व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोपमध्ये ऑप्टिकल इमेजिंगचा विकास

वैद्यकीय क्षेत्रात, शस्त्रक्रिया ही निःसंशयपणे बहुतेक रोगांवर उपचार करण्याचे मुख्य साधन आहे, विशेषतः कर्करोगाच्या सुरुवातीच्या उपचारांमध्ये ती महत्त्वाची भूमिका बजावते. शल्यचिकित्सकाच्या शस्त्रक्रियेच्या यशाची गुरुकिल्ली विच्छेदनानंतर पॅथॉलॉजिकल विभागाचे स्पष्ट दृश्यमानता आहे.सर्जिकल मायक्रोस्कोपत्रिमितीयतेची तीव्र जाणीव, उच्च परिभाषा आणि उच्च रिझोल्यूशनमुळे वैद्यकीय शस्त्रक्रियेत त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे. तथापि, पॅथॉलॉजिकल भागाची शारीरिक रचना गुंतागुंतीची आणि गुंतागुंतीची आहे आणि त्यापैकी बहुतेक महत्त्वाच्या अवयवांच्या ऊतींना लागून आहेत. मिलिमीटर ते मायक्रोमीटर संरचना मानवी डोळ्यांनी पाहता येणाऱ्या मर्यादेपेक्षा खूपच जास्त आहेत. याव्यतिरिक्त, मानवी शरीरातील रक्तवहिन्यासंबंधी ऊती अरुंद आणि गर्दीच्या आहेत आणि प्रकाशयोजना अपुरी आहे. कोणताही लहानसा विचलन रुग्णाला हानी पोहोचवू शकतो, शस्त्रक्रियेच्या परिणामावर परिणाम करू शकतो आणि जीव धोक्यात देखील आणू शकतो. म्हणून, संशोधन आणि विकासऑपरेटिंगसूक्ष्मदर्शकपुरेसे मोठेीकरण आणि स्पष्ट दृश्य प्रतिमांसह, हा एक विषय आहे ज्याचा संशोधक सखोल शोध घेत आहेत.

सध्या, प्रतिमा आणि व्हिडिओ, माहिती प्रसारण आणि छायाचित्रण रेकॉर्डिंग यासारख्या डिजिटल तंत्रज्ञानाचा मायक्रोसर्जरीच्या क्षेत्रात नवीन फायद्यांसह प्रवेश होत आहे. या तंत्रज्ञानाचा मानवी जीवनशैलीवर खोलवर परिणाम होत नाही तर हळूहळू मायक्रोसर्जरीच्या क्षेत्रातही ते समाकलित होत आहेत. हाय डेफिनेशन डिस्प्ले, कॅमेरे इत्यादी शस्त्रक्रियेच्या अचूकतेसाठी सध्याच्या आवश्यकता प्रभावीपणे पूर्ण करू शकतात. सीसीडी, सीएमओएस आणि इतर प्रतिमा सेन्सरसह प्राप्त पृष्ठभाग म्हणून व्हिडिओ सिस्टम हळूहळू शस्त्रक्रिया सूक्ष्मदर्शकांवर लागू केले जात आहेत. व्हिडिओ सर्जिकल मायक्रोस्कोपडॉक्टरांना ऑपरेट करण्यासाठी अत्यंत लवचिक आणि सोयीस्कर आहेत. नेव्हिगेशन सिस्टम, 3D डिस्प्ले, हाय-डेफिनिशन इमेज क्वालिटी, ऑगमेंटेड रिअॅलिटी (एआर) इत्यादी प्रगत तंत्रज्ञानाचा परिचय, ज्यामुळे शस्त्रक्रियेदरम्यान बहु-व्यक्ती दृश्य सामायिकरण शक्य होते, डॉक्टरांना शस्त्रक्रियेच्या अंतर्गत ऑपरेशन्स चांगल्या प्रकारे करण्यास मदत होते.

