Хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопын технологийн дэвшил ба клиник хэрэглээ

 

Мэс заслын микроскопуудорчин үеийн анагаах ухааны салбарт, ялангуяа мэдрэлийн мэс засал, нүдний эмч, чих хамар хоолойн эмч, хамгийн бага инвазив мэс засал зэрэг өндөр нарийвчлалтай салбарт маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эдгээр нь зайлшгүй шаардлагатай үндсэн тоног төхөөрөмж болсон. Өндөр томруулах чадвартай тулАжиллаж буй микроскопууднарийвчилсан үзэмжийг өгч, мэс засалчид мэдрэлийн ширхэг, цусны судас, эдийн давхарга зэрэг нүдэнд үл үзэгдэх нарийн ширийн зүйлийг ажиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр эмч нарт мэс заслын үеэр эрүүл эдийг гэмтээхээс зайлсхийхэд тусалдаг. Ялангуяа мэдрэлийн мэс заслын үед микроскопын өндөр томруулалт нь хавдар эсвэл өвчтэй эдийг нарийн байрлуулах боломжийг олгодог бөгөөд тайралтын ирмэгийг тодорхой болгож, чухал мэдрэлийг гэмтээхээс сэргийлж, улмаар өвчтөнүүдийн мэс заслын дараах эдгэрэлтийн чанарыг сайжруулдаг.

Уламжлалт мэс заслын микроскопууд нь ихэвчлэн стандарт нягтралтай дэлгэцийн системээр тоноглогдсон байдаг бөгөөд энэ нь мэс заслын нарийн төвөгтэй хэрэгцээг хангахад хангалттай харааны мэдээлэл өгөх чадвартай байдаг. Гэсэн хэдий ч анагаах ухааны технологийн хурдацтай хөгжил, ялангуяа харааны технологийн салбарын нээлтүүдийн ачаар мэс заслын микроскопын дүрслэлийн чанар нь мэс заслын нарийвчлалыг сайжруулах чухал хүчин зүйл болж байна. Уламжлалт мэс заслын микроскопуудтай харьцуулахад хэт өндөр нягтралтай микроскопууд илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг харуулах боломжтой. 4K, 8K эсвэл бүр түүнээс дээш нягтралтай дэлгэц болон дүрслэлийн системийг нэвтрүүлснээр хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь мэс засалчдад жижиг гэмтэл, анатомийн бүтцийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлж, удирдах боломжийг олгож, мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг эрс сайжруулдаг. Дүрс боловсруулах технологи, хиймэл оюун ухаан, виртуал бодит байдлыг тасралтгүй нэгтгэснээр хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь дүрслэлийн чанарыг сайжруулаад зогсохгүй мэс заслын илүү ухаалаг дэмжлэг үзүүлж, мэс заслын процедурыг илүү өндөр нарийвчлал, эрсдэлийг бууруулахад хүргэдэг.

 

Хэт өндөр нягтралтай микроскопын клиник хэрэглээ

Дүрслэх технологийн тасралтгүй шинэчлэлийн ачаар хэт өндөр нягтралтай микроскопууд нь маш өндөр нягтрал, маш сайн дүрслэлийн чанар, бодит цагийн динамик ажиглалтын чадварынхаа ачаар клиник хэрэглээнд аажмаар гол үүрэг гүйцэтгэж байна.

