नेत्र शल्य चिकित्सा के लिए 3D डिस्प्ले सिस्टम, जिसे 3D डिजिटल माइक्रोस्कोपी भी कहा जाता है, एक नई शल्य चिकित्सा दृश्य तकनीक है जो पारंपरिक द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शी का स्थान लेती है। सर्जन नेत्रिका में झाँकने के बजाय 3D कैमरे द्वारा लिए गए चित्रों को बड़े मॉनिटर पर वास्तविक समय में देखते हुए शल्य चिकित्सा करता है। इस शल्य चिकित्सा शैली को ‘हेड्स-अप सर्जरी’ कहा जाता है।
3D डिस्प्ले तकनीक शुरू में विमानन और सैन्य उपयोग के लिए विकसित की गई थी। बाद में, तकनीकी नवाचारों ने इसे ऑपरेटिंग रूम में लाना संभव बनाया। नेत्र विज्ञान में, TrueVision 3D माइक्रोसर्जिकल विज़ुअलाइज़ेशन सिस्टम के आगमन के बाद यह व्यापक रूप से फैल गई।
पारंपरिक माइक्रोस्कोप सर्जरी में, सर्जन को लंबे समय तक आगे झुकी हुई मुद्रा बनाए रखनी पड़ती है, जिससे गर्दन, पीठ और कमर पर दबाव पड़ने की समस्या होती है। नेत्र रोग विशेषज्ञों में गर्दन, ऊपरी शरीर और कमर के लक्षणों का प्रसार 62% तक होने की सूचना है। 3D प्रणाली इस समस्या को हल करने के लिए विकसित की गई थी।
एक्टिव सिस्टम
कार्यप्रणाली : बाएँ और दाएँ आँख के लिए तेज़ी से बारी-बारी से लगातार छवियाँ प्रदर्शित करना
चश्मा : इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित शटर चश्मा एक-एक करके आँख को सक्रिय रूप से बंद करता है
विशेषताएँ : उच्च त्रि-आयामीता। क्रॉसटॉक (भूतिया छवि) हो सकता है
पैसिव सिस्टम
कार्यप्रणाली : दो छवियों को क्षैतिज रूप से मिलाकर आउटपुट किया जाता है
चश्मा : ध्रुवीकृत 3D चश्मे द्वारा निष्क्रिय रूप से पृथक्करण
विशेषताएँ : लागत अपेक्षाकृत कम। NGENUITY आदि में उपयोग किया जाता है। क्रॉसटॉक कम होता है
यह एक शल्य चिकित्सा पद्धति है जिसमें माइक्रोस्कोप के ऐपिस में देखे बिना, 3D कैमरे द्वारा कैप्चर की गई छवि को बड़ी स्क्रीन पर देखते हुए ऑपरेशन किया जाता है। सर्जन सिर ऊपर उठाकर (हेड्स-अप) प्राकृतिक मुद्रा में सर्जरी कर सकता है, जिससे ग्रीवा रीढ़ और कमर पर भार काफी कम हो जाता है। कई स्टाफ सदस्य एक ही छवि को वास्तविक समय में साझा कर सकते हैं, जिससे यह एक उच्च शैक्षिक प्रणाली बन जाती है।
नेत्र विज्ञान में हेड्स-अप मोतियाबिंद सर्जरी की पहली रिपोर्ट 2010 में Weinstock द्वारा दी गई थी। TrueVision 3D सिस्टम एक कैमरा यूनिट है जो मानक सर्जिकल माइक्रोस्कोप पर लगाई जाती है और स्टीरियो छवियों और वीडियो को 3D HD बड़ी स्क्रीन मॉनिटर पर भेजती है।