मायक्रोस्कोप ऑप्टिकल इमेजिंग हे मायक्रोस्कोप इमेजिंग गुणवत्तेचे मुख्य निर्धारक आहे. व्हिडिओ सर्जिकल मायक्रोस्कोपच्या ऑप्टिकल इमेजिंगमध्ये अद्वितीय डिझाइन वैशिष्ट्ये आहेत, ज्यामध्ये उच्च-रिझोल्यूशन, उच्च कॉन्ट्रास्ट CMOS किंवा CCD सेन्सर सारख्या प्रगत ऑप्टिकल घटक आणि इमेजिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो, तसेच ऑप्टिकल झूम आणि ऑप्टिकल भरपाई सारख्या प्रमुख तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो. या तंत्रज्ञानामुळे सूक्ष्मदर्शकांची इमेजिंग स्पष्टता आणि गुणवत्ता प्रभावीपणे सुधारते, ज्यामुळे शस्त्रक्रिया ऑपरेशन्ससाठी चांगले दृश्यमान आश्वासन मिळते. शिवाय, डिजिटल प्रक्रियेसह ऑप्टिकल इमेजिंग तंत्रज्ञानाचे संयोजन करून, रिअल-टाइम डायनॅमिक इमेजिंग आणि 3D पुनर्रचना साध्य झाली आहे, ज्यामुळे सर्जनना अधिक अंतर्ज्ञानी दृश्य अनुभव मिळतो. व्हिडिओ सर्जिकल मायक्रोस्कोपची ऑप्टिकल इमेजिंग गुणवत्ता आणखी सुधारण्यासाठी, संशोधक सतत नवीन ऑप्टिकल इमेजिंग पद्धतींचा शोध घेत आहेत, जसे की फ्लोरोसेंस इमेजिंग, पोलरायझेशन इमेजिंग, मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग इत्यादी, ज्यामुळे सूक्ष्मदर्शकांचे इमेजिंग रिझोल्यूशन आणि खोली वाढवता येते; प्रतिमा स्पष्टता आणि कॉन्ट्रास्ट वाढविण्यासाठी ऑप्टिकल इमेजिंग डेटाच्या पोस्ट-प्रोसेसिंगसाठी कृत्रिम बुद्धिमत्ता तंत्रज्ञानाचा वापर.

सुरुवातीच्या शस्त्रक्रियेमध्ये,दुर्बिणी सूक्ष्मदर्शकप्रामुख्याने सहाय्यक साधने म्हणून वापरली जात होती. द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शक हे एक उपकरण आहे जे स्टिरिओस्कोपिक दृष्टी प्राप्त करण्यासाठी प्रिझम आणि लेन्स वापरते. ते खोलीची धारणा आणि स्टिरिओस्कोपिक दृष्टी प्रदान करू शकते जे मोनोक्युलर सूक्ष्मदर्शकांमध्ये नसते. २० व्या शतकाच्या मध्यात, व्हॉन झेहेंडरने वैद्यकीय नेत्ररोग तपासणीमध्ये द्विनेत्री भिंगाचा वापर सुरू केला. त्यानंतर, झीसने २५ सेमीच्या कार्यरत अंतरासह द्विनेत्री भिंग सादर केला, ज्यामुळे आधुनिक सूक्ष्म शस्त्रक्रियेच्या विकासाचा पाया घातला गेला. द्विनेत्री सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांच्या ऑप्टिकल इमेजिंगच्या बाबतीत, सुरुवातीच्या द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शकांचे कार्यरत अंतर ७५ मिमी होते. वैद्यकीय उपकरणांच्या विकास आणि नवोपक्रमासह, पहिला सर्जिकल सूक्ष्मदर्शक OPMI1 सादर करण्यात आला आणि कार्यरत अंतर ४०५ मिमीपर्यंत पोहोचू शकते. मोठेपणा देखील सतत वाढत आहे आणि मोठेपणाचे पर्याय सतत वाढत आहेत. द्विनेत्री सूक्ष्मदर्शकांच्या सतत प्रगतीसह, त्यांचे फायदे जसे की ज्वलंत स्टिरिओस्कोपिक प्रभाव, उच्च स्पष्टता आणि लांब कामाचे अंतर यामुळे विविध विभागांमध्ये द्विनेत्री सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे. तथापि, त्याच्या मोठ्या आकाराची आणि कमी खोलीची मर्यादा दुर्लक्षित करता येत नाही आणि वैद्यकीय कर्मचाऱ्यांना शस्त्रक्रियेदरम्यान वारंवार कॅलिब्रेट आणि लक्ष केंद्रित करावे लागते, ज्यामुळे शस्त्रक्रियेची अडचण वाढते. याव्यतिरिक्त, जे सर्जन दीर्घकाळ दृश्य उपकरण निरीक्षण आणि ऑपरेशनवर लक्ष केंद्रित करतात ते केवळ त्यांचा शारीरिक भार वाढवत नाहीत तर एर्गोनॉमिक तत्त्वांचे पालन देखील करत नाहीत. रुग्णांवर शस्त्रक्रिया तपासणी करण्यासाठी डॉक्टरांना एक निश्चित स्थिती राखावी लागते आणि मॅन्युअल समायोजन देखील आवश्यक असते, ज्यामुळे काही प्रमाणात शस्त्रक्रियेची अडचण वाढते.

