Adhartasan Teicneòlais agus Cleachdaidhean Clionaigeach Mhicreasgòpan Lannsaireachd Ultra-Àrd-mhìneachaidh

 

Miocroscopan lannsaireachda’ cluich pàirt air leth cudromach ann an raointean meidigeach an latha an-diugh, gu h-àraidh ann an raointean àrd-chruinneas leithid lannsaireachd neòro, offthalmology, otolaryngology, agus lannsaireachd as lugha ionnsaigheach, far a bheil iad air a bhith nan uidheamachd bunaiteach riatanach. Le comasan meudachaidh àrd,Miocroscopan obrachaidhsealladh mionaideach a thoirt seachad, a’ leigeil le lannsairean mion-fhiosrachadh fhaicinn nach fhaicear leis an t-sùil rùisgte, leithid snàithleanan nearbh, soithichean fala, agus sreathan clò, agus mar sin a’ cuideachadh dhotairean gus casg a chuir air milleadh a dhèanamh air clò fallain rè lannsaireachd. Gu sònraichte ann an lannsaireachd nearbhach, leigidh meudachadh àrd a’ mhicreasgòp le bhith a’ suidheachadh tumhair no clò tinn gu mionaideach, a’ dèanamh cinnteach à oirean toirt air falbh soilleir agus a’ seachnadh milleadh air nearbhan èiginneach, agus mar sin a’ leasachadh càileachd faighinn seachad air euslaintich às dèidh obair-lannsa.

Mar as trice bidh miocroscopan lannsaireachd traidiseanta uidheamaichte le siostaman taisbeanaidh de rùn àbhaisteach, comasach air fiosrachadh lèirsinneach gu leòr a thoirt seachad gus taic a thoirt do fheumalachdan lannsaireachd iom-fhillte. Ach, le leasachadh luath teicneòlais meidigeach, gu sònraichte adhartasan ann an raon teicneòlais lèirsinneach, tha càileachd ìomhaighean miocroscopan lannsaireachd air a bhith mean air mhean na fheart cudromach ann a bhith a’ leasachadh cruinneas lannsaireachd. An coimeas ri miocroscopan lannsaireachd traidiseanta, faodaidh miocroscopan ultra-àrd-mhìneachaidh barrachd mion-fhiosrachaidh a thaisbeanadh. Le bhith a’ toirt a-steach siostaman taisbeanaidh agus ìomhaighean le rùintean de 4K, 8K, no eadhon nas àirde, leigidh miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh le lannsairean lotan beaga bìodach agus structaran anatomical aithneachadh agus a làimhseachadh nas cruinne, a’ leasachadh cruinneas agus sàbhailteachd lannsaireachd gu mòr. Le amalachadh leantainneach teicneòlas giullachd ìomhaighean, inntleachd fuadain, agus fìrinn fhìor-dhealbhach, chan e a-mhàin gu bheil miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh a’ leasachadh càileachd ìomhaighean ach cuideachd a’ toirt seachad taic nas tuigsiche airson lannsaireachd, a’ stiùireadh modhan lannsaireachd a dh’ionnsaigh cruinneas nas àirde agus cunnart nas ìsle.

 

Cleachdadh clionaigeach miocroscop ultra-àrd-mhìneachaidh

Le ùr-ghnàthachadh leantainneach ann an teicneòlas ìomhaighean, tha microscopan fìor àrd-mhìneachaidh mean air mhean a’ cluich pàirt chudromach ann an tagraidhean clionaigeach, le taing don rùn air leth àrd aca, càileachd ìomhaighean sàr-mhath, agus comasan amhairc fiùghantach fìor-ùine.

