ความก้าวหน้าการประยุกต์ใช้กล้องเอ็กโซสโคปในกระบวนการศัลยกรรมประสาท

 

การประยุกต์ใช้งานกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องเอนโดสโคปประสาทได้เพิ่มประสิทธิภาพของขั้นตอนการผ่าตัดประสาทอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคุณลักษณะเฉพาะบางประการของอุปกรณ์เอง จึงยังคงมีข้อจำกัดบางประการในการใช้งานทางคลินิก เมื่อพิจารณาจากข้อบกพร่องของกล้องจุลทรรศน์ปฏิบัติการและกล้องเอ็นโดสโคปประสาท ประกอบกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการถ่ายภาพดิจิทัล การเชื่อมต่อเครือข่าย Wi-Fi เทคโนโลยีหน้าจอ และเทคโนโลยีออปติคัล ระบบเอ็กสโคปจึงถือกำเนิดขึ้นเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องเอ็นโดสโคปประสาท เอ็กสโคปให้คุณภาพของภาพและลานสายตาผ่าตัดที่เหนือกว่า มีท่าทางทางสรีรศาสตร์ที่ดีขึ้น มีประสิทธิภาพในการสอนและการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และประสิทธิภาพการใช้งานใกล้เคียงกับกล้องจุลทรรศน์แบบสไตรคอล ปัจจุบัน เอกสารส่วนใหญ่รายงานความแตกต่างระหว่างเอ็กสโคปและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดในด้านเทคนิคของอุปกรณ์ เช่น ระยะชัดลึก ลานสายตา ความยาวโฟกัส และการใช้งาน แต่ยังขาดการสรุปและการวิเคราะห์การใช้งานเฉพาะและผลลัพธ์การผ่าตัดของเอ็กสโคปประสาทในศัลยกรรมประสาท ดังนั้น เราจึงสรุปการประยุกต์ใช้เอ็กสโคปประสาทในศัลยกรรมประสาทในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิเคราะห์ข้อดีและข้อจำกัดในการปฏิบัติทางคลินิก และนำเสนอเอกสารอ้างอิงสำหรับการนำไปใช้ทางคลินิก

ประวัติและการพัฒนาของเอ็กโซสโคป

กล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดมีความสามารถในการส่องสว่างที่ลึกเป็นพิเศษ ให้ภาพมุมกว้างของการผ่าตัดที่มีความละเอียดสูง และให้ภาพสามมิติ ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถสังเกตโครงสร้างเนื้อเยื่อประสาทและหลอดเลือดส่วนลึกของบริเวณผ่าตัดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และเพิ่มความแม่นยำในการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ อย่างไรก็ตาม ระยะชัดลึกของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดระยะการมองเห็นตื้นและแคบ โดยเฉพาะเมื่อใช้กำลังขยายสูง ศัลยแพทย์จำเป็นต้องโฟกัสและปรับมุมของบริเวณเป้าหมายซ้ำๆ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อจังหวะการผ่าตัด ในทางกลับกัน ศัลยแพทย์จำเป็นต้องสังเกตและผ่าตัดผ่านช่องมองภาพกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งศัลยแพทย์ต้องคงท่าทางเดิมไว้เป็นเวลานาน ซึ่งอาจทำให้เกิดความเหนื่อยล้าได้ง่าย ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา การผ่าตัดแบบแผลเล็กได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และระบบส่องกล้องประสาทถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในศัลยกรรมประสาท เนื่องจากให้ภาพที่มีคุณภาพสูง ผลลัพธ์ทางคลินิกที่ดีกว่า และความพึงพอใจของผู้ป่วยที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากช่องทางแคบของวิธีการส่องกล้องและการมีโครงสร้างหลอดเลือดและเส้นประสาทที่สำคัญอยู่ใกล้กับช่องทาง ประกอบกับลักษณะเฉพาะของการผ่าตัดกะโหลกศีรษะ เช่น ไม่สามารถขยายหรือหดโพรงกะโหลกศีรษะได้ การส่องกล้องประสาทจึงมักใช้ในการผ่าตัดฐานกะโหลกศีรษะและการผ่าตัดโพรงหัวใจผ่านช่องทางจมูกและช่องปาก

