскоп нь оёдлын хугацаа бага (P<0.001) байсан ч оёдлын тархалтын хувьд Экзоскоп илүү сайн ажилласан (P=0.001) болохыг олж мэдэв. Нэмж дурдахад Эксоскоп нь мэс заслын илүү тохь тухтай байрлал, алсын харааг хуваалцаж, сурган хүмүүжүүлэх давуу талыг санал болгодог. Үүний нэгэн адил Calloni et al. Мэдрэлийн мэс заслын эмч нарыг сургахад экзоскоп болон уламжлалт мэс заслын микроскопуудын хэрэглээг харьцуулсан. Арван зургаан оршин суугч хоёр төхөөрөмжийг ашиглан гавлын ясны загвар дээр бүтцийн таних даалгавруудыг давтсан. Үр дүнгээс харахад энэ хоёрын хооронд нийт ашиглалтын хугацаанд мэдэгдэхүйц ялгаа байхгүй ч Эксоскоп нь гүн бүтцийг тодорхойлоход илүү сайн ажилласан бөгөөд ихэнх оролцогчдод илүү ойлгомжтой, тав тухтай гэж ойлгогдож, ирээдүйд үндсэн урсгал болох боломжтой. 4K өндөр нягтралтай дэлгэцээр тоноглогдсон хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь бүх оролцогчдод илүү сайн чанарын 3D мэс заслын дүрсийг үзүүлж, мэс заслын харилцаа холбоо, мэдээлэл дамжуулах, сургалтын үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой болох нь ойлгомжтой.

Нуруу нугасны мэс засал

Хэт өндөр нарийвчлалтаймэс заслын микроскопууднугасны мэс заслын салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр нарийвчлалтай гурван хэмжээст дүрслэл үзүүлснээр мэс засалчдад нурууны нарийн төвөгтэй анатомийн бүтцийг, тухайлбал мэдрэл, судас, ясны эд зэрэг нарийн хэсгүүдийг илүү тодорхой ажиглаж, улмаар мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг сайжруулдаг. Сколиозыг засахын тулд мэс заслын микроскопууд нь мэс заслын харааны тод байдал, нарийн зохицуулалт хийх чадварыг сайжруулж, эмч нарт нугасны нарийн суваг дахь мэдрэлийн бүтэц, өвчтэй эдийг үнэн зөв тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд ингэснээр даралтыг арилгах, тогтворжуулах процедурыг аюулгүй, үр дүнтэй гүйцэтгэдэг.

Sun et al. Умайн хүзүүний нурууны арын уртын шөрмөсний ясжилтыг эмчлэхэд микроскопийн тусламжтайгаар умайн хүзүүний урд талын мэс засал болон уламжлалт нээлттэй мэс заслын үр нөлөө, аюулгүй байдлыг харьцуулсан. 60 өвчтөнийг микроскопийн тусламжтай бүлэг (30 тохиолдол) болон уламжлалт мэс заслын бүлэг (30 тохиолдол) гэж хуваасан. Үр дүнгээс харахад микроскопын тусламжтай бүлэгт мэс заслын үеийн цус алдалт, эмнэлэгт хэвтэх хугацаа, мэс заслын дараах өвдөлтийн үзүүлэлтүүд уламжлалт хагалгааны бүлэгтэй харьцуулахад өндөр, хүндрэлийн түвшин микроскопийн тусламжтай бүлэгт бага байна. Үүний нэгэн адил, нугасны хайлуулах мэс засалд Singhatanadgige et al. бага зэргийн инвазив трансфораминаль бүсэлхийн хайгуулд ортопедийн мэс заслын микроскоп ба мэс заслын томруулдаг шилний хэрэглээний үр нөлөөг харьцуулсан. Судалгаанд 100 өвчтөн хамрагдсан ба мэс заслын дараах өвдөлт намдаах, үйл ажиллагаа сайжрах, нугасны сувгийн томрол, нэгдэх хурд, хүндрэл зэрэгт хоёр бүлгийн хооронд мэдэгдэхүйц ялгаа гараагүй ч микроскоп нь илүү сайн харах боломжийг олгосон. Түүнчлэн AR технологитой хослуулсан микроскопыг нуруу нугасны мэс засалд өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, Карл нар. мэс заслын микроскопын толгойд суурилуулсан дэлгэцийг ашиглан 10 өвчтөнд AR технологийг бий болгосон. Үр дүн нь AR нь нугасны дегенератив мэс засал, ялангуяа анатомийн нарийн төвөгтэй нөхцөл байдал, резидент боловсролд хэрэглэх асар их боломж байгааг харуулсан.