Нүдний эмчилгээ

Нүдний мэс засал нь нарийн мэс засал шаарддаг бөгөөд энэ нь өндөр техникийн стандартыг шаарддагнүдний мэс заслын микроскопуудЖишээлбэл, фемтосекундын лазер эвэрлэгийн зүсэлтэд мэс заслын микроскоп нь нүдний урд талын камер, төвийн зүсэлтийг ажиглах, зүсэлтийн байрлалыг шалгахын тулд өндөр томруулалт хийж чаддаг. Нүдний мэс засалд гэрэлтүүлэг чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Микроскоп нь гэрлийн бага эрчимтэй оновчтой харааны эффектийг өгөхөөс гадна катаракт мэс заслын бүх үйл явцад тусалдаг тусгай улаан гэрлийн тусгалыг бий болгодог. Цаашилбал, оптик когерент томографи (OCT)-ийг нүдний мэс засалд газрын доорхи дүрслэлд өргөн ашигладаг. Энэ нь хөндлөн огтлолын зургийг өгч, микроскопын өөрийнх нь хязгаарлалтыг даван туулж чаддаг бөгөөд урд талын ажиглалтын улмаас нарийн эдийг харж чаддаггүй. Жишээлбэл, Капеллер нар 4K-3D дэлгэц болон таблет компьютер ашиглан микроскоптой нэгтгэсэн OCT (miOCT) (4D-miOCT)-ийн эффектийн диаграммыг автоматаар стереоскопоор харуулсан. Хэрэглэгчийн субъектив санал хүсэлт, тоон гүйцэтгэлийн үнэлгээ, янз бүрийн тоон хэмжилт дээр үндэслэн тэд цагаан гэрлийн микроскоп дээр 4D-miOCT-ийн оронд 4K-3D дэлгэц ашиглах боломжтойг харуулсан. Түүнчлэн, Лата болон бусад судлаачдын судалгаагаар төрөлхийн глауком, бухын нүдтэй 16 өвчтөний тохиолдлыг цуглуулж, мэс заслын үйл явцыг бодит цаг хугацаанд ажиглахын тулд miOCT функцтэй микроскоп ашигласан. Мэс заслын өмнөх параметрүүд, мэс заслын дэлгэрэнгүй мэдээлэл, мэс заслын дараах хүндрэлүүд, эцсийн харааны хурц байдал, эвэрлэгийн зузаан зэрэг гол өгөгдлийг үнэлснээр тэд miOCT нь эмч нарт эдийн бүтцийг тодорхойлох, мэс заслыг оновчтой болгох, мэс заслын үед үүсэх хүндрэлийн эрсдлийг бууруулахад тусалдаг болохыг эцэст нь харуулсан. Гэсэн хэдий ч OCT нь шилэн торлог бүрхэвчийн мэс засалд, ялангуяа нарийн төвөгтэй тохиолдол, шинэ мэс засалд (генийн эмчилгээ гэх мэт) аажмаар хүчирхэг туслах хэрэгсэл болж байгаа ч зарим эмч нар өндөр өртөгтэй, суралцах урт муруйтай тул клиник үр ашгийг үнэхээр сайжруулж чадах эсэхэд эргэлзэж байна.

Чих хамар хоолойн эмч

Чих хамар хоолойн мэс засал нь мэс заслын микроскоп ашигладаг өөр нэг мэс заслын салбар юм. Нүүрний хэлбэрт гүн хөндий, нарийн бүтэц байдаг тул томруулах болон гэрэлтүүлэх нь мэс заслын үр дүнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэдийгээр дуран нь заримдаа нарийн мэс заслын хэсгүүдийг илүү сайн харах боломжийг олгодог чхэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууддун, синус зэрэг нарийн анатомийн хэсгүүдийг томруулах боломжийг олгож, гүнзгий мэдрэмжийг өгч, дунд чихний үрэвсэл, хамрын полип зэрэг өвчнийг эмчлэхэд эмч нарт тусалдаг. Жишээлбэл, Дундар нар 2010-2020 оны хооронд мэс засал хийлгэсэн отосклерозтой гэж оношлогдсон 84 өвчтөнөөс мэдээлэл цуглуулж, отосклерозын эмчилгээнд үдэх мэс заслын микроскоп болон дурангийн аргуудын үр нөлөөг харьцуулсан. Мэс заслын өмнө болон дараа агаар-ясны дамжуулалтын зөрүүний өөрчлөлтийг хэмжилтийн индикатор болгон ашигласнаар эцсийн үр дүнгээс харахад хоёр арга хоёулаа сонсгол сайжруулахад ижил төстэй нөлөө үзүүлдэг боловч мэс заслын микроскопыг ажиллуулахад хялбар бөгөөд суралцах хугацаа богино байсан. Үүнтэй адилаар, Ашфак нар хийсэн ирээдүйн судалгаанд судалгааны баг 2020-2023 оны хооронд чихний булчирхайн хавдартай 70 өвчтөнд микроскопын тусламжтайгаар чихний булчирхайг тайрах мэс засал хийж, нүүрний мэдрэлийг таних, хамгаалахад микроскопын үүргийг үнэлэхэд анхаарлаа хандуулсан. Үр дүнгээс харахад микроскопууд нь мэс заслын талбайн тунгалаг байдлыг сайжруулах, нүүрний мэдрэлийн гол их бие, мөчрүүдийг нарийн тодорхойлох, мэдрэлийн таталтыг бууруулах, цус тогтоолтод ихээхэн давуу талтай бөгөөд энэ нь нүүрний мэдрэлийн хадгалалтын түвшинг сайжруулах чухал хэрэгсэл болгодог. Цаашилбал, мэс засал улам бүр нарийн төвөгтэй, нарийвчлалтай болохын хэрээр AR болон янз бүрийн дүрслэлийн горимуудыг мэс заслын микроскоптой нэгтгэснээр мэс засалчид дүрслэлээр удирдуулсан мэс засал хийх боломжтой болсон.