ด้วยข้อบกพร่องของกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องเอ็นโดสโคปประสาท ประกอบกับความก้าวหน้าด้านการถ่ายภาพดิจิทัล การเชื่อมต่อเครือข่าย Wi-Fi เทคโนโลยีหน้าจอ และเทคโนโลยีออปติคัล ระบบกระจกภายนอกจึงกลายเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและกล้องเอ็นโดสโคปประสาท เช่นเดียวกับการส่องกล้องเอ็นโดสโคปประสาท ระบบกระจกภายนอกมักประกอบด้วยกระจกมองการณ์ไกล แหล่งกำเนิดแสง กล้องความละเอียดสูง จอแสดงผล และขายึด โครงสร้างหลักที่ทำให้กระจกภายนอกแตกต่างจากการส่องกล้องเอ็นโดสโคปประสาทคือกระจกมองการณ์ไกลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 มิลลิเมตร และความยาวประมาณ 140 มิลลิเมตร เลนส์ทำมุม 0 องศาหรือ 90 องศากับแกนยาวของตัวกระจก มีช่วงความยาวโฟกัส 250-750 มิลลิเมตร และระยะชัดลึก 35-100 มิลลิเมตร ข้อดีหลักของระบบกระจกภายนอกที่เหนือกว่าการส่องกล้องเอ็นโดสโคปประสาทคือความยาวโฟกัสที่ยาวและระยะชัดลึก

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ส่งเสริมการพัฒนากระจกมองข้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเกิดขึ้นของกระจกมองข้างแบบ 3 มิติ และกระจกมองข้างแบบ 3 มิติ 4K ความละเอียดสูงพิเศษรุ่นล่าสุด ระบบกระจกมองข้างได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องทุกปี ในด้านซอฟต์แวร์ ระบบกระจกมองข้างสามารถมองเห็นพื้นที่ผ่าตัดได้โดยการผสานรวมข้อมูลการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก่อนผ่าตัด ระบบนำทางระหว่างผ่าตัด และข้อมูลอื่นๆ เข้าด้วยกัน ช่วยให้แพทย์ทำการผ่าตัดได้อย่างแม่นยำและปลอดภัย ในส่วนของฮาร์ดแวร์ กระจกมองข้างสามารถผสานรวมตัวกรอง 5-aminolevulinic acid และ indocyanine สำหรับการตรวจหลอดเลือด แขนกลแบบนิวเมติก มือจับแบบปรับได้ เอาต์พุตหลายหน้าจอ ระยะโฟกัสที่ไกลขึ้น และกำลังขยายที่มากขึ้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ภาพและประสบการณ์การผ่าตัดที่ดีขึ้น

การเปรียบเทียบระหว่างกล้องจุลทรรศน์เอ็กโซสโคปและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด

ระบบกระจกภายนอกผสานคุณสมบัติภายนอกของการส่องกล้องตรวจระบบประสาทเข้ากับคุณภาพของภาพกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด ซึ่งช่วยเสริมจุดแข็งและจุดอ่อนซึ่งกันและกัน และเติมเต็มช่องว่างระหว่างกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัดและการส่องกล้องตรวจระบบประสาท กระจกภายนอกมีคุณสมบัติของระยะชัดลึกและระยะชัดกว้าง (เส้นผ่านศูนย์กลางของระยะชัดผ่าตัด 50-150 มม. ระยะชัด 35-100 มม.) ทำให้สะดวกอย่างยิ่งสำหรับการผ่าตัดลึกภายใต้กำลังขยายสูง ในทางกลับกัน ความยาวโฟกัสของกระจกภายนอกสามารถขยายได้ถึง 250-750 มม. ทำให้ระยะการทำงานยาวขึ้นและอำนวยความสะดวกในการผ่าตัด [7] จากการเปรียบเทียบระหว่างกระจกภายนอกและกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด พบว่ากระจกภายนอกมีคุณภาพของภาพ กำลังแสง และกำลังขยายเทียบเท่ากับกล้องจุลทรรศน์ กระจกภายนอกยังสามารถเปลี่ยนจากมุมมองจุลภาคเป็นมุมมองมหภาคได้อย่างรวดเร็ว แต่เมื่อช่องผ่าตัด "แคบด้านบนและกว้างด้านล่าง" หรือถูกบดบังด้วยโครงสร้างเนื้อเยื่ออื่นๆ ขอบเขตการมองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์มักจะถูกจำกัด ข้อดีของระบบกระจกภายนอกคือสามารถทำการผ่าตัดในท่าทางที่ถูกหลักสรีรศาสตร์มากขึ้น ลดเวลาในการมองช่องผ่าตัดผ่านเลนส์ใกล้ตาของกล้องจุลทรรศน์ จึงช่วยลดความเหนื่อยล้าของแพทย์จากการผ่าตัด ระบบกระจกภายนอกให้ภาพผ่าตัด 3 มิติที่มีคุณภาพเดียวกันแก่ผู้เข้าร่วมการผ่าตัดทุกคนในระหว่างการผ่าตัด กล้องจุลทรรศน์อนุญาตให้มีผู้ป่วยได้สูงสุดสองคนผ่าตัดผ่านเลนส์ใกล้ตา ในขณะที่กระจกภายนอกสามารถแบ่งปันภาพเดียวกันแบบเรียลไทม์ ช่วยให้ศัลยแพทย์หลายคนสามารถทำการผ่าตัดพร้อมกันได้ และเพิ่มประสิทธิภาพการผ่าตัดด้วยการแบ่งปันข้อมูลกับบุคลากรทุกคน ขณะเดียวกัน ระบบกระจกภายนอกจะไม่รบกวนการสื่อสารระหว่างทีมผ่าตัด ทำให้บุคลากรผ่าตัดทุกคนมีส่วนร่วมในกระบวนการผ่าตัดได้