Offthalmology

Feumaidh lannsaireachd offthalmach obair-lannsa mionaideach, a chuireas ìrean teicnigeach àrda airmiocroscopan lannsaireachd offthalmachMar eisimpleir, ann an gearradh corneal leusair femtosecond, faodaidh am miocroscop lannsaireachd meudachadh mòr a thoirt seachad gus an seòmar aghaidh, gearradh meadhanach na sùla fhaicinn, agus suidheachadh a’ ghearraidh a sgrùdadh. Ann an lannsaireachd offthalmach, tha soillseachadh deatamach. Chan e a-mhàin gu bheil am miocroscop a’ toirt seachad buaidhean lèirsinneach as fheàrr le dian solais nas ìsle ach bidh e cuideachd a’ toirt a-mach meòrachadh solais dhearg sònraichte, a chuidicheas le pròiseas lannsaireachd cataracts gu lèir. A bharrachd air an sin, tha tomagrafaireachd co-leanailteachd optigeach (OCT) air a chleachdadh gu farsaing ann an lannsaireachd offthalmach airson lèirsinn fon uachdar. Faodaidh e ìomhaighean thar-roinneil a thoirt seachad, a’ faighinn thairis air crìochan a’ mhicrosgop fhèin, nach urrainn clò mìn fhaicinn air sgàth amharc aghaidh. Mar eisimpleir, chleachd Kapeller et al. taisbeanadh 4K-3D agus coimpiutair clàr gus diagram buaidh OCT amalaichte le miocroscop (miOCT) (4D-miOCT) a thaisbeanadh gu fèin-ghluasadach gu stereoscopach. Stèidhichte air fios-air-ais pearsanta luchd-cleachdaidh, measadh coileanaidh cainneachdail, agus diofar thomhasan cainneachdail, sheall iad cho comasach ‘s a bha e taisbeanadh 4K-3D a chleachdadh mar àite 4D-miOCT air miocroscop solais gheal. A bharrachd air an sin, ann an sgrùdadh Lata et al., le bhith a’ cruinneachadh chùisean de 16 euslaintich le glaucoma congenital còmhla ri sùil tairbh, chleachd iad miocroscop le gnìomh miOCT gus am pròiseas lannsaireachd fhaicinn ann an àm fìor. Le bhith a’ measadh dàta cudromach leithid paramadairean ro-obrachaidh, mion-fhiosrachadh lannsaireachd, duilgheadasan às dèidh obrachaidh, géire lèirsinneach mu dheireadh, agus tiughas corneal, sheall iad mu dheireadh gum faod miOCT cuideachadh le dotairean structaran clò a chomharrachadh, obrachaidhean a bharrachadh, agus cunnart duilgheadasan rè lannsaireachd a lughdachadh. Ach, a dh’ aindeoin gu bheil OCT mean air mhean a’ fàs na inneal taice cumhachdach ann an lannsaireachd vitreoretinal, gu sònraichte ann an cùisean iom-fhillte agus lannsaireachd ùr-nodha (leithid leigheas gine), tha cuid de dhotairean a’ ceasnachadh an urrainn dha èifeachdas clionaigeach a leasachadh gu mòr air sgàth a chosgais àrd agus a lùb ionnsachaidh fhada.