Мэдрэлийн мэс засал

Хэт өндөр нягтралын хэрэглээМэдрэлийн мэс заслын мэс заслын микроскопуудуламжлалт оптик ажиглалтаас дижиталчлал, нэмэгдүүлсэн бодит байдал (AR) болон ухаалаг тусламж руу шилжсэн. Жишээлбэл, Драксингер нар өөрсдөө боловсруулсан MHz-OCT системтэй хослуулсан микроскопыг ашиглан 1.6 MHz сканнердах давтамжаар өндөр нягтралтай гурван хэмжээст дүрсийг гаргаж, мэс засалчдад хавдар болон эрүүл эдийг бодит цаг хугацаанд ялгахад нь тусалж, мэс заслын нарийвчлалыг сайжруулсан. Хафез нар туршилтын тархины судасны тойрч гарах мэс засалд уламжлалт микроскоп болон хэт өндөр нягтралтай бичил мэс заслын дүрслэлийн системийн (Exoscope) гүйцэтгэлийг харьцуулж үзээд микроскоп нь оёдлын хугацаа богино байсан ч (P<0.001), Exoscope нь оёдлын тархалтын хувьд илүү сайн ажилласан (P=0.001). Нэмж дурдахад, Exoscope нь илүү тохь тухтай мэс заслын байрлал, хамтын харааг хангаж, сурган хүмүүжүүлэх давуу талыг санал болгосон. Үүнтэй адилаар Каллони нар мэдрэлийн мэс заслын резидентүүдийг сургахад Exoscope болон уламжлалт мэс заслын микроскопыг хэрэглэхийг харьцуулсан. Арван зургаан резидент хоёр төхөөрөмжийг ашиглан гавлын ясны загвар дээр давтагдсан бүтцийн таних даалгавруудыг гүйцэтгэсэн. Үр дүнгээс харахад хоёр төхөөрөмжийн хооронд нийт ажиллагааны хугацаанд мэдэгдэхүйц ялгаа байхгүй ч Exoscope нь гүний бүтцийг тодорхойлоход илүү сайн ажилласан бөгөөд ихэнх оролцогчид илүү ойлгомжтой, тохь тухтай гэж үзсэн бөгөөд ирээдүйд түгээмэл болох боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, 4K өндөр нягтралтай дэлгэцээр тоноглогдсон хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь бүх оролцогчдод илүү сайн чанартай 3D мэс заслын дүрсийг өгөх, мэс заслын харилцаа холбоо, мэдээлэл дамжуулах, сургалтын үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой.

Нуруу нугасны мэс засал

Хэт өндөр нягтралтаймэс заслын микроскопуудНуруу нугасны мэс заслын салбарт гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Өндөр нягтралтай гурван хэмжээст дүрслэл хийснээр мэс засалчид мэдрэл, цусны судас, ясны эд зэрэг нарийн хэсгүүдийг оролцуулан нурууны нарийн төвөгтэй анатомийн бүтцийг илүү тодорхой ажиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Сколиозын залруулгын хувьд мэс заслын микроскопууд нь мэс заслын харааны тодорхой байдал, нарийн манипуляцийн чадварыг сайжруулж, эмч нарт нарийн нугасны сувгийн доторх мэдрэлийн бүтэц, өвчтэй эдийг зөв тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд ингэснээр декомпресс болон тогтворжуулах процедурыг аюулгүй, үр дүнтэй гүйцэтгэдэг.

