Polacy chcą opracować w pełni cyfrowy, stereoskopowy mikroskop. Technologia obrazowania 3D już teraz może pomóc lekarzom w skomplikowanych operacjach

Przyszłość precyzyjnej chirurgii należy do w pełni cyfrowych mikroskopów operacyjnych i zrobotyzowanych operacji. Zanim jednak roboty przejmą skalpele, operacje okulistyczne czy neurologiczne już teraz mogą być szybsze, bezpieczniejsze i wygodniejsze dla lekarzy. Wszystko dzięki opracowanym przez polskich naukowców przystawkom cyfrowym, dzięki którym obraz z mikroskopu może być wyświetlany na monitorze.

– Projekt D-ReS, to skrót od digital retinal surgery, ma ułatwić pracę chirurgom, a w szczególności okulistom wykonującym operacje oka. Takie operacje robi się pod mikroskopem i najczęściej jest tak, że chirurg okulista przez wiele godzin siedzi pochylony nad mikroskopem i przez parę okularów ogląda wnętrze oka. Nasze rozwiązanie zamiast patrzeć w okulary mikroskopu, pozwala patrzeć na bardzo duży, trójwymiarowy ekran i wyświetlający to, co widzi mikroskop – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje dr hab. Piotr Wasylczyk, adiunkt na wydziale fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

Jedną z pierwszych placówek medycznych na świecie, która zdecydowała się na skorzystanie ze sprzętu łączącego w sobie funkcjonalność mikroskopu operacyjnego i technologię obrazowania w jakości 4K i 3D był Oddział Neurochirurgii w Icahn School of Medicine na górze Synaj. Korzysta on z mikroskopu ZEISS KINEVO 900, który stanowi sterowany chirurgicznie, zrobotyzowany system wizualizacji. Informacje optyczne, nawigacyjne i symulacyjne są w nim przesyłane do okularu mikroskopu i wyświetlane na dużych monitorach na sali operacyjnej, zapewniając tym samym szczegółową perspektywę dla personelu sali operacyjnej, w tym współpracowników, asystentów chirurgów i lekarzy, którzy mogą zobaczyć obrazy o wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym. Okulary 3D zapewniają natomiast jeszcze lepszą wizualizację neuroanatomii.

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego chcą rozwijać swoją technologię w kierunku opracowania stereoskopowego mikroskopu.

– To, co my oferujemy teraz, to jest przystawka do istniejących mikroskopów, to tylko pierwszy krok do tego, żeby od nowa opracować cały mikroskop stereoskopowy, całkowicie cyfrowy. Oznacza to usunięcie ciężkiego mikroskopu tradycyjnego z przystawką cyfrową i zastąpienie go małym, lekkim mikroskopem, który od początku jest już zaprojektowany do używania tylko i wyłącznie z takim obrazowaniem cyfrowym, trójwymiarowym – zapowiada dr Piotr Wasylczyk.

Przy przeprowadzaniu precyzyjnych operacji z użyciem mikroskopu, np. na tkance mózgowej, projekcja na dużym ekranie w czasie rzeczywistym, pozwala nałożyć na obraz dodatkowe źródła informacji spoza mikroskopu. Taka rozszerzona rzeczywistość może obejmować np. nawigację ostrzegającą chirurga o miejscach, które należy omijać podczas operacji. Dodatkowymi informacjami wyświetlanymi na ekranie mogą też być aktualne pomiary funkcji życiowych.

– Zwykle jest tak, że tylko chirurg i asystent widzą obraz pod mikroskopem, a w taki sposób jak my proponujemy, będzie można pokazać go stu osobom na sali wykładowej albo transmitować go w trzech wymiarach za ocean i tam inny chirurg będzie mógł np. podpowiedzieć coś, co zrobić inaczej albo jak jakąś procedurę wykonać najlepiej – wyjaśnia dr hab. Piotr Wasylczyk.

Technologicznie, tego typu rozwiązania w dużej mierze opierają się na znanych urządzeniach, które znajdują się w niemal każdym domu, nadając im jednak zupełnie nową funkcjonalność.

– Używamy kamer filmowych i telewizorów 3D, takich które jeszcze niedawno można było kupić w sklepie i mieć w domu. My takie technologie składamy i właściwie nie odkrywamy tu nic nowego, po prostu mamy ciekawy pomysł na to, jak je do czegoś pożytecznego wykorzystać – przekonuje dr Piotr Wasylczyk.

Tego typu technologia jest stosowana przede wszystkim w okulistyce i neurologii, jednak inne dziedziny medycyny także mogą z niej korzystać.

– Liczę na bardzo duży rynek stomatologiczny, gdzie endodoncja pod mikroskopem już staje się standardem. Urządzenie sprawdzi się właściwie wszędzie tam, gdzie potrzebna jest mikroskopia stereoskopowa, czyli u  biologów w laboratoriach badawczych, pewnie też inżynierów którzy pracują pod mikroskopem. Polecamy ją właściwie każdemu użytkownikowi mikroskopii stereoskopowej – wymienia ekspert.

Z raportu opublikowanego przez Market Research Engine wynika, że światowy rynek mikroskopów chirurgicznych powinien do 2023 roku przekroczyć wartość 9 mld dol przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 10 proc.