Sistem tampilan 3D untuk operasi mata adalah teknologi visualisasi bedah baru yang menggantikan mikroskop binokular konvensional. Ahli bedah melakukan operasi dengan mengamati video yang diambil oleh kamera 3D secara real-time di monitor besar, bukan dengan melihat melalui lensa okuler. Gaya operasi ini disebut “heads-up surgery”.
Teknologi tampilan 3D awalnya dikembangkan untuk penggunaan penerbangan dan militer. Setelah itu, inovasi teknologi memungkinkan pengenalannya ke ruang operasi. Di bidang oftalmologi, teknologi ini menyebar luas setelah kemunculan sistem visualisasi bedah mikroskop 3D TrueVision 3D.
Dalam operasi mikroskop konvensional, ahli bedah harus mempertahankan postur membungkuk ke depan untuk waktu yang lama, yang menyebabkan masalah pada tulang belakang leher, punggung, dan pinggang. Prevalensi gejala leher, tubuh bagian atas, dan pinggang pada dokter mata dilaporkan mencapai 62%. Sistem 3D dikembangkan untuk mengatasi masalah ini.
Sistem Aktif
Mekanisme: Menampilkan gambar berurutan secara bergantian dengan cepat untuk mata kiri dan kanan
Kacamata: Kacamata rana elektronik yang secara aktif menutup satu per satu mata
Fitur: Sensasi kedalaman yang tinggi. Mungkin terjadi crosstalk (hantu)
Sistem Pasif
Mekanisme: Mencampur dua gambar secara horizontal untuk output
Kacamata: Pemisahan pasif dengan kacamata polarisasi 3D
Fitur: Biaya lebih rendah. Digunakan pada NGENUITY, dll. Tidak ada crosstalk
Ini adalah metode operasi di mana gambar yang ditangkap kamera 3D ditampilkan di layar besar, bukan melalui lensa okuler mikroskop. Dokter bedah dapat beroperasi dengan posisi kepala tegak (heads-up) alami, sehingga mengurangi beban pada tulang belakang leher dan pinggang secara signifikan. Beberapa staf dapat berbagi gambar yang sama secara real-time, sehingga sistem ini juga efektif untuk pendidikan.
Operasi katarak heads-up di bidang oftalmologi pertama kali dilaporkan oleh Weinstock pada tahun 2010. Sistem TrueVision 3D adalah unit kamera yang dipasang pada mikroskop bedah standar, yang mengirimkan gambar stereo dan video ke monitor HD 3D berukuran besar.
FDA AS telah menyetujui “TrueVision Refractive Cataract Toolset” yang menyediakan overlay grafis 3D. Selain itu, aplikasi “TrueGuide” dan “TruePlan” memungkinkan dukungan perencanaan bedah termasuk penggunaan IOL torik.
Aplikasi pada bedah segmen anterior juga meluas. Sistem head-up digunakan dalam transplantasi membran amniotik dan bedah kornea. Mohamed YH dkk. melaporkan kasus pertama bedah kornea menggunakan sistem head-up (non-Descemet stripping automated endothelial keratoplasty: nDSAEK).
NGENUITY® adalah sistem pencitraan real-time oftalmik pertama di dunia yang dilengkapi kamera video High Dynamic Range (HDR). Digunakan secara luas dalam semua jenis bedah mata, termasuk bedah strabismus, bedah katarak, bedah glaukoma, dan bedah vitreoretina.
| Item | Spesifikasi |
|---|---|
| Layar | 55 inci 4K Ultra HD OLED |
| Kacamata 3D | Kacamata polarisasi sirkular pasif |
| Pemrosesan gambar | HDR (Rentang Dinamis Tinggi) |
Teknologi HDR memastikan visibilitas terang tanpa silau, memungkinkan operasi yang aman dengan kedalaman fokus yang dalam. Gambar yang mirip dengan mata telanjang dapat direproduksi hingga ke perifer retina, dan membran proliferatif dapat disorot menggunakan fungsi filter digital.
Keuntungan utama:
Keterbatasan yang dilaporkan:
High Dynamic Range (HDR) adalah teknologi video yang dapat menampilkan bagian yang terlalu terang dan terlalu gelap secara bersamaan dengan tepat. Teknologi ini dapat mereproduksi gambar yang mirip dengan mata telanjang hingga ke pinggiran retina, yang sebelumnya rentan terhadap overeksposur pada mikroskop bedah konvensional. Selain itu, karena intensitas cahaya dapat dikurangi, hal ini juga berkontribusi pada pengurangan fototoksisitas retina selama operasi yang panjang.
Berikut adalah sistem utama yang digunakan dalam oftalmologi.
Operasi heads-up di bidang retina diperkenalkan oleh Eckardt dan Paulo. Studi yang mengevaluasi operasi vitreoretina heads-up menggunakan kamera 3D HDR dan layar LCD HD menemukan temuan berikut.
Dengan kombinasi OCT intraoperatif, dapat memastikan ada tidaknya lubang makula dan status pelepasan membran limitans interna. Juga efektif untuk konfirmasi teknik pada teknik flap membran limitans interna terbalik. Pada operasi kornea seperti DMEK dan DSAEK, berguna untuk memastikan posisi cangkok donor.
Dalam laporan terbaru, tinjauan sistematis yang membandingkan operasi lubang makula dengan mikroskop konvensional dan sistem visualisasi 3D seperti NGENUITY® menunjukkan bahwa sistem 3D mengurangi paparan cahaya ke retina dan meningkatkan kenyamanan operator.
Sistem yang dipasang di kepala (head-mounted systems; HMS) adalah metode yang menggunakan layar yang dikenakan oleh ahli bedah di kepala, bukan monitor besar. Ini dianggap sebagai konsep yang muncul dalam oftalmologi.