Сан нар умайн хүзүүний нурууны арын уртын холбоосны ясжилтыг эмчлэхэд микроскопоор тусламжтай умайн хүзүүний урд хэсгийн мэс засал болон уламжлалт нээлттэй мэс заслын үр нөлөө, аюулгүй байдлыг харьцуулсан. Жаран өвчтөнийг микроскопоор тусламжтай бүлэг (30 тохиолдол) болон уламжлалт мэс заслын бүлэг (30 тохиолдол) гэж хуваасан. Үр дүнгээс харахад микроскопоор тусламжтай бүлэг нь уламжлалт мэс заслын бүлэгтэй харьцуулахад мэс заслын үед цус алдах, эмнэлэгт хэвтэх, мэс заслын дараах өвдөлтийн оноо илүү өндөр байсан бөгөөд микроскопоор тусламжтай бүлэгт хүндрэлийн түвшин бага байсан. Үүнтэй адил нугасны нийлэлтийн мэс заслын үед Сингхатандадгиге нар ортопедийн мэс заслын микроскоп болон мэс заслын томруулдаг шилний хэрэглээний үр нөлөөг хамгийн бага инвазив трансфораминаль бүсэлхийн нийлэлтийн үед харьцуулсан. Судалгаанд 100 өвчтөн хамрагдсан бөгөөд мэс заслын дараах өвдөлт намдаах, үйл ажиллагааны сайжралт, нугасны сувгийн томролт, нийлэлтийн түвшин, хүндрэлийн хувьд хоёр бүлгийн хооронд мэдэгдэхүйц ялгаа гараагүй боловч микроскоп нь илүү сайн харах талбарыг өгсөн. Үүнээс гадна, AR технологитой хослуулсан микроскопыг нугасны мэс засалд өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, Карл нар... мэс заслын микроскопын толгойд суурилуулсан дэлгэцийг ашиглан 10 өвчтөнд AR технологийг бий болгосон. Үр дүнгээс харахад AR нь нугасны доройтлын мэс засалд, ялангуяа нарийн төвөгтэй анатомийн нөхцөл байдал болон резидентурын сургалтанд хэрэглэхэд маш их боломжтой юм.

 

Хураангуй ба хэтийн төлөв

Уламжлалт мэс заслын микроскопуудтай харьцуулахад хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь олон тооны томруулах сонголтууд, тогтвортой, тод гэрэлтүүлэг, нарийн оптик систем, ажлын зайг уртасгах, эргономик тогтвортой суурийг багтаасан олон давуу талыг санал болгодог. Цаашилбал, тэдгээрийн өндөр нягтралтай дүрслэх сонголтууд, ялангуяа янз бүрийн дүрслэх горим болон AR технологитой нэгтгэх нь дүрсээр удирддаг мэс заслыг үр дүнтэй дэмждэг.

Мэс заслын микроскопын олон давуу талтай хэдий ч тэдгээр нь ихээхэн бэрхшээлтэй тулгарсаар байна. Хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь овор хэмжээнээсээ шалтгаалан мэс заслын өрөөнүүдийн хооронд тээвэрлэх, мэс заслын үеийн байрлалд тодорхой үйл ажиллагааны бэрхшээл учруулдаг бөгөөд энэ нь мэс заслын процедурын тасралтгүй байдал, үр ашигт сөргөөр нөлөөлж болзошгүй юм. Сүүлийн жилүүдэд микроскопын бүтцийн загварыг мэдэгдэхүйц оновчтой болгосон бөгөөд тэдгээрийн оптик тээвэрлэгч болон дурангийн линзний торх нь олон төрлийн хазайлт болон эргэлтийн тохируулгыг дэмжиж, тоног төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг эрс нэмэгдүүлж, мэс засалчийн ажиглалт, үйл ажиллагааг илүү байгалийн, тохь тухтай байрлалд хөнгөвчилдөг. Цаашилбал, өмсдөг дэлгэцийн технологийн тасралтгүй хөгжил нь мэс засалчдад бичил мэс заслын үед илүү эргономик харааны дэмжлэг үзүүлдэг бөгөөд үйл ажиллагааны ядаргааг тайлж, мэс заслын нарийвчлал, мэс засалчийн тогтвортой ажиллах чадварыг сайжруулахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч тулгуур бүтэц байхгүй тул байнга дахин фокуслах шаардлагатай болдог тул өмсдөг дэлгэцийн технологийн тогтвортой байдлыг уламжлалт мэс заслын микроскопоос доогуур болгодог. Өөр нэг шийдэл бол тоног төхөөрөмжийн бүтцийг янз бүрийн мэс заслын хувилбаруудад илүү уян хатан дасан зохицохын тулд жижигрүүлэх, модульчлах чиглэлд хөгжүүлэх явдал юм. Гэсэн хэдий ч эзлэхүүнийг багасгах нь ихэвчлэн нарийн боловсруулалтын процесс болон өндөр өртөгтэй нэгдсэн оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хамардаг тул тоног төхөөрөмжийн бодит үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр байдаг.

Хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопын бас нэг бэрхшээл бол өндөр чадлын гэрэлтүүлгээс үүдэлтэй арьсны түлэгдэлт юм. Ялангуяа олон ажиглагч эсвэл камер байгаа үед тод харааны эффект өгөхийн тулд гэрлийн эх үүсвэр нь хүчтэй гэрэл ялгаруулж, өвчтөний эдийг шатааж болзошгүй. Нүдний мэс заслын микроскопууд нь нүдний гадаргуу болон нулимсны хальсанд фотохор нөлөө үзүүлж, нүдний эсийн үйл ажиллагааг бууруулдаг гэж мэдээлсэн. Тиймээс гэрлийн менежментийг оновчтой болгох, толбоны хэмжээ, гэрлийн эрчмийг томруулалт болон ажлын зайнаас хамааран тохируулах нь мэс заслын микроскопын хувьд онцгой чухал юм. Ирээдүйд оптик дүрслэл нь панорамик дүрслэл болон гурван хэмжээст сэргээн босголтын технологийг нэвтрүүлж, харах талбарыг өргөжүүлж, мэс заслын хэсгийн гурван хэмжээст байршлыг нарийвчлалтай сэргээх боломжтой. Энэ нь эмч нарт мэс заслын хэсгийн ерөнхий байдлыг илүү сайн ойлгож, чухал мэдээллийг алдахаас зайлсхийх боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч панорамик дүрслэл болон гурван хэмжээст сэргээн босголт нь өндөр нягтралтай зургийг бодит цаг хугацаанд олж авах, бүртгэх, сэргээн босгох ажлыг хамардаг бөгөөд асар их хэмжээний өгөгдөл үүсгэдэг. Энэ нь дүрс боловсруулах алгоритм, техник хангамжийн тооцооллын хүч, хадгалах системийн үр ашигт, ялангуяа бодит цагийн гүйцэтгэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг мэс заслын үед маш өндөр шаардлага тавьдаг тул энэ бэрхшээлийг улам бүр тодотгож байна.

Эмнэлгийн дүрслэл, хиймэл оюун ухаан, тооцооллын оптик зэрэг технологийн хурдацтай хөгжлийн ачаар хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь мэс заслын нарийвчлал, аюулгүй байдал, үйл ажиллагааны туршлагыг сайжруулах асар их боломжийг харуулсан. Ирээдүйд хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд дараах дөрвөн чиглэлээр хөгжих боломжтой: (1) Тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх тал дээр миниатюрчлал болон модульчлалыг бага өртгөөр хийж, томоохон хэмжээний клиник хэрэглээг боломжтой болгох; (2) Удаан хугацааны мэс заслын улмаас үүссэн гэрлийн хохирлын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд илүү дэвшилтэт гэрлийн удирдлагын горимуудыг боловсруулах; (3) Тоног төхөөрөмжийн тооцооллын гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангахын тулд нарийвчлалтай, хөнгөн жинтэй ухаалаг туслах алгоритмуудыг зохион бүтээх; (4) Алсын зайн хамтын ажиллагаа, нарийн ажиллагаа, автоматжуулсан процессуудад зориулсан платформ дэмжлэг үзүүлэхийн тулд AR болон робот мэс заслын системийг гүнзгий нэгтгэх. Товчхондоо, хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопууд нь дүрсийг сайжруулах, ухаалаг таних, интерактив санал хүсэлтийг нэгтгэсэн цогц мэс заслын тусламжийн систем болж хөгжих бөгөөд ирээдүйн мэс заслын дижитал экосистемийг бий болгоход туслах болно.

Энэхүү нийтлэлд хэт өндөр нягтралтай мэс заслын микроскопын нийтлэг гол технологийн дэвшлийн тоймыг, тэдгээрийн мэс заслын процедурт хэрэглэгдэх байдал, хөгжилд анхаарлаа хандуулсан болно. Нарийвчлал сайжирснаар хэт өндөр нягтралтай микроскопууд нь мэдрэлийн мэс засал, нүдний эмч, чих хамар хоолойн эмч, нуруу нугасны мэс засал зэрэг салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. Ялангуяа мэс заслын үеийн нарийвчлалтай навигацийн технологийг бага зэргийн инвазив мэс засалд нэгтгэснээр эдгээр процедурын нарийвчлал, аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлсэн. Ирээдүйд хиймэл оюун ухаан, робот технологи хөгжихийн хэрээр хэт өндөр нягтралтай микроскопууд нь илүү үр ашигтай, ухаалаг мэс заслын дэмжлэг үзүүлж, бага зэргийн инвазив мэс засал, алсын зайн хамтын ажиллагааг түргэсгэж, улмаар мэс заслын аюулгүй байдал, үр ашгийг улам бүр нэмэгдүүлэх болно.