Отчет о работе Джеффри Уотсона и соавторов из отделов биомедицинской инженерии и хирургии UA был опубликован в Journal of Biomedical Optics, опубликованном SPIE, международным обществом оптики и фотоники.Хирургические микроскопы — это узкоспециализированные стереомикроскопы, установленные на шарнирных опорах и обеспечивающие большое рабочее расстояние и функциональные улучшения, и широко используются в некоторых деликатных операциях, особенно в нейрохирургии.В течение последнего десятилетия хирургические микроскопы были объединены с флуоресцентной визуализацией в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), при которой контрастные вещества вводятся в ткань и их флуоресценция обнаруживается при сканировании NIR.
Сканирование может выявить паттерны кровотока или отличить злокачественную ткань от нормальной.Но есть ограничения. Например, некоторые микроскопы, используемые в сложных хирургических операциях на сосудах, переключаются между двумя разными видами: полностью оптическим (реальным) видом в светлом поле и компьютерной проекцией флуоресценции NIR.
NIR-изображение является двухмерным и само по себе не имеет пространственных ориентиров, которые помогли бы хирургу определить анатомические ориентиры. Таким образом, хирург должен визуализировать, как флуоресценция в NIR-изображении совпадает с соответствующими анатомическими структурами, показанными в ярком поле.В статье исследователей UA «Расширенная микроскопия: наложение флуоресцентных изображений в светлом поле и ближнем инфракрасном диапазоне в реальном времени» описывается их прототип расширенного стереомикроскопа, который представляет одновременный вид реальных объектов в операционном поле и наложенных компьютерных изображений. в реальном времени.«Хирурги хотят видеть молекулярные сигналы глазами, чтобы быть уверенными в том, что там есть», — сказал младший редактор журнала Брайан Пог из Дартмутского колледжа. «Слишком часто они видят отчет о сигналах, отображаемых в ложном цвете на мониторе.
Отображая информацию через сам хирургический прицел, хирург затем видит информацию своими глазами».Пог сказал, что считает эту работу важной для продвижения результатов исследований в клиническую практику. «Существует очень мало статей об этой идее увеличения хирургического поля зрения, которое видит хирург, но это очень интересная тема», — сказал он. «В этой статье представлена очень практичная идея и новаторская реализация, хорошо выполненная технически».Прототип имеет преимущества по сравнению с более ранними версиями расширенных микроскопов.
Используя оптический путь стереомикроскопа, он поддерживает полное трехмерное стереоскопическое зрение, которое теряется в полностью цифровых системах отображения.Он также сохраняет привычную для хирургов среду визуализации, включая ключевые функции хирургических микроскопов, такие как увеличение и регулировка фокуса в реальном времени, установка камеры и многопользовательский доступ.Одно из возможных применений этого увеличенного микроскопа — лазерная хирургия.
Раньше хирурги не могли видеть ни лазерный луч через стандартный стереомикроскоп, ни анатомические детали на изображениях в ближнем ИК-диапазоне.Исследователи также предполагают, что эта технология будет полезна при хирургическом лечении опухолей головного мозга. Хирурги, агрессивно удаляющие опухоль, рискуют повредить нормальную ткань мозга и нарушить функции мозга пациента; с другой стороны, неполное удаление опухоли приводит к немедленному рецидиву у 90% пациентов.
Возможность одновременно видеть операционное поле и контрастный агент, идентифицирующий раковые ткани, в увеличенном микроскопе, может позволить хирургам более точно удалить эти сложные опухоли.