अमेरिकी FDA ने 3D ग्राफिकल ओवरले प्रदान करने वाले ‘TrueVision Refractive Cataract Toolset’ को मंजूरी दी है। इसके अलावा, ‘TrueGuide’ और ‘TruePlan’ एप्लिकेशन टॉरिक IOL के उपयोग सहित सर्जरी योजना में सहायता प्रदान करते हैं। TrueVision का ऑपरेशन के दौरान अपवर्तन माप (ORA) के साथ एकीकरण संभव है और इसका रिज़ॉल्यूशन HD से 4K तक उपलब्ध है।
पूर्व खंड शल्य चिकित्सा में अनुप्रयोग भी बढ़ रहा है। एमनियोटिक झिल्ली प्रत्यारोपण और कॉर्नियल सर्जरी में भी हेड्स-अप सिस्टम का उपयोग किया जाता है। मोहम्मद YH एट अल. ने हेड्स-अप सिस्टम का उपयोग करके कॉर्नियल सर्जरी (गैर-डेसीमेट स्ट्रिपिंग ऑटोमेटेड एंडोथेलियल केराटोप्लास्टी: nDSAEK) का पहला मामला रिपोर्ट किया।
NGENUITY® दुनिया का पहला नेत्र संबंधी रीयल-टाइम इमेजिंग सिस्टम है जो हाई डायनेमिक रेंज (HDR) वीडियो कैमरा से लैस है। इसका उपयोग स्ट्रैबिस्मस सर्जरी, मोतियाबिंद सर्जरी, ग्लूकोमा सर्जरी और विट्रेओरेटिनल सर्जरी सहित सभी नेत्र शल्य चिकित्साओं में व्यापक रूप से किया जाता है।
| आइटम | विशिष्टता |
|---|---|
| डिस्प्ले | 55 इंच 4K अल्ट्रा HD OLED |
| 3D चश्मा | निष्क्रिय सर्कुलर पोलराइज़ेशन चश्मा |
| इमेज प्रोसेसिंग | HDR (हाई डायनेमिक रेंज) |
HDR तकनीक उज्ज्वल दृश्य सुनिश्चित करती है बिना ओवरएक्सपोज़र के, गहरी फोकस गहराई के साथ सुरक्षित सर्जरी संभव बनाती है। यह रेटिना की परिधि तक नग्न आंखों के समान छवि पुन: उत्पन्न करती है और डिजिटल फ़िल्टर फ़ंक्शन के साथ प्रोलिफ़ेरेटिव झिल्ली को हाइलाइट कर सकती है।
मुख्य लाभ:
रिपोर्ट की गई सीमाएँ:
हाई डायनेमिक रेंज (HDR) एक वीडियो तकनीक है जो बहुत उज्ज्वल और बहुत अंधेरे क्षेत्रों को एक साथ उचित रूप से प्रदर्शित कर सकती है। यह रेटिना के परिधीय भागों तक भी नग्न आंखों के समान छवि को पुन: उत्पन्न कर सकती है, जहां पारंपरिक सर्जिकल माइक्रोस्कोप में अक्सर ओवरएक्सपोजर होता है। साथ ही, प्रकाश की मात्रा को कम किया जा सकता है, जिससे लंबी सर्जरी के दौरान रेटिना की फोटोटॉक्सिसिटी कम होती है।
नेत्र विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले मुख्य सिस्टम नीचे दिए गए हैं।
रेटिना क्षेत्र में हेड्स-अप सर्जरी की शुरुआत एकार्ड्ट और पाउलो ने की थी। 3D HDR कैमरा और HD LCD डिस्प्ले का उपयोग करके हेड्स-अप विट्रेओरेटिनल सर्जरी का मूल्यांकन करने वाले एक अध्ययन में निम्नलिखित निष्कर्ष प्राप्त हुए हैं।
ऑपरेशन के दौरान OCT के साथ संयोजन से मैक्यूलर होल की उपस्थिति या अनुपस्थिति और आंतरिक सीमा झिल्ली (ILM) के पृथक्करण की स्थिति की पुष्टि संभव होती है4)। इनवर्टेड ILM फ्लैप तकनीक के दौरान प्रक्रिया की पुष्टि के लिए भी यह प्रभावी है। DMEK (डेसीमेट झिल्ली एंडोथेलियल केराटोप्लास्टी) और DSAEK जैसी कॉर्नियल सर्जरी में, दाता ग्राफ्ट की स्थिति की पुष्टि के लिए इसे उपयोगी माना जाता है।
