ความก้าวหน้าของการประยุกต์ใช้เอ็กโซสโคปในการผ่าตัดระบบประสาท

 

การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและเครื่องมือส่องตรวจระบบประสาท (neuroendoscopes) ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของขั้นตอนการผ่าตัดระบบประสาทอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคุณลักษณะบางประการของตัวอุปกรณ์เอง จึงยังคงมีข้อจำกัดบางประการในการใช้งานทางคลินิก เมื่อพิจารณาถึงข้อบกพร่องของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการถ่ายภาพดิจิทัล การเชื่อมต่อเครือข่าย Wi-Fi เทคโนโลยีหน้าจอ และเทคโนโลยีทางแสง ทำให้ระบบเอ็กโซสโคปเกิดขึ้นมาเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและเอ็กโซสโคปสำหรับตรวจระบบประสาท เอ็กโซสโคปมีคุณภาพของภาพและขอบเขตการมองเห็นในการผ่าตัดที่เหนือกว่า ท่าทางการใช้งานที่เหมาะสมกว่า ประสิทธิภาพในการสอน และการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และประสิทธิภาพในการใช้งานก็คล้ายคลึงกับกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกล้อง ในปัจจุบัน วรรณกรรมส่วนใหญ่รายงานถึงความแตกต่างระหว่างเอ็กโซสโคปและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในด้านเทคนิคและอุปกรณ์ เช่น ความชัดลึก ขอบเขตการมองเห็น ระยะโฟกัส และการใช้งาน โดยขาดบทสรุปและการวิเคราะห์เกี่ยวกับการใช้งานเฉพาะและผลลัพธ์การผ่าตัดของเอ็กโซสโคปในศัลยกรรมประสาท ดังนั้น เราจึงสรุปการใช้งานเอ็กโซสโคปในศัลยกรรมประสาทในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิเคราะห์ข้อดีและข้อจำกัดในการปฏิบัติทางคลินิก และเสนอข้อมูลอ้างอิงสำหรับการใช้งานทางคลินิก

ประวัติและการพัฒนาของเอ็กโซสโคป

กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีคุณสมบัติเด่นด้านความสว่างสูง ความละเอียดของภาพดีเยี่ยม และภาพสามมิติ ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถสังเกตโครงสร้างเนื้อเยื่อประสาทและหลอดเลือดที่อยู่ลึกภายในบริเวณผ่าตัดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และเพิ่มความแม่นยำในการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ อย่างไรก็ตาม ความลึกของภาพ (depth of field) ของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดนั้นค่อนข้างจำกัดกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดการมองเห็นผ่านกล้องส่องตรวจนั้นตื้นและแคบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กำลังขยายสูง ศัลยแพทย์ต้องปรับโฟกัสและมุมของบริเวณเป้าหมายซ้ำๆ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อจังหวะการผ่าตัด ในทางกลับกัน ศัลยแพทย์ต้องสังเกตและทำการผ่าตัดผ่านเลนส์ตาของกล้องจุลทรรศน์ ทำให้ศัลยแพทย์ต้องรักษาสภาพท่าทางคงที่เป็นเวลานาน ซึ่งอาจทำให้เกิดความเหนื่อยล้าได้ง่าย ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา การผ่าตัดแบบแผลเล็กได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และระบบส่องกล้องตรวจระบบประสาทได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผ่าตัดระบบประสาท เนื่องจากภาพที่มีคุณภาพสูง ผลลัพธ์ทางคลินิกที่ดีกว่า และความพึงพอใจของผู้ป่วยที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากช่องทางที่แคบของการส่องกล้องและการมีโครงสร้างหลอดเลือดและเส้นประสาทที่สำคัญอยู่ใกล้ช่องทาง ประกอบกับลักษณะเฉพาะของการผ่าตัดกะโหลกศีรษะ เช่น ความไม่สามารถขยายหรือหดโพรงกะโหลกได้ การส่องกล้องตรวจระบบประสาทจึงส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผ่าตัดฐานกะโหลกและผ่าตัดโพรงสมองผ่านทางจมูกและปากเท่านั้น

