NGENUITY
سازنده: Alcon (آلکون)
نمایشگر: مانیتور 4K OLED سهبعدی
روش سهبعدی: روش پلاریزاسیون
ویژگیها: طراحی شده برای جراحی ویترورتینال. گزینه یکپارچهسازی OCT حین عمل. مجهز به فیلتر دیجیتال و تقویت کنتراست. در حال حاضر رایجترین سیستم تجاری.
سیستم نمایش سهبعدی در جراحی چشم
نکات کلیدی در یک نگاه
Section titled “نکات کلیدی در یک نگاه”1. سیستم نمایش سهبعدی چیست؟
Section titled “1. سیستم نمایش سهبعدی چیست؟”سیستم نمایش سهبعدی در جراحی چشم (جراحی هدزآپ / میکروسکوپ دیجیتال سهبعدی) روشی است که در آن سیستم نوری میکروسکوپ جراحی توسط دوربین فیلمبرداری میشود و تصویر بر روی یک نمایشگر سهبعدی بزرگ نمایش داده میشود و جراح عمل را انجام میدهد. جراح بدون نگاه مستقیم به چشمی میکروسکوپ، با استفاده از عینک سهبعدی پلاریزه یا شاتر کریستال مایع به مانیتور نگاه کرده و عمل را انجام میدهد.
پیشینه تاریخی مفهوم جراحی هدزآپ اولین بار در سال ۲۰۱۰ توسط Weinstock و همکاران گزارش شد. پس از آن، کاربرد آن در جراحی ویترئورتینال توسط Eckardt و Paulo گزارش شد و در سراسر حوزه چشمپزشکی گسترش یافت.
در جراحی میکروسکوپ نوری سنتی، جراح باید چشم خود را به چشمی نزدیک کرده و وضعیت خمیده را برای مدت طولانی حفظ کند. سیستم نمایش سهبعدی یک نوآوری فناورانه است که این فشار وضعیتی را به طور اساسی برطرف میکند.
Q
جراحی هدزآپ چه تفاوتی دارد؟
A
در جراحی میکروسکوپ سنتی، جراح وضعیت خمیده با نزدیک کردن چشم به چشمی را حفظ میکند، اما در جراحی هدزآپ، جراح در وضعیت طبیعی با سر بالا به مانیتور سهبعدی بزرگ نگاه کرده و عمل را انجام میدهد. این کار فشار وضعیتی بر گردن و کمر را کاهش میدهد و مشاهده همزمان توسط چند نفر برای اهداف آموزشی را آسانتر میکند.
2. ویژگیها و مزایای اصلی
Section titled “2. ویژگیها و مزایای اصلی”مزایای اصلی سیستم نمایش سهبعدی در مقایسه با میکروسکوپ نوری سنتی در زیر آورده شده است.
ارگونومی (بهبود وضعیت بدنی): 62% از چشمپزشکان علائم گردنی دارند و حفظ سلامت جراح یک چالش جدی است. با سیستم نمایش سهبعدی، جراح میتواند در وضعیت نشسته طبیعی با سر بالا جراحی کند و فشار روی گردن و کمر به طور قابل توجهی کاهش مییابد.
کمک به آموزش و همکاری: تصویر میدان جراحی میتواند همزمان به چندین مانیتور خروجی داده شود. جراح ارشد و کارآموز میتوانند با اشتراکگذاری تصویر یکسان، جراحی را پیش ببرند و کارایی آموزش افزایش مییابد. بازدیدکنندگان و کارکنان اتاق عمل نیز میتوانند وضعیت حین عمل را با همان میدان دید تأیید کنند.
تقویت تصویر دیجیتال: میتوان پردازش بلادرنگ روی تصاویر دیجیتال گرفته شده توسط دوربین اعمال کرد. افزایش کنتراست، کاهش نویز، فیلتر دیجیتال و تصحیح رنگ در حین جراحی قابل اعمال است و برای بهبود دید رنگآمیزی غشای محدود کننده داخلی (ILM) استفاده میشود.