हाल की रिपोर्टों में, पारंपरिक माइक्रोस्कोप और NGENUITY® जैसे 3D विज़ुअलाइज़ेशन सिस्टम के साथ मैक्यूलर होल सर्जरी की तुलना करने वाली एक व्यवस्थित समीक्षा में, 3D सिस्टम ने रेटिना पर प्रकाश जोखिम को कम किया और सर्जन के आराम को बढ़ाया। मैक्यूलर होल सर्जरी में दृष्टि सुधार और शारीरिक परिणामों के लिए पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के समान प्रभावशीलता रिपोर्ट की गई है4)।
हेड-माउंटेड सिस्टम (head-mounted systems; HMS) एक ऐसी विधि है जिसमें सर्जन बड़े मॉनिटर के बजाय सिर पर पहने जाने वाले डिस्प्ले का उपयोग करता है। यह नेत्र विज्ञान में एक उभरती हुई अवधारणा है। मॉनिटर के बजाय आँखों के सामने चित्र प्रस्तुत करने के कारण, इसे पुतली-अंतर दूरी के अनुरूप ढालना आसान माना जाता है।
हेड्स-अप सिस्टम (बड़ा मॉनिटर)
देखने का तरीका : पूरे कमरे में साझा किया जा सकने वाला बड़ा मॉनिटर
3D चश्मा : ध्रुवीकृत चश्मा पहनकर अवलोकन
शैक्षिक प्रभाव : कई लोग एक साथ एक ही छवि देख सकते हैं
हेड-माउंटेड सिस्टम (HMD)
देखने का तरीका : सर्जन द्वारा सिर पर पहना जाने वाला डिस्प्ले
स्वतंत्र प्रदर्शन : दोनों आँखों में एक साथ स्वतंत्र चित्र प्रदर्शित होते हैं
क्रॉसटॉक : सक्रिय प्रणाली के भूतिया प्रभाव से बचाता है
सोनी हेड-माउंटेड डिस्प्ले के क्षेत्र में अग्रणी है और 2012 में पहली बार ऑपरेटिंग रूम में आया। HMS-3000MT का उपयोग Haag-Streit Surgical के माइक्रोस्कोप (HS Hi-R NEO 900) के साथ किया जाता है।
सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन :
रिज़ॉल्यूशन 1280×720 का स्टीरियोस्कोपिक इमेज है, जो दो स्वतंत्र OLED पैनलों का उपयोग करके डुअल वीडियो इनपुट के माध्यम से प्रत्येक आंख को पूरी तरह से स्वतंत्र सिग्नल प्रदान करता है। 45 डिग्री का विस्तृत क्षैतिज देखने का कोण प्राकृतिक दृश्य अनुभव को संभव बनाता है।
1960 के दशक में इवान सदरलैंड के प्रारंभिक प्रयोगों ने HMS के विकास को जन्म दिया। HMS के मुख्य उपयोग सैन्य, पुलिस, अग्निशमन और वाणिज्यिक (वीडियो गेम, खेल आदि) थे। नेत्र विज्ञान में HMS का उपयोग पहली बार दुत्रा-मेदेइरोस और उनके समूह द्वारा रिपोर्ट किया गया था।
हेड-माउंटेड सिस्टम (HMS) दोनों आँखों को एक साथ स्वतंत्र चित्र दिखाकर सक्रिय 3D सिस्टम में होने वाले घोस्ट (क्रॉसटॉक) से बचाता है। 45 डिग्री का चौड़ा क्षैतिज दृश्य क्षेत्र प्राकृतिक दृश्य अनुभव प्रदान करता है, जिससे उत्कृष्ट गहराई बोध और स्थानिक समझ संभव होती है। साथ ही, दूसरा HMD जोड़कर सर्जिकल स्टाफ भी एक साथ 3D देख सकता है, जिससे यह सर्जिकल शिक्षा उपकरण के रूप में भी आशाजनक है।