ด้วยข้อจำกัดของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องส่องตรวจระบบประสาท ประกอบกับความก้าวหน้าในด้านการถ่ายภาพดิจิทัล การเชื่อมต่อเครือข่าย WiFi เทคโนโลยีหน้าจอ และเทคโนโลยีทางแสง ระบบกระจกภายนอกจึงได้เกิดขึ้นมาเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องส่องตรวจระบบประสาท เช่นเดียวกับกล้องส่องตรวจระบบประสาท ระบบกระจกภายนอกมักประกอบด้วยกระจกมองไกล แหล่งกำเนิดแสง กล้องความละเอียดสูง จอแสดงผล และโครงยึด โครงสร้างหลักที่แตกต่างระหว่างกระจกภายนอกกับกล้องส่องตรวจระบบประสาทคือ กระจกมองไกลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 มม. และความยาวประมาณ 140 มม. เลนส์ของกระจกจะทำมุม 0° หรือ 90° กับแกนยาวของตัวกระจก โดยมีช่วงความยาวโฟกัส 250-750 มม. และความชัดลึก 35-100 มม. ความยาวโฟกัสที่ยาวและความชัดลึกที่มากเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบกระจกภายนอกเหนือกว่ากล้องส่องตรวจระบบประสาท

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ได้ส่งเสริมการพัฒนาของกระจกภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเกิดขึ้นของกระจกภายนอกแบบ 3 มิติ รวมถึงกระจกภายนอกแบบ 3 มิติ 4K ความละเอียดสูงพิเศษรุ่นล่าสุด ระบบกระจกภายนอกได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องทุกปี ในด้านซอฟต์แวร์ ระบบกระจกภายนอกสามารถแสดงภาพบริเวณผ่าตัดโดยการบูรณาการภาพถ่าย MRI ก่อนผ่าตัด การนำทางระหว่างผ่าตัด และข้อมูลอื่นๆ ซึ่งช่วยให้แพทย์ทำการผ่าตัดได้อย่างแม่นยำและปลอดภัย ในด้านฮาร์ดแวร์ กระจกภายนอกสามารถบูรณาการตัวกรอง 5-aminolevulinic acid และ indocyanine สำหรับการตรวจหลอดเลือด แขนลม ด้ามจับปรับได้ เอาต์พุตหลายหน้าจอ ระยะโฟกัสที่ยาวขึ้น และกำลังขยายที่มากขึ้น จึงทำให้ได้ภาพที่ดีขึ้นและประสบการณ์การใช้งานที่ดีขึ้น

การเปรียบเทียบระหว่างกล้องจุลทรรศน์ภายนอกและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด

ระบบกระจกภายนอกเป็นการผสมผสานคุณสมบัติภายนอกของกล้องเอนโดสโคปประสาทเข้ากับคุณภาพของภาพของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด โดยเสริมจุดแข็งและจุดอ่อนของกันและกัน และเติมเต็มช่องว่างระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องเอนโดสโคปประสาท กระจกภายนอกมีลักษณะของความชัดลึกและมุมมองภาพกว้าง (เส้นผ่านศูนย์กลางของบริเวณผ่าตัด 50-150 มม. ความชัดลึก 35-100 มม.) ซึ่งให้เงื่อนไขที่สะดวกอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดลึกภายใต้กำลังขยายสูง ในทางกลับกัน ระยะโฟกัสของกระจกภายนอกสามารถเข้าถึง 250-750 มม. ซึ่งให้ระยะการทำงานที่ยาวขึ้นและอำนวยความสะดวกในการผ่าตัด [7] เกี่ยวกับการมองเห็นของกระจกภายนอก Ricciardi และคณะพบจากการเปรียบเทียบระหว่างกระจกภายนอกและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดว่ากระจกภายนอกมีคุณภาพของภาพ กำลังแสง และผลการขยายภาพที่เทียบเคียงได้กับกล้องจุลทรรศน์ กระจกภายนอกยังสามารถสลับมุมมองจากระดับจุลภาคไปสู่ระดับมหภาคได้อย่างรวดเร็ว แต่เมื่อช่องทางการผ่าตัด "แคบที่ด้านบนและกว้างที่ด้านล่าง" หรือถูกกีดขวางโดยโครงสร้างเนื้อเยื่ออื่นๆ ขอบเขตการมองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์มักจะถูกจำกัด ข้อดีของระบบกระจกภายนอกคือสามารถทำการผ่าตัดในท่าทางที่ถูกต้องตามหลักสรีรศาสตร์มากขึ้น ลดเวลาที่ใช้ในการมองดูบริเวณผ่าตัดผ่านเลนส์ตาของกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งจะช่วยลดความเหนื่อยล้าของแพทย์ ระบบกระจกภายนอกให้ภาพผ่าตัด 3 มิติคุณภาพเดียวกันแก่ผู้เข้าร่วมการผ่าตัดทุกคนในระหว่างกระบวนการผ่าตัด กล้องจุลทรรศน์ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานได้ถึงสองคนทำการผ่าตัดผ่านเลนส์ตา ในขณะที่กระจกภายนอกสามารถแบ่งปันภาพเดียวกันแบบเรียลไทม์ ทำให้ศัลยแพทย์หลายคนสามารถทำการผ่าตัดพร้อมกันได้ และเพิ่มประสิทธิภาพการผ่าตัดโดยการแบ่งปันข้อมูลกับบุคลากรทั้งหมด ในขณะเดียวกัน ระบบกระจกภายนอกจะไม่รบกวนการสื่อสารระหว่างกันของทีมผ่าตัด ทำให้บุคลากรผ่าตัดทุกคนสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการผ่าตัดได้