Sistem tampilan atas (monitor besar)
Cara menonton: Monitor besar yang dapat dibagikan di seluruh ruangan
Kacamata 3D: Mengenakan kacamata polarisasi untuk mengamati
Manfaat pendidikan: Banyak orang dapat mengamati gambar yang sama secara bersamaan
Sistem yang dipasang di kepala (HMD)
Cara menonton: Layar yang dikenakan di kepala oleh ahli bedah
Tampilan independen: Menampilkan gambar independen untuk mata kiri dan kanan secara bersamaan
Crosstalk: Menghindari fenomena hantu pada sistem aktif
Sony adalah pelopor dalam bidang head-mounted display, dan pertama kali memasuki ruang operasi pada tahun 2012. HMS-3000MT digunakan bersama mikroskop Haag-Streit Surgical (HS Hi-R NEO 900).
Konfigurasi sistem:
Resolusi gambar stereoskopis 1280×720, dengan input video ganda menggunakan dua panel OLED independen yang memberikan sinyal sepenuhnya independen untuk setiap mata. Sudut pandang horizontal lebar 45 derajat memungkinkan pengalaman visual alami.
Eksperimen awal Ivan Sutherland pada tahun 1960-an mengarah pada pengembangan HMS. Penggunaan utama HMS adalah militer, polisi, pemadam kebakaran, dan komersial sipil (video game, olahraga, dll.). Penggunaan HMS di oftalmologi pertama kali dilaporkan oleh kelompok Dutra-Medeiros.
Sistem head-mounted (HMS) menghindari ghost (crosstalk) yang terjadi pada sistem 3D aktif dengan menampilkan gambar independen untuk setiap mata secara bersamaan. Memberikan sudut pandang horizontal lebar 45° untuk pengalaman visual alami, memungkinkan persepsi kedalaman dan pemahaman spasial yang sangat baik. Selain itu, dengan menghubungkan HMD kedua, staf bedah juga dapat melihat secara stereoskopis secara bersamaan, sehingga diharapkan menjadi alat pendidikan bedah yang potensial.
| Jenis operasi | Sistem utama | Catatan khusus |
|---|---|---|
| Operasi katarak | NGENUITY, TrueVision | Dapat diintegrasikan dengan panduan IOL |
| Operasi vitreoretina | NGENUITY, Artevo | Efek pengurangan fototoksisitas |
| Operasi Kornea (DMEK/DSAEK) | Sistem Heads-up Umum | Berguna untuk konfirmasi posisi graft |
| Operasi Strabismus | NGENUITY | Berbagi multi-staf |
| Operasi glaukoma | Umum (sistem head-up) | Visualisasi penempatan shunt |
Pada sistem terbaru, fungsi-fungsi berikut telah diimplementasikan melalui pemrosesan gambar digital.
Dalam operasi mata menggunakan mikroskop binokular konvensional, ahli bedah harus mempertahankan postur membungkuk ke depan untuk melihat melalui lensa okuler. Hal ini menyebabkan beban kronis pada vertebra servikal, toraks, dan lumbal. Diketahui bahwa 62% dokter mata mengalami gejala yang terkait dengan leher, tubuh bagian atas, dan punggung, sehingga gangguan muskuloskeletal menjadi faktor yang memperpendek usia karir ahli bedah.
Untuk persepsi kedalaman pada sistem tampilan 3D, mata kiri dan kanan harus menerima gambar yang berbeda.
Pada metode aktif, pemisahan dilakukan dengan sakelar elektronik berkecepatan tinggi, namun dapat terjadi crosstalk (fenomena hantu) akibat bayangan sisa. Pada metode pasif, pemisahan dilakukan dengan filter polarisasi, dan crosstalk lebih sedikit. Pada HMS, dua panel OLED independen digunakan, memberikan sinyal yang sepenuhnya independen untuk setiap mata, sehingga tidak terjadi crosstalk.
Dengan memproses gambar yang diambil kamera secara digital, informasi yang tidak terlihat langsung oleh mata manusia dapat divisualisasikan. Teknologi HDR memungkinkan detail ditampilkan di area operasi meskipun terdapat perbedaan kontras yang besar, dan filter digital meningkatkan kemampuan untuk membedakan jaringan tertentu. Dengan amplifikasi kecerahan elektronik, visibilitas tinggi dapat dicapai sambil mengurangi jumlah cahaya (mengurangi fototoksisitas).
Sistem tampilan 3D di bidang oftalmologi diharapkan akan terus mengalami inovasi teknologi lebih lanjut di masa depan.
Peningkatan resolusi: Masalah kurangnya resolusi 2K sedang diatasi dengan evolusi ke 4K dan 8K. Di masa depan, struktur yang tidak terlihat oleh mata manusia di bawah mikroskop optik konvensional mungkin dapat divisualisasikan.
Integrasi AI: Integrasi dengan analisis gambar real-time, navigasi intraoperatif, dan dukungan perencanaan operasi diperkirakan akan semakin maju. Aplikasi seperti TrueGuide dan TruePlan sudah menjadi pelopor.
Perkembangan HMS: Sistem head-mounted baru (seperti sistem proyeksi retina Avegant Glyph, Beyeonics Surgical Clarity™) telah muncul, dan diharapkan akan semakin kecil dan ringan.
Perluasan penggunaan pendidikan dan kolaborasi: Aplikasi seperti streaming langsung operasi dan pelatihan bedah jarak jauh sedang dipertimbangkan. Kemampuan beberapa staf untuk melihat secara stereoskopis secara bersamaan memiliki potensi sebagai alat pendidikan bedah generasi berikutnya.