| सर्जरी का प्रकार | मुख्य प्रणाली | विशेष टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| मोतियाबिंद सर्जरी | NGENUITY, TrueVision | IOL गाइडेंस के साथ संगत |
| विट्रियोरेटिनल सर्जरी | NGENUITY, Artevo | फोटोटॉक्सिसिटी कम करने का प्रभाव |
| कॉर्नियल सर्जरी (DMEK/DSAEK) | हेड्स-अप प्रकार सामान्य | ग्राफ्ट स्थिति की पुष्टि के लिए उपयोगी |
| स्ट्रैबिस्मस सर्जरी | NGENUITY | एकाधिक स्टाफ द्वारा साझा |
| ग्लूकोमा सर्जरी | हेड्स-अप प्रकार सामान्य | शंट प्लेसमेंट का विज़ुअलाइज़ेशन; ट्रैबेक्युलेटॉमी और फ़िल्ट्रेशन सर्जरी में भी उपयोग की रिपोर्ट |
नवीनतम प्रणालियों में डिजिटल छवि प्रसंस्करण द्वारा निम्नलिखित कार्य लागू किए गए हैं।
पारंपरिक द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करके नेत्र शल्य चिकित्सा में, शल्य चिकित्सक को ऐपिस में देखने के लिए आगे की ओर झुकी हुई मुद्रा बनाए रखनी पड़ती है। इससे ग्रीवा, वक्ष और कटि कशेरुकाओं पर दीर्घकालिक भार पड़ता है। 62% नेत्र रोग विशेषज्ञ गर्दन, ऊपरी शरीर और पीठ से संबंधित लक्षणों का अनुभव करते हैं, और मस्कुलोस्केलेटल विकार शल्य चिकित्सकों की कार्यक्षमता को कम करने का कारण रहे हैं।
3D डिस्प्ले सिस्टम में गहराई बोध (depth perception) के लिए बाएँ और दाएँ आँखों को अलग-अलग चित्र प्राप्त करना आवश्यक है।
सक्रिय विधि में, इलेक्ट्रॉनिक शटर द्वारा तीव्र स्विचिंग के माध्यम से बाएँ-दाएँ पृथक्करण किया जाता है, लेकिन अवशेष छवि के कारण क्रॉसटॉक (भूत प्रभाव) उत्पन्न हो सकता है। निष्क्रिय विधि में, ध्रुवीकरण फिल्टर द्वारा पृथक्करण किया जाता है, जिसमें क्रॉसटॉक कम होता है। HMS में, दो स्वतंत्र OLED पैनल का उपयोग किया जाता है, जो प्रत्येक आँख को पूरी तरह से स्वतंत्र संकेत प्रदान करते हैं और क्रॉसटॉक को कम करते हैं।
कैमरे द्वारा कैप्चर की गई छवियों को डिजिटल रूप से संसाधित करके, मानव आँख को सीधे दिखाई न देने वाली जानकारी को दृश्यमान किया जा सकता है। HDR तकनीक उच्च कंट्रास्ट वाले शल्य क्षेत्रों में भी विवरण प्रस्तुत करती है, और डिजिटल फिल्टर विशिष्ट ऊतकों की पहचान क्षमता को बढ़ाते हैं। इलेक्ट्रॉनिक चमक प्रवर्धन द्वारा, प्रकाश की मात्रा को कम करते हुए (फोटोटॉक्सिसिटी में कमी) उच्च दृश्यता प्राप्त की जा सकती है। CMOS सेंसर से प्राप्त वीडियो को वास्तविक समय में संसाधित कर 3D रूप में प्रदर्शित किया जाता है; विलंबता को कम रखना शल्य-सटीकता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। वर्तमान प्रणालियों में विलंबता बोधगम्य स्तर तक कम है और शल्य-सटीकता पर प्रभाव न्यूनतम माना जाता है4)। प्रारंभिक उपयोग में सीखने की अवस्था होने को स्वीकार किया गया है।
