Die ontwikkeling van optiese beeldvorming in videogebaseerde chirurgiese mikroskope

In die veld van medisyne is chirurgie ongetwyfeld die kernmiddel vir die behandeling van die oorgrote meerderheid siektes, veral in die vroeë behandeling van kanker. Die sleutel tot die sukses van 'n chirurg se operasie lê in die duidelike visualisering van die patologiese snit na disseksie.Chirurgiese mikroskopeis wyd gebruik in mediese chirurgie as gevolg van hul sterk sin vir driedimensionaliteit, hoë definisie en hoë resolusie. Die anatomiese struktuur van die patologiese deel is egter ingewikkeld en kompleks, en die meeste van hulle is aangrensend aan belangrike orgaanweefsels. Die millimeter- tot mikrometerstrukture het die omvang wat deur die menslike oog waargeneem kan word, ver oorskry. Daarbenewens is die vaskulêre weefsel in die menslike liggaam smal en beknop, en die beligting is onvoldoende. Enige klein afwyking kan skade aan die pasiënt veroorsaak, die chirurgiese effek beïnvloed en selfs die lewe in gevaar stel. Daarom is navorsing en ontwikkelingBedryfmikroskopemet voldoende vergroting en duidelike visuele beelde is 'n onderwerp wat navorsers steeds in diepte ondersoek.

Tans betree digitale tegnologieë soos beeld- en video-, inligtingsoordrag- en fotografiese opname die veld van mikrochirurgie met nuwe voordele. Hierdie tegnologieë beïnvloed nie net menslike lewenstyle diepgaand nie, maar integreer ook geleidelik in die veld van mikrochirurgie. Hoëdefinisie-skerms, kameras, ens. kan effektief aan die huidige vereistes vir chirurgiese akkuraatheid voldoen. Videostelsels met CCD-, CMOS- en ander beeldsensors as ontvangsoppervlaktes word geleidelik op chirurgiese mikroskope toegepas. Video chirurgiese mikroskopeis hoogs buigsaam en gerieflik vir dokters om te opereer. Die bekendstelling van gevorderde tegnologieë soos navigasiestelsels, 3D-skerms, hoëdefinisie-beeldkwaliteit, toegevoegde realiteit (AR), ens., wat die deel van aansigte deur verskeie persone tydens die chirurgiese proses moontlik maak, help dokters verder om intraoperatiewe operasies beter uit te voer.

Mikroskoop optiese beeldvorming is die belangrikste bepaler van mikroskoopbeeldvormingskwaliteit. Die optiese beeldvorming van video-chirurgiese mikroskope het unieke ontwerpkenmerke, met behulp van gevorderde optiese komponente en beeldvormingstegnologieë soos hoë-resolusie, hoëkontras CMOS- of CCD-sensors, sowel as sleuteltegnologieë soos optiese zoom en optiese kompensasie. Hierdie tegnologieë verbeter die beeldhelderheid en kwaliteit van mikroskope effektief en bied goeie visuele versekering vir chirurgiese operasies. Boonop, deur optiese beeldvormingstegnologie met digitale verwerking te kombineer, is intydse dinamiese beeldvorming en 3D-rekonstruksie bereik, wat chirurge 'n meer intuïtiewe visuele ervaring bied. Om die optiese beeldvormingskwaliteit van video-chirurgiese mikroskope verder te verbeter, ondersoek navorsers voortdurend nuwe optiese beeldvormingsmetodes, soos fluoresensiebeeldvorming, polarisasiebeeldvorming, multispektrale beeldvorming, ens., om die beeldvormingsresolusie en diepte van mikroskope te verbeter; die gebruik van kunsmatige intelligensietegnologie vir die naverwerking van optiese beeldvormingsdata om beeldhelderheid en kontras te verbeter.

In vroeë chirurgiese prosedures,binokulêre mikroskopeis hoofsaaklik as hulpgereedskap gebruik. 'n Binokulêre mikroskoop is 'n instrument wat prismas en lense gebruik om stereoskopiese visie te verkry. Dit kan dieptepersepsie en stereoskopiese visie bied wat monokulêre mikroskope nie het nie. In die middel van die 20ste eeu het von Zehender baanbrekerswerk gedoen met die toepassing van binokulêre vergrootglase in mediese oftalmiese ondersoeke. Daarna het Zeiss 'n binokulêre vergrootglas met 'n werkafstand van 25 cm bekendgestel, wat die grondslag gelê het vir die ontwikkeling van moderne mikrochirurgie. In terme van optiese beeldvorming van binokulêre chirurgiese mikroskope, was die werkafstand van vroeë binokulêre mikroskope 75 mm. Met die ontwikkeling en innovasie van mediese instrumente is die eerste chirurgiese mikroskoop OPMI1 bekendgestel, en die werkafstand kan 405 mm bereik. Die vergroting neem ook voortdurend toe, en die vergrotingsopsies neem voortdurend toe. Met die voortdurende vooruitgang van binokulêre mikroskope, het hul voordele soos helder stereoskopiese effek, hoë helderheid en lang werkafstand binokulêre chirurgiese mikroskope wyd gebruik in verskeie departemente gemaak. Die beperking van die groot grootte en klein diepte kan egter nie geïgnoreer word nie, en mediese personeel moet gereeld kalibreer en fokus tydens chirurgie, wat die moeilikheidsgraad van die operasie verhoog. Boonop verhoog chirurge wat lank op visuele instrumentwaarneming en -operasie fokus, nie net hul fisiese las nie, maar voldoen ook nie aan ergonomiese beginsels nie. Dokters moet 'n vaste postuur handhaaf om chirurgiese ondersoeke op pasiënte uit te voer, en manuele aanpassings is ook nodig, wat die moeilikheidsgraad van chirurgiese operasies tot 'n mate verhoog.