Otolaryngology

’S e raon lannsaireachd eile a bhios a’ cleachdadh miocroscopan lannsaireachd a th’ ann an lannsaireachd otorhinolaryngology. Air sgàth gu bheil cuasan domhainn agus structaran fìnealta anns na feartan aghaidh, tha meudachadh agus soillseachadh deatamach airson toraidhean lannsaireachd. Ged a dh’ fhaodadh endoscopan uaireannan sealladh nas fheàrr a thoirt seachad air raointean lannsaireachd cumhang,miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidha’ tabhann sealladh doimhneachd, a’ leigeil le meudachadh roinnean anatomical cumhang leithid an cochlea agus na sinuses, a’ cuideachadh dhotairean ann a bhith a’ làimhseachadh shuidheachaidhean mar otitis media agus polyps nasal. Mar eisimpleir, rinn Dundar et al. coimeas eadar buaidhean dhòighean miocroscop agus endoscop airson lannsaireachd stapes ann an làimhseachadh otosclerosis, a’ cruinneachadh dàta bho 84 euslaintich air an deach otosclerosis a dhearbhadh a fhuair lannsaireachd eadar 2010 agus 2020. A’ cleachdadh an atharrachaidh ann an eadar-dhealachadh giùlain adhair-cnàimh ro agus às deidh lannsaireachd mar an comharra tomhais, sheall na toraidhean deireannach ged a bha buaidhean coltach ri chèile aig an dà dhòigh air leasachadh èisteachd, bha miocroscopan lannsaichte nas fhasa obrachadh agus bha lùb ionnsachaidh nas giorra aca. San aon dòigh, ann an sgrùdadh ro-shealladh a rinn Ashfaq et al., rinn an sgioba rannsachaidh parotidectomy le taic miocroscop air 70 euslaintich le tumhair fàireag parotid eadar 2020 agus 2023, ag amas air measadh a dhèanamh air àite miocroscopan ann an comharrachadh agus dìon nerve aghaidh. Sheall na toraidhean gu robh buannachdan mòra aig miocroscopan ann a bhith a’ leasachadh soilleireachd an raoin lannsaireachd, a’ comharrachadh prìomh stoc agus geugan na nearbh aghaidh gu ceart, a’ lughdachadh tarraing nearbh, agus hemostasis, gan dèanamh nan inneal cudromach airson ìrean gleidhidh nearbh aghaidh a leasachadh. A bharrachd air an sin, mar a bhios lannsaireachd a’ sìor fhàs iom-fhillte agus mionaideach, leigidh amalachadh àrdachadh mothachaidh agus diofar mhodhan ìomhaighean le miocroscopan lannsaireachd le lannsairean lannsaireachd le stiùireadh ìomhaigh a dhèanamh.

Lannsaireachd-neòro

Cleachdadh ultra-àrd-mhìneachaidhmiocroscopan lannsaireachd ann an lannsaireachd neòroair gluasad bho amharc optigeach traidiseanta gu didseatachadh, fìrinn leasaichte (AR), agus taic thuigseach. Mar eisimpleir, chleachd Draxinger et al. miocroscop còmhla ri siostam MHz-OCT a chaidh a leasachadh leotha fhèin, a’ toirt seachad ìomhaighean trì-thaobhach àrd-rèiteachaidh tro tricead sganaidh 1.6 MHz, a’ cuideachadh lannsairean gu soirbheachail ann a bhith ag eadar-dhealachadh eadar tumhair agus clò fallain ann an àm fìor agus a’ leasachadh cruinneas lannsaireachd. Rinn Hafez et al. coimeas eadar coileanadh miocroscopan traidiseanta agus an siostam ìomhaighean miocro-lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh (Exoscope) ann an lannsaireachd seach-rathad cerebrovascular deuchainneach, a’ faighinn a-mach ged a bha amannan fuaigheil nas giorra aig a’ mhicrosscop (P<0.001), gun robh an Exoscope a’ coileanadh nas fheàrr a thaobh sgaoileadh fuaigheil (P=0.001). A bharrachd air an sin, thug an Exoscope suidheachadh lannsaireachd nas comhfhurtail agus sealladh co-roinnte, a’ tabhann buannachdan peidagogach. San aon dòigh, rinn Calloni et al. coimeas eadar cleachdadh an Exoscope agus miocroscopan lannsaireachd traidiseanta ann an trèanadh luchd-còmhnaidh lannsaireachd neuro. Rinn sia-deug luchd-còmhnaidh gnìomhan aithneachaidh structarail ath-aithriseach air modalan cranial a’ cleachdadh an dà inneal. Sheall na toraidhean, ged nach robh eadar-dhealachadh mòr ann an ùine obrachaidh iomlan eadar an dà rud, gun robh an Exoscope nas fheàrr ann a bhith a’ comharrachadh structaran domhainn agus gun robh a’ mhòr-chuid de chom-pàirtichean den bheachd gu robh e nas fhasa a chleachdadh agus nas comhfhurtail, leis a’ chomas a bhith na phrìomh shruth san àm ri teachd. Gu follaiseach, faodaidh miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh, uidheamaichte le taisbeanaidhean àrd-mhìneachaidh 4K, ìomhaighean lannsaireachd 3D de chàileachd nas fheàrr a thoirt do na com-pàirtichean uile, a’ dèanamh conaltradh lannsaireachd, gluasad fiosrachaidh nas fhasa, agus a’ leasachadh èifeachdas teagaisg.