کاهش نوردهی شبکیه: سیستم نمایش سهبعدی جراحی در نور کم را ممکن میسازد و نوردهی شبکیه را نسبت به میکروسکوپ سنتی کاهش میدهد1). این ویژگی مهمی برای کاهش خطر آسیب شبکیه ناشی از سمیت نوری است.
بهبود راحتی جراح: خستگی جراح در جراحیهای طولانی کاهش یافته و انتظار میرود تمرکز پایدار بماند1).
مقایسه ویژگیهای اصلی سیستم نمایش سهبعدی و میکروسکوپ نوری سنتی.
| ویژگی | سیستم نمایش سهبعدی | میکروسکوپ سنتی |
|---|---|---|
| وضعیت جراح | سر بالا (وضعیت طبیعی) | خم به جلو (نگاه مستقیم به چشمی) |
| نوردهی | کاهش یافته1) | استاندارد |
| پردازش تصویر | قابلیت تقویت دیجیتال | فقط سیستم نوری |
Q
آیا سیستم سهبعدی بر نتایج جراحی تأثیر میگذارد؟
A
سیستم نمایش سهبعدی اثربخشی مشابه میکروسکوپ نوری سنتی را نشان داده است1). از نظر نتایج جراحی (بازیابی بینایی و پیامدهای آناتومیک) با میکروسکوپ نوری موجود برابری میکند و از نظر ارگونومی، کاهش قرارگیری در معرض نور و تقویت تصویر دیجیتال برتری دارد.
3. جراحیهای هدف
Section titled “3. جراحیهای هدف”سیستم نمایش سهبعدی برای انواع روشهای جراحی چشم قابل استفاده است.
جراحی آب مروارید: سیستم TrueVision به عنوان پلتفرم پیشگام جراحی سهبعدی هدآپ برای جراحی آب مروارید توسعه یافت. شکست هسته عدسی، فیکوامولسیفیکاسیون و کاشت IOL همگی تحت تصویر سهبعدی قابل انجام هستند.
جراحی ویترهورتینال: این حوزهای است که جراحی هدآپ بیشترین ارزیابی را داشته است. در جراحی سوراخ ماکولا، سیستم نمایش سهبعدی اثربخشی مشابه میکروسکوپ سنتی دارد و کاهش قرارگیری شبکیه در معرض نور تأیید شده است1). ویترکتومی، جداسازی غشا و فتوکوآگولاسیون لیزری نیز تحت تصویر سهبعدی قابل انجام هستند.
جراحی قرنیه: برای کاربرد در DSAEK (پیوند اندوتلیال قرنیه غشای دسمه)، گزارشهایی از nDSAEK (نانو اولتراتین DSAEK) وجود دارد. دستکاری گرافت فوقنازک و تزریق حباب هوا را میتوان با دقت تحت تصویر دیجیتال انجام داد.
جراحی گلوکوم: کاربرد در جراحیهای بخش قدامی مانند ترابکولوتومی و جراحی فیلتراسیون نیز گزارش شده است و دامنه روشهای قابل انجام در حال گسترش است.
4. سیستمهای اصلی
Section titled “4. سیستمهای اصلی”سیستمهای نمایش سهبعدی نمایندهای که در حال حاضر به کار گرفته شدهاند در زیر آورده شده است.
TrueVision
سازنده: TrueVision 3D Surgical
جراحی هدف: جراحی آب مروارید و جراحی بخش قدامی چشم
روش سهبعدی: روش شاتر فعال
ویژگیها: پلتفرم پیشگام جراحی heads-up. از ابتدا تجسم دیجیتال سهبعدی را در جراحی آب مروارید محقق کرد. قابلیت یکپارچهسازی با ORA (اندازهگیری انحراف حین عمل) نیز وجود دارد.