Na die 1990's het kamerastelsels en beeldsensors geleidelik in die chirurgiese praktyk begin integreer, wat beduidende toepassingspotensiaal getoon het. In 1991 het Berci op innoverende wyse 'n videostelsel ontwikkel vir die visualisering van chirurgiese areas, met 'n verstelbare werkafstandreeks van 150-500 mm en waarneembare voorwerpdiameters wat wissel van 15-25 mm, terwyl 'n diepteveld tussen 10-20 mm gehandhaaf is. Alhoewel die hoë onderhoudskoste van lense en kameras destyds die wydverspreide toepassing van hierdie tegnologie in baie hospitale beperk het, het navorsers voortgegaan om tegnologiese innovasie na te streef en meer gevorderde video-gebaseerde chirurgiese mikroskope te ontwikkel. In vergelyking met binokulêre chirurgiese mikroskope, wat 'n lang tydperk benodig om hierdie onveranderde werkmodus te handhaaf, kan dit maklik lei tot fisiese en geestelike moegheid. Die videotipe chirurgiese mikroskoop projekteer die vergrote beeld op die monitor, wat langdurige swak postuur van die chirurg vermy. Video-gebaseerde chirurgiese mikroskope bevry dokters van 'n enkele postuur, wat hulle toelaat om op anatomiese plekke deur middel van hoëdefinisie-skerms te opereer.

In onlangse jare, met die vinnige vooruitgang van kunsmatige intelligensietegnologie, het chirurgiese mikroskope geleidelik intelligent geword, en video-gebaseerde chirurgiese mikroskope het hoofstroomprodukte in die mark geword. Die huidige video-gebaseerde chirurgiese mikroskoop kombineer rekenaarvisie en diep leertegnologieë om outomatiese beeldherkenning, segmentering en analise te bewerkstellig. Tydens die chirurgiese proses kan intelligente video-gebaseerde chirurgiese mikroskope dokters help om siek weefsels vinnig op te spoor en chirurgiese akkuraatheid te verbeter.

In die ontwikkelingsproses van binokulêre mikroskope na video-gebaseerde chirurgiese mikroskope, is dit nie moeilik om te vind dat die vereistes vir akkuraatheid, doeltreffendheid en veiligheid in chirurgie daagliks toeneem nie. Tans is die vraag na optiese beeldvorming van chirurgiese mikroskope nie beperk tot die vergroting van patologiese dele nie, maar word dit toenemend gediversifiseerd en doeltreffend. In kliniese medisyne word chirurgiese mikroskope wyd gebruik in neurologiese en spinale chirurgie deur middel van fluoresensiemodules wat met toegevoegde realiteit geïntegreer is. AR-navigasiestelsels kan komplekse spinale sleutelgatchirurgie vergemaklik, en fluoresserende middels kan dokters lei om breingewasse heeltemal te verwyder. Daarbenewens het navorsers suksesvol outomatiese opsporing van stembandpoliepe en leukoplakie bereik deur 'n hiperspektrale chirurgiese mikroskoop gekombineer met beeldklassifikasie-algoritmes te gebruik. Video-chirurgiese mikroskope word wyd gebruik in verskeie chirurgiese velde soos tiroïedektomie, retinale chirurgie en limfatiese chirurgie deur dit te kombineer met fluoresensiebeelding, multispektrale beeldvorming en intelligente beeldverwerkingstegnologieë.

In vergelyking met binokulêre chirurgiese mikroskope, kan videomikroskope videodeling met veelgebruikers, hoëdefinisie chirurgiese beelde bied, en is meer ergonomies, wat doktersmoegheid verminder. Die ontwikkeling van optiese beeldvorming, digitalisering en intelligensie het die werkverrigting van chirurgiese mikroskoop-optiese stelsels aansienlik verbeter, en dinamiese beeldvorming intyds, toegevoegde realiteit en ander tegnologieë het die funksies en modules van videogebaseerde chirurgiese mikroskope aansienlik uitgebrei.

Die optiese beeldvorming van toekomstige video-gebaseerde chirurgiese mikroskope sal meer presies, doeltreffend en intelligent wees, wat dokters van meer omvattende, gedetailleerde en driedimensionele pasiëntinligting voorsien om chirurgiese operasies beter te lei. Intussen, met die voortdurende vooruitgang van tegnologie en die uitbreiding van toepassingsvelde, sal hierdie stelsel ook in meer velde toegepas en ontwikkel word.