१९९० च्या दशकानंतर, कॅमेरा सिस्टीम आणि इमेज सेन्सर्स हळूहळू शस्त्रक्रियेच्या प्रॅक्टिसमध्ये समाकलित होऊ लागले, ज्यामुळे लक्षणीय अनुप्रयोग क्षमता दिसून आली. १९९१ मध्ये, बर्सीने नाविन्यपूर्णपणे शस्त्रक्रियेच्या क्षेत्रांचे दृश्यमान करण्यासाठी एक व्हिडिओ सिस्टम विकसित केली, ज्यामध्ये १५०-५०० मिमीच्या समायोज्य कार्य अंतर श्रेणी आणि १५-२५ मिमी पर्यंत निरीक्षण करण्यायोग्य वस्तूंचा व्यास होता, तर १०-२० मिमी दरम्यान क्षेत्राची खोली राखली जात होती. त्या वेळी लेन्स आणि कॅमेऱ्यांच्या उच्च देखभाल खर्चामुळे अनेक रुग्णालयांमध्ये या तंत्रज्ञानाचा व्यापक वापर मर्यादित झाला असला तरी, संशोधकांनी तांत्रिक नवोपक्रमाचा पाठपुरावा सुरू ठेवला आणि अधिक प्रगत व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोप विकसित करण्यास सुरुवात केली. दुर्बिणीच्या सर्जिकल मायक्रोस्कोपच्या तुलनेत, ज्यांना ही अपरिवर्तित कार्यपद्धती राखण्यासाठी दीर्घ कालावधी लागतो, ते सहजपणे शारीरिक आणि मानसिक थकवा आणू शकते. व्हिडिओ प्रकारचे सर्जिकल मायक्रोस्कोप मॉनिटरवर मोठे केलेले प्रतिमेचे प्रोजेक्ट करते, सर्जनची दीर्घकाळ खराब स्थिती टाळते. व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोप डॉक्टरांना एकाच स्थितीतून मुक्त करतात, ज्यामुळे त्यांना हाय-डेफिनिशन स्क्रीनद्वारे शारीरिक ठिकाणी काम करण्याची परवानगी मिळते.

अलिकडच्या वर्षांत, कृत्रिम बुद्धिमत्ता तंत्रज्ञानाच्या जलद प्रगतीसह, सर्जिकल मायक्रोस्कोप हळूहळू बुद्धिमान बनले आहेत आणि व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोप बाजारात मुख्य प्रवाहातील उत्पादने बनले आहेत. सध्याचे व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोप स्वयंचलित प्रतिमा ओळख, विभाजन आणि विश्लेषण साध्य करण्यासाठी संगणक दृष्टी आणि सखोल शिक्षण तंत्रज्ञानाचे संयोजन करते. शस्त्रक्रियेच्या प्रक्रियेदरम्यान, बुद्धिमान व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोप डॉक्टरांना रोगग्रस्त ऊतींचे जलद स्थान निश्चित करण्यात आणि शस्त्रक्रियेची अचूकता सुधारण्यास मदत करू शकतात.