กล้องเอ็กสโคปในศัลยกรรมประสาท

Gonen และคณะ รายงานผู้ป่วย 56 รายที่ได้รับการผ่าตัดส่องกล้องเนื้องอกไกลโอมา (glioma endoscopic surgery) ซึ่งมีเพียง 1 รายที่มีภาวะแทรกซ้อน (มีเลือดออกในบริเวณที่ผ่าตัด) ระหว่างช่วงระหว่างการผ่าตัด โดยมีอัตราการเกิดเพียง 1.8% Rotermund และคณะ รายงานผู้ป่วย 239 รายที่ได้รับการผ่าตัดผ่านจมูกเพื่อตรวจหาอะดีโนมาของต่อมใต้สมอง พบว่าการผ่าตัดส่องกล้องไม่ได้ก่อให้เกิดภาวะแทรกซ้อนร้ายแรง ขณะเดียวกัน ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านระยะเวลาในการผ่าตัด ภาวะแทรกซ้อน หรือช่วงของการผ่าตัดระหว่างการผ่าตัดส่องกล้องและการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ Chen และคณะ รายงานว่ามีผู้ป่วย 81 รายที่ได้รับการผ่าตัดเอาเนื้องอกออกโดยวิธี retrosigmoid sinus ในแง่ของระยะเวลาในการผ่าตัด ระดับของการผ่าตัดเนื้องอก การทำงานของระบบประสาทหลังผ่าตัด การได้ยิน ฯลฯ การผ่าตัดส่องกล้องมีความคล้ายคลึงกับการผ่าตัดด้วยกล้องจุลทรรศน์ เมื่อเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของเทคนิคการผ่าตัดทั้งสองแบบ กระจกภายนอกมีความคล้ายคลึงหรือเหนือกว่ากล้องจุลทรรศน์ในแง่ของคุณภาพของภาพวิดีโอ ระยะการมองเห็นในการผ่าตัด การผ่าตัด หลักสรีรศาสตร์ และการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัด ในขณะที่การรับรู้ระยะลึกได้รับการจัดอันดับว่าคล้ายคลึงหรือด้อยกว่ากล้องจุลทรรศน์

เอ็กสโคปในการสอนศัลยกรรมประสาท

ข้อดีอย่างหนึ่งของกระจกภายนอกคือช่วยให้บุคลากรผ่าตัดทุกคนสามารถแบ่งปันภาพผ่าตัดสามมิติที่มีคุณภาพเดียวกัน ทำให้บุคลากรผ่าตัดทุกคนมีส่วนร่วมในกระบวนการผ่าตัดได้มากขึ้น สื่อสารและถ่ายทอดข้อมูลการผ่าตัด อำนวยความสะดวกในการสอนและให้คำแนะนำการผ่าตัด เพิ่มการมีส่วนร่วมในการสอน และเพิ่มประสิทธิภาพการสอน งานวิจัยพบว่าเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด การเรียนรู้ของกระจกภายนอกนั้นค่อนข้างสั้นกว่า ในการฝึกอบรมการเย็บแผลในห้องปฏิบัติการ เมื่อนักศึกษาและแพทย์ประจำบ้านได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับทั้งกล้องเอนโดสโคปและกล้องจุลทรรศน์ นักศึกษาส่วนใหญ่พบว่าการใช้งานกล้องเอนโดสโคปนั้นง่ายกว่า ในการสอนการผ่าตัดกะโหลกศีรษะและคอผิดปกติ นักศึกษาทุกคนได้สังเกตโครงสร้างกายวิภาคสามมิติผ่านแว่นตาสามมิติ ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับกายวิภาคของกะโหลกศีรษะและคอผิดปกติ เพิ่มความกระตือรือร้นในการผ่าตัด และลดระยะเวลาการฝึกอบรม

