વિડીયો આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપમાં ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગનો વિકાસ

દવાના ક્ષેત્રમાં, શસ્ત્રક્રિયા નિઃશંકપણે મોટાભાગના રોગોની સારવારનું મુખ્ય માધ્યમ છે, ખાસ કરીને કેન્સરની પ્રારંભિક સારવારમાં તે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. સર્જનની શસ્ત્રક્રિયાની સફળતાની ચાવી ડિસેક્શન પછી પેથોલોજીકલ વિભાગના સ્પષ્ટ વિઝ્યુલાઇઝેશનમાં રહેલી છે.સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપત્રિ-પરિમાણીયતા, ઉચ્ચ વ્યાખ્યા અને ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશનની મજબૂત સમજને કારણે તબીબી શસ્ત્રક્રિયામાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, પેથોલોજીકલ ભાગની શરીરરચનાત્મક રચના જટિલ અને જટિલ છે, અને તેમાંથી મોટાભાગના મહત્વપૂર્ણ અંગ પેશીઓને અડીને છે. મિલિમીટરથી માઇક્રોમીટર રચનાઓ માનવ આંખ દ્વારા જોઈ શકાય તેવી શ્રેણી કરતાં ઘણી વધારે છે. વધુમાં, માનવ શરીરમાં વેસ્ક્યુલર પેશીઓ સાંકડી અને ભીડવાળી છે, અને પ્રકાશ અપૂરતો છે. કોઈપણ નાનું વિચલન દર્દીને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, સર્જિકલ અસરને અસર કરી શકે છે અને જીવનને પણ જોખમમાં મૂકી શકે છે. તેથી, સંશોધન અને વિકાસસંચાલનમાઇક્રોસ્કોપપૂરતા પ્રમાણમાં વિસ્તૃતીકરણ અને સ્પષ્ટ દ્રશ્ય છબીઓ સાથેનો વિષય એ એક એવો વિષય છે જેનો સંશોધકો ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

હાલમાં, છબી અને વિડિઓ, માહિતી પ્રસારણ અને ફોટોગ્રાફિક રેકોર્ડિંગ જેવી ડિજિટલ તકનીકો નવા ફાયદાઓ સાથે માઇક્રોસર્જરીના ક્ષેત્રમાં પ્રવેશી રહી છે. આ તકનીકો ફક્ત માનવ જીવનશૈલી પર ઊંડો પ્રભાવ પાડી રહી નથી, પરંતુ ધીમે ધીમે માઇક્રોસર્જરીના ક્ષેત્રમાં પણ એકીકૃત થઈ રહી છે. હાઇ ડેફિનેશન ડિસ્પ્લે, કેમેરા, વગેરે સર્જિકલ ચોકસાઈ માટેની વર્તમાન આવશ્યકતાઓને અસરકારક રીતે પૂર્ણ કરી શકે છે. CCD, CMOS અને અન્ય છબી સેન્સર્સ સાથેની વિડિઓ સિસ્ટમ્સ ધીમે ધીમે સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ પર લાગુ કરવામાં આવી છે. વિડીયો સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપડોકટરો માટે સંચાલન કરવા માટે ખૂબ જ લવચીક અને અનુકૂળ છે. નેવિગેશન સિસ્ટમ, 3D ડિસ્પ્લે, હાઇ-ડેફિનેશન ઇમેજ ગુણવત્તા, ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી (AR), વગેરે જેવી અદ્યતન તકનીકોનો પરિચય, જે સર્જિકલ પ્રક્રિયા દરમિયાન બહુવિધ વ્યક્તિના દૃશ્ય શેરિંગને સક્ષમ બનાવે છે, ડોકટરોને ઇન્ટ્રાઓપરેટિવ ઓપરેશન્સને વધુ સારી રીતે કરવામાં મદદ કરે છે.