Lannsaireachd droma

Ultra-àrd-mhìneachadhmiocroscopan lannsaireachda’ cluich pàirt chudromach ann an raon lannsaireachd droma. Le bhith a’ toirt seachad ìomhaighean trì-thaobhach àrd-rèiteachaidh, bidh iad a’ comasachadh lannsairean structar anatomical iom-fhillte an droma fhaicinn nas soilleire, a’ gabhail a-steach pàirtean seòlta leithid nearbhan, soithichean fala, agus clò cnàimh, agus mar sin a’ neartachadh cruinneas agus sàbhailteachd lannsaireachd. A thaobh ceartachadh scoliosis, faodaidh miocroscopan lannsaireachd soilleireachd lèirsinn lannsaireachd agus comas làimhseachaidh grinn a leasachadh, a’ cuideachadh dhotairean gus structaran nearbhach agus clò tinn a chomharrachadh gu ceart taobh a-staigh canàl cumhang an droma, agus mar sin a’ crìochnachadh modhan dì-dhùmhlachaidh agus seasmhachd gu sàbhailte agus gu h-èifeachdach.

Rinn Sun et al. coimeas eadar èifeachdas agus sàbhailteachd lannsaireachd ceirbheacsach anterior le taic miocroscop agus lannsaireachd fhosgailte thraidiseanta ann an làimhseachadh osification an ligament fada posterior den spine ceirbheacsach. Chaidh trì fichead euslainteach a roinn anns a’ bhuidheann le taic miocroscop (30 cùis) agus a’ bhuidheann lannsaireachd thraidiseanta (30 cùis). Sheall na toraidhean gu robh call fala intraoperative, fuireach ospadail, agus sgòran pian iar-obrachaidh nas fheàrr aig a’ bhuidheann le taic miocroscop an taca ris a’ bhuidheann lannsaireachd thraidiseanta, agus bha an ìre duilgheadasan nas ìsle anns a’ bhuidheann le taic miocroscop. San aon dòigh, ann an lannsaireachd aonadh droma, rinn Singhatanadgige et al. coimeas eadar buaidhean tagraidh miocroscopan lannsaireachd ortaipéideach agus glainneachan meudachaidh lannsaireachd ann an aonadh lumbar transforaminal as lugha ionnsaigheach. Bha 100 euslainteach anns an sgrùdadh agus cha do sheall e eadar-dhealachaidhean mòra sam bith eadar an dà bhuidheann ann am faochadh pian iar-obrachaidh, leasachadh gnìomh, leudachadh canàl droma, ìre aonadh, agus duilgheadasan, ach thug am miocroscop raon seallaidh nas fheàrr. A bharrachd air an sin, tha miocroscopan còmhla ri teicneòlas AR air an cleachdadh gu farsaing ann an lannsaireachd droma. Mar eisimpleir, stèidhich Carl et al. teicneòlas AR ann an 10 euslaintich a’ cleachdadh taisbeanadh ceann-suas miocroscop lannsaireachd. Sheall na toraidhean gu bheil comas mòr aig AR airson a chur an sàs ann an lannsaireachd crìonadh droma, gu h-àraidh ann an suidheachaidhean ana-eòlach iom-fhillte agus foghlam luchd-còmhnaidh.