แนวโน้ม

แม้ว่าระบบกระจกมองภาพภายนอกจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในการประยุกต์ใช้งานเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์และกล้องเอ็นโดสโคปประสาท แต่ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดของกระจกมองภาพภายนอกแบบ 2 มิติในยุคแรกคือการขาดการมองเห็นแบบสเตอริโอสโคปในการขยายโครงสร้างส่วนลึก ซึ่งส่งผลกระทบต่อการผ่าตัดและการตัดสินใจของศัลยแพทย์ กระจกมองภาพภายนอกแบบ 3 มิติรุ่นใหม่นี้ช่วยแก้ปัญหาการขาดการมองเห็นแบบสเตอริโอสโคปได้ แต่ในบางกรณี การสวมแว่นตาโพลาไรซ์เป็นเวลานานอาจทำให้ศัลยแพทย์รู้สึกไม่สบาย เช่น ปวดศีรษะและคลื่นไส้ ซึ่งเป็นจุดเน้นของการพัฒนาทางเทคนิคในขั้นตอนต่อไป นอกจากนี้ ในการผ่าตัดกะโหลกศีรษะด้วยกล้องเอ็นโดสโคป บางครั้งอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้กล้องจุลทรรศน์ระหว่างการผ่าตัด เนื่องจากเนื้องอกบางชนิดจำเป็นต้องผ่าตัดด้วยแสงฟลูออเรสเซนซ์นำทาง หรือความลึกของแสงในสนามผ่าตัดไม่เพียงพอ นอกจากนี้ ในการผ่าตัดกะโหลกศีรษะด้วยกล้องเอ็นโดสโคป บางครั้งอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้กล้องจุลทรรศน์ระหว่างการผ่าตัด เนื่องจากเนื้องอกบางชนิดจำเป็นต้องผ่าตัดด้วยแสงฟลูออเรสเซนซ์นำทาง หรือความลึกของแสงในสนามผ่าตัดไม่เพียงพอ เนื่องจากอุปกรณ์ที่มีฟิลเตอร์พิเศษมีราคาสูง กล้องเอนโดสโคปแบบฟลูออเรสเซนซ์จึงยังไม่ได้รับความนิยมในการผ่าตัดเนื้องอก ระหว่างการผ่าตัด ผู้ช่วยจะยืนในตำแหน่งตรงข้ามกับหัวหน้าศัลยแพทย์ และบางครั้งจะเห็นภาพหมุนบนหน้าจอ ข้อมูลภาพผ่าตัดจะถูกประมวลผลโดยซอฟต์แวร์ด้วยการใช้จอแสดงผล 3 มิติตั้งแต่สองจอขึ้นไป และแสดงบนหน้าจอผู้ช่วยในรูปแบบ 180 องศาที่พลิกกลับด้าน ซึ่งสามารถแก้ปัญหาการหมุนภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยให้ผู้ช่วยสามารถมีส่วนร่วมในการผ่าตัดได้สะดวกยิ่งขึ้น

โดยสรุป การใช้ระบบส่องกล้องในศัลยกรรมประสาทที่เพิ่มมากขึ้นถือเป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ของการสร้างภาพระหว่างผ่าตัดในศัลยกรรมประสาท เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด กระจกภายนอกให้คุณภาพของภาพและระยะการมองเห็นที่ดีกว่า มีท่าทางทางสรีรศาสตร์ที่ดีกว่าระหว่างการผ่าตัด มีประสิทธิภาพในการสอนที่ดีกว่า และการมีส่วนร่วมของทีมผ่าตัดมีประสิทธิภาพมากกว่า โดยมีผลลัพธ์การผ่าตัดที่ใกล้เคียงกัน ดังนั้น สำหรับการผ่าตัดกะโหลกศีรษะและกระดูกสันหลังที่พบบ่อยที่สุด การส่องกล้องจึงเป็นทางเลือกใหม่ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ด้วยความก้าวหน้าและการพัฒนาของเทคโนโลยี เครื่องมือสร้างภาพระหว่างผ่าตัดที่มากขึ้นสามารถช่วยในการผ่าตัดเพื่อลดภาวะแทรกซ้อนและการพยากรณ์โรคที่ดีขึ้น