เอ็กโซสโคปในการผ่าตัดระบบประสาท

Gonen และคณะ รายงานกรณีการผ่าตัดเนื้องอกสมองด้วยกล้องเอนโดสโคป 56 ราย โดยพบภาวะแทรกซ้อนเพียง 1 ราย (เลือดออกในบริเวณผ่าตัด) ในช่วงระยะเวลาผ่าตัด คิดเป็นอัตราการเกิดเพียง 1.8% Rotermund และคณะ รายงานกรณีการผ่าตัดเนื้องอกต่อมใต้สมองผ่านทางจมูกและโพรงไซนัส 239 ราย และพบว่าการผ่าตัดด้วยกล้องเอนโดสโคปไม่ก่อให้เกิดภาวะแทรกซ้อนร้ายแรง นอกจากนี้ ยังไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเรื่องเวลาผ่าตัด ภาวะแทรกซ้อน หรือขอบเขตการตัดเนื้องอกระหว่างการผ่าตัดด้วยกล้องเอนโดสโคปและการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ Chen และคณะ รายงานว่ามีการผ่าตัดเนื้องอก 81 ราย ผ่านทางช่องไซนัสหลังไซนัสซิกมอยด์ ในแง่ของเวลาผ่าตัด ขอบเขตการตัดเนื้องอก การทำงานของระบบประสาทหลังผ่าตัด การได้ยิน ฯลฯ การผ่าตัดด้วยกล้องเอนโดสโคปมีความคล้ายคลึงกับการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ เมื่อเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของเทคนิคการผ่าตัดทั้งสองแบบ กระจกภายนอกนั้นเทียบเท่าหรือเหนือกว่ากล้องจุลทรรศน์ในแง่ของคุณภาพภาพวิดีโอ ขอบเขตการมองเห็นในการผ่าตัด การใช้งาน หลักการทางสรีรศาสตร์ และการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัด ในขณะที่การรับรู้ความลึกนั้นอยู่ในระดับเทียบเท่าหรือด้อยกว่ากล้องจุลทรรศน์

เอ็กโซสโคปในการสอนศัลยกรรมประสาท

ข้อดีหลักประการหนึ่งของกระจกภายนอกคือ ช่วยให้บุคลากรทางการแพทย์ทุกคนสามารถมองเห็นภาพสามมิติคุณภาพสูงเดียวกัน ทำให้บุคลากรทางการแพทย์ทุกคนมีส่วนร่วมในกระบวนการผ่าตัดมากขึ้น สื่อสารและส่งต่อข้อมูลการผ่าตัดได้ง่ายขึ้น อำนวยความสะดวกในการสอนและแนะนำการผ่าตัด เพิ่มการมีส่วนร่วมในการสอน และปรับปรุงประสิทธิผลของการสอน งานวิจัยพบว่า เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดแล้ว เส้นโค้งการเรียนรู้ของกระจกภายนอกนั้นสั้นกว่า ในการฝึกอบรมในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับการเย็บแผล เมื่อนักศึกษาและแพทย์ประจำบ้านได้รับการฝึกอบรมทั้งการใช้กล้องเอนโดสโคปและกล้องจุลทรรศน์ นักศึกษาส่วนใหญ่พบว่าการใช้งานกล้องเอนโดสโคปนั้นง่ายกว่า ในการสอนการผ่าตัดความผิดปกติของกะโหลกศีรษะและลำคอ นักศึกษาทุกคนได้สังเกตโครงสร้างทางกายวิภาคสามมิติผ่านแว่นตาสามมิติ ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับกายวิภาคของความผิดปกติของกะโหลกศีรษะและลำคอ เพิ่มความกระตือรือร้นในการผ่าตัด และลดระยะเวลาการฝึกอบรมลง