માઈક્રોસ્કોપ ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ એ માઈક્રોસ્કોપ ઇમેજિંગ ગુણવત્તાનું મુખ્ય નિર્ણાયક છે. વિડીયો સર્જીકલ માઇક્રોસ્કોપના ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગમાં અનન્ય ડિઝાઇન સુવિધાઓ છે, જેમાં ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન, ઉચ્ચ કોન્ટ્રાસ્ટ CMOS અથવા CCD સેન્સર જેવી અદ્યતન ઓપ્ટિકલ ઘટકો અને ઇમેજિંગ તકનીકો તેમજ ઓપ્ટિકલ ઝૂમ અને ઓપ્ટિકલ વળતર જેવી મુખ્ય તકનીકોનો ઉપયોગ થાય છે. આ તકનીકો અસરકારક રીતે માઇક્રોસ્કોપની ઇમેજિંગ સ્પષ્ટતા અને ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે, જે સર્જિકલ ઓપરેશન માટે સારી દ્રશ્ય ખાતરી પૂરી પાડે છે. વધુમાં, ડિજિટલ પ્રોસેસિંગ સાથે ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ તકનીકને જોડીને, રીઅલ-ટાઇમ ડાયનેમિક ઇમેજિંગ અને 3D પુનર્નિર્માણ પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું છે, જે સર્જનોને વધુ સાહજિક દ્રશ્ય અનુભવ પ્રદાન કરે છે. વિડીયો સર્જીકલ માઇક્રોસ્કોપની ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ ગુણવત્તાને વધુ સુધારવા માટે, સંશોધકો સતત નવી ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ પદ્ધતિઓ, જેમ કે ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ, ધ્રુવીકરણ ઇમેજિંગ, મલ્ટિસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ, વગેરેનું અન્વેષણ કરી રહ્યા છે, જેથી માઇક્રોસ્કોપના ઇમેજિંગ રિઝોલ્યુશન અને ઊંડાઈને વધારી શકાય; છબી સ્પષ્ટતા અને કોન્ટ્રાસ્ટ વધારવા માટે ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ ડેટાના પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ માટે કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ.

શરૂઆતની સર્જિકલ પ્રક્રિયાઓમાં,બાયનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપમુખ્યત્વે સહાયક સાધનો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા હતા. બાયનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપ એ એક સાધન છે જે સ્ટીરિયોસ્કોપિક દ્રષ્ટિ પ્રાપ્ત કરવા માટે પ્રિઝમ અને લેન્સનો ઉપયોગ કરે છે. તે ઊંડાણની ધારણા અને સ્ટીરિયોસ્કોપિક દ્રષ્ટિ પ્રદાન કરી શકે છે જે મોનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપમાં નથી. 20મી સદીના મધ્યમાં, વોન ઝેહેન્ડરે તબીબી આંખની તપાસમાં બાયનોક્યુલર મેગ્નિફાઇંગ ચશ્માનો ઉપયોગ કરવાની પહેલ કરી. ત્યારબાદ, ઝીસએ 25 સે.મી.ના કાર્યકારી અંતર સાથે બાયનોક્યુલર મેગ્નિફાઇંગ ગ્લાસ રજૂ કર્યો, જેનાથી આધુનિક માઇક્રોસર્જરીના વિકાસનો પાયો નાખ્યો. બાયનોક્યુલર સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપના ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગના સંદર્ભમાં, પ્રારંભિક બાયનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપનું કાર્યકારી અંતર 75 મીમી હતું. તબીબી સાધનોના વિકાસ અને નવીનતા સાથે, પ્રથમ સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ OPMI1 રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, અને કાર્યકારી અંતર 405 મીમી સુધી પહોંચી શકે છે. મેગ્નિફિકેશન પણ સતત વધી રહ્યું છે, અને મેગ્નિફિકેશન વિકલ્પો સતત વધી રહ્યા છે. બાયનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપની સતત પ્રગતિ સાથે, તેમના ફાયદા જેમ કે આબેહૂબ સ્ટીરિયોસ્કોપિક અસર, ઉચ્ચ સ્પષ્ટતા અને લાંબા કાર્યકારી અંતરે બાયનોક્યુલર સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કર્યો છે. જોકે, તેના મોટા કદ અને નાની ઊંડાઈની મર્યાદાને અવગણી શકાય નહીં, અને તબીબી કર્મચારીઓને શસ્ત્રક્રિયા દરમિયાન વારંવાર માપાંકન અને ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની જરૂર પડે છે, જે ઓપરેશનની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે. વધુમાં, જે સર્જનો લાંબા સમય સુધી દ્રશ્ય સાધન નિરીક્ષણ અને ઓપરેશન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે તેઓ માત્ર તેમના શારીરિક ભારમાં વધારો કરતા નથી, પરંતુ એર્ગોનોમિક સિદ્ધાંતોનું પાલન પણ કરતા નથી. દર્દીઓ પર સર્જિકલ તપાસ કરવા માટે ડોકટરોએ એક નિશ્ચિત મુદ્રા જાળવવાની જરૂર છે, અને મેન્યુઅલ ગોઠવણો પણ જરૂરી છે, જે અમુક અંશે સર્જિકલ ઓપરેશનની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે.