 

Geàrr-chunntas agus Sealladh

An coimeas ri miocroscopan lannsaireachd traidiseanta, tha grunn bhuannachdan aig miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh, nam measg grunn roghainnean meudachaidh, soillseachadh seasmhach is soilleir, siostaman optigeach mionaideach, astaran obrach nas fhaide, agus seasamh seasmhach ergonomic. A bharrachd air an sin, tha na roghainnean lèirsinn àrd-rùn aca, gu sònraichte an amalachadh le diofar mhodhan ìomhaighean agus teicneòlas AR, a’ toirt taic èifeachdach do lannsaireachd le stiùireadh ìomhaigh.

A dh’aindeoin nan iomadh buannachd a tha aig miocroscopan lannsaireachd, tha dùbhlain mhòra romhpa fhathast. Air sgàth am meud mòr, bidh miocroscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh ag adhbhrachadh cuid de dhuilgheadasan obrachaidh rè còmhdhail eadar seòmraichean obrachaidh agus suidheachadh rè obair-lannsa, a dh’ fhaodadh droch bhuaidh a thoirt air leantainneachd agus èifeachdas modhan-obrach lannsaireachd. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, chaidh dealbhadh structarail miocroscopan a leasachadh gu mòr, leis na giùlan optigeach aca agus baraillean lionsa binocular a’ toirt taic do raon farsaing de atharrachaidhean teilt is rothlach, a’ leasachadh gu mòr sùbailteachd obrachaidh an uidheamachd agus a’ comasachadh amharc agus obrachadh an lannsair ann an suidheachadh nas nàdarra agus nas comhfhurtail. A bharrachd air an sin, tha leasachadh leantainneach teicneòlas taisbeanaidh so-ghiùlain a’ toirt taic lèirsinneach nas ergonomic do lannsairean rè obrachaidhean microsurgical, a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh sgìths obrachaidh agus a’ leasachadh cruinneas lannsaireachd agus comas coileanaidh seasmhach an lannsair. Ach, air sgàth dìth structar taice, tha feum air ath-fhòcas tric, a’ dèanamh seasmhachd teicneòlas taisbeanaidh so-ghiùlain nas ìsle na seasmhachd miocroscopan lannsaireachd àbhaisteach. Is e fuasgladh eile mean-fhàs structar uidheamachd a dh’ ionnsaigh miniaturization agus modularization gus atharrachadh nas sùbailte gu diofar shuidheachaidhean lannsaireachd. Ach, gu tric bidh pròiseasan innealachaidh mionaideach agus co-phàirtean optigeach aonaichte àrd-chosgais an lùib lughdachadh meud, a’ dèanamh cosgais saothrachaidh an uidheamachd daor.

Is e dùbhlan eile a tha an lùib mhicreascopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh losgadh craicinn air adhbhrachadh le soillseachadh àrd-chumhachd. Gus buaidhean lèirsinneach soilleir a thoirt seachad, gu sònraichte ann an làthaireachd iomadh neach-amhairc no camarathan, feumaidh an stòr solais solas làidir a leigeil a-mach, a dh’ fhaodadh clò an euslaintich a losgadh. Chaidh aithris gum faod microscopan lannsaireachd offthalmach cuideachd puinnseanta adhbhrachadh do uachdar na sùla agus film deòir, a’ leantainn gu gnìomhachd cealla sùla nas lugha. Mar sin, tha e gu sònraichte cudromach airson microscopan lannsaireachd riaghladh solais a bharrachadh, meud an àite agus dian an t-solais atharrachadh a rèir meudachadh agus astar obrach. San àm ri teachd, faodaidh ìomhaighean optigeach teicneòlasan ìomhaighean farsaing agus ath-thogail trì-thaobhach a thoirt a-steach gus an raon seallaidh a leudachadh agus cruth trì-thaobhach na sgìre lannsaireachd ath-nuadhachadh gu ceart. Leigidh seo le dotairean tuigse nas fheàrr fhaighinn air suidheachadh iomlan na sgìre lannsaireachd agus casg a chuir air fiosrachadh cudromach a chall. Ach, tha ìomhaighean farsaing agus ath-thogail trì-thaobhach a’ toirt a-steach togail, clàradh agus ath-thogail ìomhaighean àrd-rùn ann an àm fìor, a’ gineadh meudan mòra dàta. Tha seo a’ cur iarrtasan fìor àrd air èifeachdas algairidhean giullachd ìomhaighean, cumhachd coimpiutaireachd bathar-cruaidh, agus siostaman stòraidh, gu sònraichte rè lannsaireachd far a bheil coileanadh fìor-ùine deatamach, a’ dèanamh an dùbhlan seo eadhon nas follaisiche.