 

Дүгнэлт ба хэтийн төлөв

Уламжлалт мэс заслын микроскоптой харьцуулахад хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь олон томруулах сонголт, тогтвортой, тод гэрэлтүүлэг, нарийн оптик систем, урт хугацааны ажлын зай, эргономик тогтвортой тавиур зэрэг олон давуу талтай. Цаашилбал, тэдний өндөр нарийвчлалтай дүрслэх сонголтууд, ялангуяа дүрслэлийн янз бүрийн горимууд болон AR технологитой нэгтгэх нь зураг удирддаг мэс заслыг үр дүнтэй дэмждэг.

Мэс заслын микроскопуудын олон давуу талыг үл харгалзан тэдгээр нь ихээхэн бэрхшээлтэй тулгарсаар байна. Хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь том хэмжээтэй тул мэс заслын өрөөнүүдийн хооронд тээвэрлэлт хийх, мэс заслын дараах байрлалыг тогтооход үйл ажиллагааны тодорхой бэрхшээлийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь мэс заслын үйл ажиллагааны тасралтгүй байдал, үр дүнтэй байдалд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй юм. Сүүлийн жилүүдэд микроскопуудын бүтцийн дизайныг ихээхэн оновчтой болгож, тэдгээрийн оптик зөөгч, дуран линзний торх нь өргөн хүрээний хазайлт, эргэлтийн тохируулгыг дэмжиж, тоног төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг ихээхэн сайжруулж, мэс засалчийн ажиглалт, үйл ажиллагааг илүү байгалийн, тав тухтай байрлалд хөнгөвчилсөн. Цаашилбал, зүүдэг дэлгэцийн технологийг тасралтгүй хөгжүүлснээр мэс засалчдад бичил мэс заслын үед илүү эргономик харааны дэмжлэг үзүүлж, үйл ажиллагааны ядаргааг тайлж, мэс заслын нарийвчлал, мэс заслын эмчийн тогтвортой гүйцэтгэлийг сайжруулахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч дэмжих бүтэц байхгүй тул байнга дахин анхаарлаа төвлөрүүлэх шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь элэгддэг дэлгэцийн технологийн тогтвортой байдлыг мэс заслын микроскопоос доогуур болгодог. Өөр нэг шийдэл бол мэс заслын янз бүрийн хувилбаруудад илүү уян хатан дасан зохицохын тулд тоног төхөөрөмжийн бүтцийг жижигрүүлэх, модульчлах чиглэлд өөрчлөлт оруулах явдал юм. Гэсэн хэдий ч эзлэхүүнийг багасгах нь ихэвчлэн нарийн боловсруулалтын процесс, өндөр өртөгтэй нэгдсэн оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хамардаг бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийн бодит өртөгийг үнэтэй болгодог.

Хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопуудын өөр нэг сорилт бол өндөр хүчдэлийн гэрэлтүүлгээс үүдэлтэй арьсны түлэгдэлт юм. Гялалзсан харааны эффект өгөхийн тулд, ялангуяа олон ажиглагч эсвэл камер байгаа тохиолдолд гэрлийн эх үүсвэр нь хүчтэй гэрэл цацруулах ёстой бөгөөд энэ нь өвчтөний эдийг шатааж болзошгүй юм. Нүдний мэс заслын микроскоп нь нүдний гадаргуу болон нулимсны хальсанд фото хоруу чанар үүсгэж, нүдний эсийн үйл ажиллагааг бууруулдаг гэж мэдээлсэн. Тиймээс гэрлийн удирдлагыг оновчтой болгох, томруулалт, ажиллах зайнаас хамааран толбоны хэмжээ, гэрлийн эрчмийг тохируулах нь мэс заслын микроскопуудад онцгой ач холбогдолтой юм. Ирээдүйд оптик дүрслэл нь панорамик дүрслэл, гурван хэмжээст сэргээн босгох технологийг нэвтрүүлж, харааны талбайг өргөжүүлж, мэс заслын талбайн гурван хэмжээст байрлалыг үнэн зөв сэргээх боломжтой. Энэ нь эмч нарт мэс заслын бүсийн ерөнхий байдлыг илүү сайн ойлгож, чухал мэдээллийг алдахаас зайлсхийх боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч панорама дүрслэл, гурван хэмжээст сэргээн босголт нь бодит цаг хугацаанд авах, бүртгэх, өндөр нарийвчлалтай зургийг сэргээн засварлах, асар их хэмжээний өгөгдөл үүсгэдэг. Энэ нь зураг боловсруулах алгоритмын үр ашиг, техник хангамжийн тооцоолох хүчин чадал, хадгалах системд маш өндөр шаардлага тавьдаг бөгөөд ялангуяа бодит цагийн гүйцэтгэл чухал байдаг мэс заслын үед энэ сорилтыг улам бүр хурцатгадаг.

Эмнэлгийн дүрслэл, хиймэл оюун ухаан, тооцооллын оптик зэрэг технологийн хурдацтай хөгжлийг дагаад хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдал, үйл ажиллагааны туршлагыг нэмэгдүүлэх асар их боломжийг харуулсан. Ирээдүйд хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд дараах дөрвөн чиглэлээр хөгжих боломжтой: (1) Тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийн хувьд жижигрүүлэх, модульчлах ажлыг бага зардлаар хийж, том хэмжээний эмнэлзүйн хэрэглээг бий болгох; (2) Удаан үргэлжилсэн мэс заслын улмаас үүссэн гэрлийн эвдрэлийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд илүү дэвшилтэт гэрлийн менежментийн горимуудыг хөгжүүлэх; (3) Тоног төхөөрөмжийн тооцооллын гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангахын тулд нарийн, хөнгөн жинтэй ухаалаг туслах алгоритмуудыг зохион бүтээх; (4) Алсын зайнаас хамтран ажиллах, нарийн ажиллагаа, автоматжуулсан процессуудад платформын дэмжлэг үзүүлэхийн тулд AR болон робот мэс заслын системийг гүн гүнзгий нэгтгэх. Дүгнэж хэлэхэд, хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопууд нь дүр төрхийг сайжруулах, ухаалаг таних, интерактив санал хүсэлтийг нэгтгэсэн мэс заслын тусламжийн цогц систем болон хөгжиж, ирээдүйн мэс заслын дижитал экосистемийг бий болгоход туслах болно.

Энэ нийтлэлд хэт өндөр нарийвчлалтай мэс заслын микроскопуудын нийтлэг гол технологийн дэвшлийг тоймлон харуулсан бөгөөд тэдгээрийг мэс заслын үйл ажиллагаанд ашиглах, хөгжүүлэхэд анхаарлаа хандуулдаг. Нарийвчлалыг сайжруулснаар хэт өндөр нарийвчлалтай микроскопууд мэдрэлийн мэс засал, нүд, чих хамар хоолой, нуруу нугасны мэс засал зэрэг салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. Ялангуяа бага инвазив мэс засалд мэс заслын нарийн навигацийн технологийг нэгтгэсэн нь эдгээр процедурын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг дээшлүүлсэн. Цаашид хиймэл оюун ухаан, робот технологи хөгжихийн хэрээр хэт өндөр нарийвчлалтай микроскопууд нь мэс заслын илүү үр дүнтэй, ухаалаг дэмжлэгийг санал болгож, бага зэргийн инвазив мэс засал, алсын зайн хамтын ажиллагааг ахиулж, улмаар мэс заслын аюулгүй байдал, үр ашгийг нэмэгдүүлэх болно.