૧૯૯૦ ના દાયકા પછી, કેમેરા સિસ્ટમ્સ અને ઇમેજ સેન્સર ધીમે ધીમે સર્જિકલ પ્રેક્ટિસમાં એકીકૃત થવા લાગ્યા, જે નોંધપાત્ર એપ્લિકેશન ક્ષમતા દર્શાવે છે. ૧૯૯૧ માં, બર્સીએ નવીન રીતે સર્જિકલ વિસ્તારોને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવા માટે એક વિડિઓ સિસ્ટમ વિકસાવી, જેમાં ૧૫૦-૫૦૦ મીમીની એડજસ્ટેબલ વર્કિંગ ડિસ્ટન્સ રેન્જ અને ૧૫-૨૫ મીમી સુધીની અવલોકનક્ષમ ઑબ્જેક્ટ વ્યાસ હતી, જ્યારે ૧૦-૨૦ મીમી વચ્ચે ક્ષેત્રની ઊંડાઈ જાળવી રાખવામાં આવી હતી. તે સમયે લેન્સ અને કેમેરાના ઊંચા જાળવણી ખર્ચે ઘણી હોસ્પિટલોમાં આ ટેકનોલોજીના વ્યાપક ઉપયોગને મર્યાદિત કર્યો હોવા છતાં, સંશોધકોએ તકનીકી નવીનતાને અનુસરવાનું ચાલુ રાખ્યું અને વધુ અદ્યતન વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું. બાયનોક્યુલર સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપની તુલનામાં, જેને આ અપરિવર્તિત કાર્યકારી સ્થિતિ જાળવવા માટે લાંબા સમયની જરૂર પડે છે, તે સરળતાથી શારીરિક અને માનસિક થાક તરફ દોરી શકે છે. વિડિઓ પ્રકારનું સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ મોનિટર પર વિસ્તૃત છબીને પ્રોજેક્ટ કરે છે, સર્જનની લાંબા સમય સુધી નબળી મુદ્રાને ટાળે છે. વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ ડોકટરોને એક જ મુદ્રામાંથી મુક્ત કરે છે, જેનાથી તેઓ હાઇ-ડેફિનેશન સ્ક્રીન દ્વારા એનાટોમિકલ સાઇટ્સ પર કામ કરી શકે છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તા ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ ધીમે ધીમે બુદ્ધિશાળી બન્યા છે, અને વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ બજારમાં મુખ્ય પ્રવાહના ઉત્પાદનો બની ગયા છે. વર્તમાન વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ ઓટોમેટેડ ઇમેજ ઓળખ, વિભાજન અને વિશ્લેષણ પ્રાપ્ત કરવા માટે કમ્પ્યુટર વિઝન અને ડીપ લર્નિંગ ટેકનોલોજીને જોડે છે. સર્જિકલ પ્રક્રિયા દરમિયાન, બુદ્ધિશાળી વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ ડોકટરોને રોગગ્રસ્ત પેશીઓને ઝડપથી શોધવામાં અને સર્જિકલ ચોકસાઈ સુધારવામાં મદદ કરી શકે છે.