दुर्बिणी सूक्ष्मदर्शकांपासून ते व्हिडिओ आधारित सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांपर्यंतच्या विकास प्रक्रियेत, शस्त्रक्रियेमध्ये अचूकता, कार्यक्षमता आणि सुरक्षिततेच्या आवश्यकता दिवसेंदिवस वाढत आहेत हे शोधणे कठीण नाही. सध्या, सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांच्या ऑप्टिकल इमेजिंगची मागणी केवळ पॅथॉलॉजिकल भागांचे मॅग्निफिकेशन करण्यापुरती मर्यादित नाही, तर ती वाढत्या प्रमाणात वैविध्यपूर्ण आणि कार्यक्षम होत आहे. क्लिनिकल मेडिसिनमध्ये, ऑगमेंटेड रिअॅलिटीसह एकत्रित केलेल्या फ्लोरोसेन्स मॉड्यूलद्वारे न्यूरोलॉजिकल आणि स्पाइनल सर्जरीमध्ये सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. एआर नेव्हिगेशन सिस्टम जटिल स्पाइनल कीहोल शस्त्रक्रिया सुलभ करू शकते आणि फ्लोरोसेंट एजंट डॉक्टरांना मेंदूच्या ट्यूमर पूर्णपणे काढून टाकण्यासाठी मार्गदर्शन करू शकतात. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी इमेज क्लासिफिकेशन अल्गोरिदमसह एकत्रित केलेल्या हायपरस्पेक्ट्रल सर्जिकल मायक्रोस्कोपचा वापर करून व्होकल कॉर्ड पॉलीप्स आणि ल्युकोप्लाकियाचे स्वयंचलित शोध यशस्वीरित्या साध्य केले आहे. व्हिडिओ सर्जिकल सूक्ष्मदर्शकांचा वापर फ्लोरोसेन्स इमेजिंग, मल्टीस्पेक्ट्रल इमेजिंग आणि इंटेलिजेंट इमेज प्रोसेसिंग तंत्रज्ञानासह एकत्रित करून थायरॉइडएक्टॉमी, रेटिनल सर्जरी आणि लिम्फॅटिक सर्जरीसारख्या विविध सर्जिकल क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर केला गेला आहे.

दुर्बिणीच्या सर्जिकल मायक्रोस्कोपच्या तुलनेत, व्हिडिओ मायक्रोस्कोप बहु-वापरकर्ता व्हिडिओ शेअरिंग, हाय-डेफिनिशन सर्जिकल प्रतिमा प्रदान करू शकतात आणि अधिक अर्गोनॉमिक आहेत, ज्यामुळे डॉक्टरांचा थकवा कमी होतो. ऑप्टिकल इमेजिंग, डिजिटायझेशन आणि बुद्धिमत्तेच्या विकासामुळे सर्जिकल मायक्रोस्कोप ऑप्टिकल सिस्टमची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे आणि रिअल-टाइम डायनॅमिक इमेजिंग, ऑगमेंटेड रिअॅलिटी आणि इतर तंत्रज्ञानामुळे व्हिडिओ आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोपची कार्ये आणि मॉड्यूल मोठ्या प्रमाणात वाढले आहेत.

भविष्यातील व्हिडिओ-आधारित सर्जिकल मायक्रोस्कोपचे ऑप्टिकल इमेजिंग अधिक अचूक, कार्यक्षम आणि बुद्धिमान असेल, ज्यामुळे डॉक्टरांना शस्त्रक्रिया ऑपरेशन्सचे चांगले मार्गदर्शन करण्यासाठी अधिक व्यापक, तपशीलवार आणि त्रिमितीय रुग्ण माहिती मिळेल. दरम्यान, तंत्रज्ञानाच्या सतत प्रगतीसह आणि अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या विस्तारासह, ही प्रणाली अधिक क्षेत्रांमध्ये देखील लागू आणि विकसित केली जाईल.