Sony HMS-3000MT
سازنده: Sony
نوع: روش HMD (هدست نمایشگر)
روش سهبعدی: HMS (سیستم نصب شده روی سر)
ویژگیها: تصویر را به HMD که جراح بر سر میگذارد ارائه میدهد. بدون نیاز به مانیتور و سازگار با تفاوتهای فردی. نمونهای از روش ارائه تجربه سهبعدی فعال به جای غیرفعال.
مشخصات سه سیستم اصلی مقایسه میشود.
| سیستم | وضوح | سهبعدی |
|---|---|---|
| NGENUITY | 4K | روش پلاریزاسیون |
| TrueVision | HD تا 4K | شاتر فعال |
| HMS-3000MT | HD | روش HMD |
5. ویژگیهای فنی
Section titled “5. ویژگیهای فنی”فناوریهای اصلی نصبشده در سیستم نمایش سهبعدی توضیح داده میشود.
نمایش HDR (محدوده دینامیکی بالا): کنتراست گسترده از روشنایی بالا تا پایین را بازتولید میکند. تفاوت بین حفره زجاجیه تاریک و نور روشنایی را به طور طبیعی نمایش میدهد و دید بافت را افزایش میدهد.
وضوح بالا 4K تا 8K: وضوح اصلی فعلی 4K (3840×2160 پیکسل) است و پشتیبانی از 8K به عنوان نسل بعدی در حال توسعه است. وضوح بالا دید غشای محدود کننده داخلی و ساختارهای ریز شبکیه را بهبود میبخشد.
فیلتر دیجیتال: میتوان پردازش فیلتر را در زمان واقعی در حین جراحی اعمال کرد. تقویت رنگ رنگآمیزی غشای محدود کننده داخلی (مانند Brilliant Blue G)، تصحیح کنتراست و نمایش رنگ کاذب در دسترس است.
ادغام OCT حین عمل: فناوریای توسعه یافته است که توموگرافی انسجام نوری (OCT) را در میکروسکوپ جراحی ادغام میکند و تصاویر مقطعی را در زمان واقعی بر روی مانیتور سهبعدی نمایش میدهد1). بسته شدن سوراخ ماکولا و ارزیابی جداشدگی غشا را میتوان در حین جراحی انجام داد.
تقویت سیگنال و تصویربرداری در نور کم: با افزایش حساسیت سنسور دوربین، میتوان تصاویر با کیفیت بالا را در حالی که میزان نوردهی کاهش یافته است، به دست آورد. این مکانیسم اصلی کاهش نوردهی شبکیه است.
6. اصول و مکانیسم
Section titled “6. اصول و مکانیسم”روش تولید دید سهبعدی
Section titled “روش تولید دید سهبعدی”دید سهبعدی توسط سیستمهای نمایش سهبعدی با ارائه تصاویر مستقل به چشم چپ و راست، درک عمق را ایجاد میکند. دو روش اصلی استفاده میشود.
دید سهبعدی فعال (روش فعال): از عینکهای دارای شاتر کریستال مایع استفاده میشود. عینک به طور متناوب و با سرعت بالا لنزهای چپ و راست را مسدود میکند و با هماهنگی با مانیتور، تصاویر مربوط به چشم چپ و راست را فریم به فریم تغییر میدهد. این روش در سیستم TrueVision به کار رفته است.
دید سهبعدی غیرفعال (روش غیرفعال): از عینکهای دارای فیلتر پلاریزه استفاده میشود. مانیتور تصاویر با پلاریزاسیون افقی و عمودی را همزمان نمایش میدهد و عینک پلاریزه مربوطه، تصاویر را برای چشم چپ و راست جدا میکند. این روش در سیستم NGENUITY به کار رفته است. مزیت آن عینکهای سبک و بدون نیاز به باتری است.
روش HMD (هدست): تصویر مستقیماً روی HMD که جراح بر سر میگذارد نمایش داده میشود. از آنجایی که تصویر بدون واسطه مانیتور در مقابل چشم جراح قرار میگیرد، تطبیق با فاصله بین مردمکی فرد آسان است. Sony HMS-3000MT از این روش استفاده میکند.