બાયનોક્યુલર માઇક્રોસ્કોપથી લઈને વિડીયો આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ સુધીના વિકાસ પ્રક્રિયામાં, એ શોધવું મુશ્કેલ નથી કે સર્જરીમાં ચોકસાઈ, કાર્યક્ષમતા અને સલામતી માટેની આવશ્યકતાઓ દિવસેને દિવસે વધી રહી છે. હાલમાં, સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપની ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગની માંગ ફક્ત પેથોલોજીકલ ભાગોને વિસ્તૃત કરવા સુધી મર્યાદિત નથી, પરંતુ વધુને વધુ વૈવિધ્યસભર અને કાર્યક્ષમ બની રહી છે. ક્લિનિકલ મેડિસિનમાં, સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ ન્યુરોલોજીકલ અને સ્પાઇનલ સર્જરીમાં ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી સાથે સંકલિત ફ્લોરોસેન્સ મોડ્યુલ્સ દ્વારા વ્યાપકપણે થાય છે. AR નેવિગેશન સિસ્ટમ જટિલ સ્પાઇનલ કીહોલ સર્જરીને સરળ બનાવી શકે છે, અને ફ્લોરોસેન્ટ એજન્ટો ડોકટરોને મગજની ગાંઠોને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે માર્ગદર્શન આપી શકે છે. વધુમાં, સંશોધકોએ ઇમેજ વર્ગીકરણ અલ્ગોરિધમ્સ સાથે જોડાયેલા હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને વોકલ કોર્ડ પોલિપ્સ અને લ્યુકોપ્લાકિયાનું સ્વચાલિત શોધ સફળતાપૂર્વક પ્રાપ્ત કરી છે. ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ, મલ્ટિસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ અને બુદ્ધિશાળી ઇમેજ પ્રોસેસિંગ તકનીકો સાથે સંયોજન કરીને વિડીયો સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાઇરોઇડેક્ટોમી, રેટિના સર્જરી અને લસિકા સર્જરી જેવા વિવિધ સર્જિકલ ક્ષેત્રોમાં ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ, મલ્ટિસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ અને બુદ્ધિશાળી ઇમેજ પ્રોસેસિંગ તકનીકો સાથે સંયોજન કરીને કરવામાં આવ્યો છે.

બાયનોક્યુલર સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપની તુલનામાં, વિડિઓ માઇક્રોસ્કોપ મલ્ટિ-યુઝર વિડિઓ શેરિંગ, હાઇ-ડેફિનેશન સર્જિકલ છબીઓ પ્રદાન કરી શકે છે, અને વધુ અર્ગનોમિક છે, જે ડૉક્ટરનો થાક ઘટાડે છે. ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ, ડિજિટાઇઝેશન અને ઇન્ટેલિજન્સનો વિકાસ સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સના પ્રદર્શનમાં ઘણો સુધારો કર્યો છે, અને રીઅલ-ટાઇમ ડાયનેમિક ઇમેજિંગ, ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી અને અન્ય તકનીકોએ વિડિઓ આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપના કાર્યો અને મોડ્યુલોને મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કર્યા છે.

ભવિષ્યના વિડીયો આધારિત સર્જિકલ માઇક્રોસ્કોપનું ઓપ્ટિકલ ઇમેજિંગ વધુ ચોક્કસ, કાર્યક્ષમ અને બુદ્ધિશાળી હશે, જે ડોકટરોને સર્જિકલ કામગીરીને વધુ સારી રીતે માર્ગદર્શન આપવા માટે વધુ વ્યાપક, વિગતવાર અને ત્રિ-પરિમાણીય દર્દી માહિતી પ્રદાન કરશે. દરમિયાન, ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ અને એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોના વિસ્તરણ સાથે, આ સિસ્ટમ વધુ ક્ષેત્રોમાં પણ લાગુ અને વિકસિત થશે.