Le leasachadh luath theicneòlasan leithid ìomhaighean meidigeach, inntleachd shaorga, agus optaig coimpiutaireachd, tha microscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh air comas mòr a nochdadh ann a bhith a’ leasachadh cruinneas lannsaireachd, sàbhailteachd, agus eòlas obrachaidh. San àm ri teachd, is dòcha gun lean microscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh air adhart a’ leasachadh anns na ceithir stiùiridhean a leanas: (1) A thaobh saothrachadh uidheamachd, bu chòir miniaturization agus modularization a choileanadh aig cosgaisean nas ìsle, a’ dèanamh tagradh clionaigeach air sgèile mhòr comasach; (2) Modhan riaghlaidh solais nas adhartaiche a leasachadh gus dèiligeadh ri cùis milleadh solais air adhbhrachadh le lannsaireachd fhada; (3) Algorithms taiceil tuigseach a dhealbhadh a tha an dà chuid mionaideach agus aotrom gus coinneachadh ri riatanasan coileanaidh coimpiutaireachd an uidheamachd; (4) Siostaman lannsaireachd AR agus robotach a thoirt a-steach gu domhainn gus taic àrd-ùrlair a thoirt seachad airson co-obrachadh iomallach, obrachadh mionaideach, agus pròiseasan fèin-ghluasadach. Mar gheàrr-chunntas, bidh microscopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh ag atharrachadh gu bhith nan siostam taic lannsaireachd coileanta a bhios ag amalachadh leasachadh ìomhaigh, aithneachadh tuigseach, agus fios-air-ais eadar-ghnìomhach, a’ cuideachadh le bhith a’ togail eag-shiostam didseatach airson lannsaireachd san àm ri teachd.

Tha an t-artaigil seo a’ toirt sealladh farsaing air na h-adhartasan ann an teicneòlasan cumanta mhicreascopan lannsaireachd ultra-àrd-mhìneachaidh, le fòcas air an cleachdadh agus an leasachadh ann an modhan lannsaireachd. Le leasachadh ann an rùn, tha microscopan ultra-àrd-mhìneachaidh a’ cluich pàirt chudromach ann an raointean leithid lannsaireachd neòro, offthalmology, otolaryngology, agus lannsaireachd droma. Gu sònraichte, tha amalachadh teicneòlas seòlaidh mionaideachd intraoperative ann an lannsaireachd as lugha ionnsaigheach air cruinneas agus sàbhailteachd nan dòighean-obrach sin a thogail. A’ coimhead air adhart, mar a bhios inntleachd fuadain agus teicneòlasan robotach a’ dol air adhart, bheir microscopan ultra-àrd-mhìneachaidh taic lannsaireachd nas èifeachdaiche agus nas tuigsiche, a’ brosnachadh adhartas lannsaireachd as lugha ionnsaigheach agus co-obrachadh iomallach, agus mar sin ag àrdachadh sàbhailteachd agus èifeachdas lannsaireachd tuilleadh.