Een duidelijk beeld van anatomische structuren is essentieel voor het succes van chirurgie, vooral bij microchirurgie, waar nauwe anatomische holtes of de nabijheid van kwetsbare organen en weefsels aanzienlijke risico's kunnen vormen voor de gezondheid van de patiënt. De chirurgische microscoop is geëvolueerd tot een krachtig hulpmiddel voor het verbeteren van chirurgische visualisatie.

Een uitgebreid overzicht van chirurgische microscopen, geschreven door Baowei Fei, hoogleraar bio-engineering en radiologie aan de Universiteit van Texas in Dallas, en bio-ingenieur promovendus Ling Ma, vertelt over de evolutie van chirurgische microscopen zoals ze zich hebben ontwikkeld met grotere vergrotingsbereiken, langere werkafstanden, betere verlichting, en stabielere ondersteunende structuren. Ma en Fei leggen uit hoe chirurgische microscopen worden aangepast in enigszins verschillende optische configuraties en uitgerust met specifieke beeldvormingsmodaliteiten en platforms voor verschillende chirurgische toepassingen.

Voorbij de loep

De eerste gerapporteerde chirurgische microscoop in een operatiekamer werd in 1921 gebruikt door een jonge KNO-chirurg genaamd Carl Olof Nylén aan de Universiteit van Stockholm. Nylén gebruikte een monoculaire Brinell-Leitz-microscoop tijdens een operatie aan een patiënt met een chronische oorontsteking. Dit was een stapje hoger dan een loep met één lens. De tool werd een jaar later geüpdatet door Gunnar Holmgren, die een binoculaire microscoop ontwikkelde voor dieptewaarneming en een bijgevoegde lichtbron om de vergroting te begeleiden. Holmgren zou de huidige chirurgische microscopen met instelbare vergroting nauwelijks herkennen, heldere en schaduwvrije verlichting, variabele werkafstand om manipulatie van chirurgische instrumenten mogelijk te maken, en een stabiele vrij zicht op het gehele operatieveld.

Hoewel chirurgische microscopen pas in 1957 in neurochirurgische operatiekamers werden geïntroduceerd, toen Theodor Kurze van de Universiteit van Zuid-Californië een goedaardige tumor verwijderde van een hersenzenuw bij een 5-jarige patiënt, neurochirurgie is nu de leidende markt voor chirurgische microscopen.

Veelzijdige visualisatie, geïntegreerde beeldvormingsmodaliteiten

Chirurgische microscopie heeft een lange weg afgelegd. Naast uiterst nauwkeurige optica en flexibel mechanisch ontwerp, veelzijdige visualisatiefuncties zoals 3D-weergave zijn nu inbegrepen, evenals geïntegreerde beeldvormingsmodaliteiten. Augmented reality-schermen, die real-life structuren bedekken met, zeggen, MRI- of OCT-beelden van de structuren, de visualisatie van het chirurgische veld en de multimodale beelden te verbeteren. Dergelijke geavanceerde mogelijkheden veranderen de klinische praktijk in de operatiekamer, waardoor chirurgen beter kunnen zien en uitdagende procedures met meer gemak en succes kunnen uitvoeren.

Hyperspectrale beeldvorming (HSI) en laser speckle contrast imaging (LSCI) modaliteiten zijn bijzonder veelbelovend, omdat ze op elk moment tijdens de operatie on-demand kunnen worden gebruikt en overvloedige realtime diagnostische gegevens bieden als contactloze en labelvrije beeldvormingsmodaliteiten. Ma en Fei merken op dat zowel HSI als LSCI zeer weinig complexiteit aan het systeem toevoegen en artsen minimale inspanning vergen.

De visualisatiemogelijkheden en geïntegreerde technologieën in chirurgische microscopen blijven zich uitbreiden. Met geavanceerde communicatietechnologieën en goed ontwikkelde augmented-reality-ondersteunde platforms, grote groepen kunnen op afstand deelnemen aan chirurgische ingrepen, het delen van een duidelijk zicht op het chirurgische veld via headsets, smartphones, of grote vergaderruimteschermen.

Robotachtige visualisatieplatforms bieden de chirurg bewegingsvrijheid en stellen het hele team in staat om gedetailleerde structuren te observeren. Geïntegreerde technologieën, zoals een endoscopisch micro-inspectieinstrument, kan de chirurg in staat stellen een positie van het chirurgische veld te 'bookmarken' en dezelfde structuur onder verschillende hoeken te visualiseren. Dergelijke systemen verrijken het concept van de chirurgische microscoop met meerdere geavanceerde technologieën en bieden ook duidelijke voordelen in de tijd, functionaliteit, en ergonomie.

Voor het eerst gebruikt voor otolaryngologie, chirurgische microscopen dragen bij aan een breed scala aan microchirurgie, van lymfatische reconstructie tot zenuwherstel. Toenemend klinisch gebruik van chirurgische microscopen kan worden verwacht, en in een groter aantal chirurgische toepassingen.