ลุค

แม้ว่าระบบกระจกภายนอกจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการใช้งานเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์และกล้องส่องตรวจระบบประสาท แต่ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่ ข้อเสียที่สำคัญที่สุดของกระจกภายนอกแบบ 2 มิติในยุคแรกคือการขาดการมองเห็นแบบสามมิติในการขยายโครงสร้างที่อยู่ลึก ซึ่งส่งผลกระทบต่อการผ่าตัดและการตัดสินใจของศัลยแพทย์ กระจกภายนอกแบบ 3 มิติรุ่นใหม่ได้ปรับปรุงปัญหาการขาดการมองเห็นแบบสามมิติแล้ว แต่ในบางกรณี การสวมแว่นตาโพลาไรซ์เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดความไม่สบาย เช่น ปวดศีรษะและคลื่นไส้สำหรับศัลยแพทย์ ซึ่งเป็นจุดสนใจของการพัฒนาทางเทคนิคในขั้นตอนต่อไป นอกจากนี้ ในการผ่าตัดสมองด้วยกล้องส่องตรวจ บางครั้งจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้กล้องจุลทรรศน์ระหว่างการผ่าตัด เนื่องจากเนื้องอกบางชนิดต้องการการตัดออกโดยใช้การมองเห็นด้วยแสงฟลูออเรสเซนต์ หรือความลึกของการส่องสว่างในบริเวณผ่าตัดไม่เพียงพอ เนื่องจากอุปกรณ์ที่มีตัวกรองพิเศษมีราคาสูง กล้องเอนโดสโคปแบบเรืองแสงจึงยังไม่เป็นที่นิยมใช้ในการผ่าตัดเนื้องอกอย่างแพร่หลาย ในระหว่างการผ่าตัด ผู้ช่วยจะยืนอยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกับศัลยแพทย์หลัก และบางครั้งอาจเห็นภาพที่หมุนไปมา การใช้จอแสดงผล 3 มิติสองจอขึ้นไป โดยซอฟต์แวร์จะประมวลผลข้อมูลภาพการผ่าตัดและแสดงบนหน้าจอของผู้ช่วยในรูปแบบที่พลิก 180 องศา จะช่วยแก้ปัญหาการหมุนของภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยให้ผู้ช่วยสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการผ่าตัดได้สะดวกยิ่งขึ้น

โดยสรุป การใช้ระบบเอนโดสโคปที่เพิ่มมากขึ้นในการผ่าตัดระบบประสาท ถือเป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ของการมองเห็นภาพระหว่างการผ่าตัดในศัลยกรรมระบบประสาท เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด กระจกภายนอกมีคุณภาพของภาพและมุมมองการผ่าตัดที่ดีกว่า ท่าทางที่เหมาะสมตามหลักสรีรศาสตร์ระหว่างการผ่าตัดดีกว่า ประสิทธิภาพในการสอนดีกว่า และการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัดมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีผลลัพธ์การผ่าตัดที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้น สำหรับการผ่าตัดกะโหลกศีรษะและกระดูกสันหลังที่พบบ่อยที่สุด เอนโดสโคปจึงเป็นทางเลือกใหม่ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ด้วยความก้าวหน้าและการพัฒนาของเทคโนโลยี เครื่องมือช่วยในการมองเห็นภาพระหว่างการผ่าตัดเพิ่มเติมสามารถช่วยในการผ่าตัดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นและลดภาวะแทรกซ้อนจากการผ่าตัด