دوربین دیجیتال و پردازش سیگنال
Section titled “دوربین دیجیتال و پردازش سیگنال”واحد دوربین از طریق تقسیمکننده پرتو میکروسکوپ جراحی، نور را دریافت میکند. تصاویر گرفته شده توسط سنسور CMOS در زمان واقعی پردازش شده و به عنوان تصویر سهبعدی خروجی داده میشود. به حداقل رساندن تأخیر (لاتنسی) یک مسئله مهم برای حفظ دقت جراحی است و در سیستمهای فعلی به سطحی کاهش یافته است که به سختی قابل درک است.
Q
آیا هنگام استفاده از عینک سهبعدی، دقت جراحی کاهش نمییابد؟
A
در هر دو روش پلاریزه و شاتر، لاتنسی (تأخیر تصویر) به سطحی کاهش یافته است که به سختی قابل درک است و تأثیر آن بر دقت جراحی حداقل در نظر گرفته میشود. همچنین سیستمهای نمایش سهبعدی اثربخشی مشابه میکروسکوپهای سنتی را نشان دادهاند1). با این حال، به عنوان یک مسئله عادت کردن، در مراحل اولیه استفاده یک منحنی یادگیری وجود دارد.
7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده
Section titled “7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده”وضوح فوقالعاده 8K: به عنوان نسل بعدی وضوح 4K فعلی، توسعه سیستمهای سازگار با 8K در حال انجام است. با وضوح 8K (7680×4320 پیکسل)، انتظار میرود ساختارهای ریز غشای محدود داخلی و جزئیات عروق شبکیه با دقت بیشتری نسبت به قبل قابل مشاهده باشند.
توسعه HMS (سیستم نصب روی سر): بهبود HMD که کاملاً با ویژگیهای بینایی فردی (فاصله مردمکی، اصلاح عیوب انکساری) سازگار است، ادامه دارد. نسل بعدی HMD با روشنایی بالا و تأخیر کم که برای جراحی تخصصی طراحی شده، در مرحله توسعه قرار دارد.
ادغام با واقعیت افزوده (AR): تحقیقات در مورد سیستم جراحی AR که تصاویر OCT حین عمل، آنژیوگرافی فلورسنت و اطلاعات بیمار را به صورت بلادرنگ بر روی تصویر جراحی نمایش میدهد، در حال پیشرفت است. هدف دستیابی به محیطی است که جراح بتواند بدون برداشتن نگاه خود به انواع اطلاعات دسترسی داشته باشد.
کاربرد heads-up در لامپ شکاف: علاوه بر میکروسکوپ جراحی، تلاشهایی برای معرفی روش سهبعدی heads-up در میکروسکوپ لامپ شکاف مورد استفاده در معاینات سرپایی گزارش شده است. بهبود ارگونومی در معاینه و سهولت ثبت تصاویر از مزایای آن ذکر شده است.
ادغام با تحلیل تصویر هوش مصنوعی: توسعه سیستمی که ویدئوی بلادرنگ را با هوش مصنوعی (AI) تحلیل کرده و به شناسایی بافت و کمک به جداسازی میپردازد، در حال انجام است. ترکیب با رباتهای جراحی نیز در حال بررسی است.
Q
آیا سیستم نمایش سهبعدی به تجهیزات استاندارد تبدیل خواهد شد؟
A
با کاهش هزینه فناوری و انباشت شواهد بالینی، گسترش سیستم نمایش سهبعدی در حال افزایش است. مزایای متعدد شامل بهبود ارگونومی جراح، کاهش مواجهه با نور و پردازش تصویر دیجیتال مورد توجه قرار گرفته و به ویژه در مراکز بزرگ پذیرش آن افزایش یافته است. پیشبینی میشود که در آینده با ادغام OCT حین عمل و AR، به پلتفرمی با عملکرد بالاتر تبدیل شود.
8. منابع
Section titled “8. منابع”- The Royal College of Ophthalmologists. DRAFT clinical guideline on idiopathic full-thickness macular holes. 2023.