नेत्र विज्ञान के क्षेत्र में 3D डिस्प्ले सिस्टम से भविष्य में और अधिक तकनीकी नवाचार की उम्मीद है।
निम्नलिखित तकनीकों में शोध और विकास के चरण की चीज़ें शामिल हैं और वे सामान्य अस्पतालों में मानक रूप से उपलब्ध हों, यह आवश्यक नहीं है।
रिज़ॉल्यूशन में सुधार : वर्तमान मुख्यधारा 4K रिज़ॉल्यूशन (3840×2160 पिक्सेल) है, जबकि 8K रिज़ॉल्यूशन (7680×4320 पिक्सेल) अभी विकासाधीन है। भविष्य में, पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से मानव आँख को दिखाई न देने वाली संरचनाएँ दृश्यमान हो सकती हैं। 8K रिज़ॉल्यूशन (7680×4320 पिक्सेल) में, आंतरिक सीमांत झिल्ली और रेटिनल रक्त वाहिकाओं की सूक्ष्म संरचनाओं के अवलोकन में इसके अनुप्रयोग की अपेक्षा की जाती है।
AI एकीकरण : रीयल-टाइम इमेज विश्लेषण, ऑपरेशन के दौरान नेविगेशन और सर्जरी योजना समर्थन के साथ एकीकरण बढ़ने की संभावना है। TrueGuide और TruePlan जैसे अनुप्रयोग पहले से ही इसके अग्रदूत हैं। AI द्वारा ऊतक पहचान और पीलिंग सहायता तथा सर्जिकल सहायक रोबोट के साथ संयोजन अभी शोध चरण में है।
संवर्धित वास्तविकता (AR) के साथ एकीकरण : ऑपरेशन के दौरान OCT छवियों, फ्लोरेसेंस एंजियोग्राफी और रोगी की जानकारी को सर्जिकल वीडियो पर वास्तविक समय में ओवरले करने वाली प्रणालियों पर शोध चल रहा है।
HMS का विकास : नए हेड-माउंटेड सिस्टम (Avegant Glyph रेटिना प्रोजेक्शन सिस्टम, Beyeonics Surgical Clarity™ आदि) सामने आए हैं, और और अधिक लघुकरण और हल्केपन की उम्मीद है। पुतली-अंतर दूरी और अपवर्तक सुधार जैसी व्यक्तिगत दृश्य विशेषताओं के अनुरूप उच्च चमक और कम विलंबता वाले अगली पीढ़ी के HMD विकसित किए जा रहे हैं।
स्लिट लैंप पर हेड्स-अप अनुप्रयोग : न केवल ऑपरेटिंग माइक्रोस्कोप बल्कि बाह्य रोगी परीक्षा में उपयोग किए जाने वाले स्लिट लैंप माइक्रोस्कोप में भी 3D हेड्स-अप प्रणाली शुरू करने के प्रयासों की सूचना दी गई है। लाभों में परीक्षा के दौरान एर्गोनॉमिक्स में सुधार और छवि रिकॉर्डिंग में आसानी शामिल है।
शिक्षा और सहयोग के उपयोग का विस्तार : लाइव सर्जरी की स्ट्रीमिंग और दूरस्थ शल्य चिकित्सा प्रशिक्षण में अनुप्रयोग पर विचार किया जा रहा है। कई कर्मचारियों द्वारा एक साथ स्टीरियोस्कोपिक दृष्टि की क्षमता अगली पीढ़ी के शल्य चिकित्सा शिक्षा उपकरण के रूप में क्षमता रखती है।
