Tiến trình ứng dụng kính hiển vi ngoại khoa trong các thủ thuật phẫu thuật thần kinh.

 

Việc ứng dụngkính hiển vi phẫu thuậtViệc sử dụng nội soi thần kinh đã giúp nâng cao đáng kể hiệu quả của các thủ thuật phẫu thuật thần kinh. Tuy nhiên, do một số đặc điểm vốn có của chính thiết bị, chúng vẫn còn một số hạn chế trong ứng dụng lâm sàng. Xét đến những thiếu sót của...kính hiển vi phẫu thuậtNhờ sự phát triển của kính hiển vi phẫu thuật và nội soi thần kinh, cùng với những tiến bộ trong công nghệ hình ảnh kỹ thuật số, kết nối mạng Wifi, công nghệ màn hình và công nghệ quang học, hệ thống kính hiển vi ngoại soi (exoscope) đã ra đời như một cầu nối giữa kính hiển vi phẫu thuật và nội soi thần kinh. Kính hiển vi ngoại soi sở hữu chất lượng hình ảnh và trường nhìn phẫu thuật vượt trội, tư thế làm việc thoải mái hơn, hiệu quả giảng dạy cao hơn cũng như sự tham gia hiệu quả hơn của đội ngũ phẫu thuật, và hiệu quả ứng dụng của nó tương tự như kính hiển vi phẫu thuật. Hiện nay, các tài liệu chủ yếu báo cáo về sự khác biệt giữa kính hiển vi ngoại soi và kính hiển vi phẫu thuật ở các khía cạnh kỹ thuật như độ sâu trường ảnh, trường nhìn, tiêu cự và thao tác, thiếu một bản tóm tắt và phân tích về ứng dụng cụ thể và kết quả phẫu thuật của kính hiển vi ngoại soi trong phẫu thuật thần kinh. Do đó, chúng tôi tóm tắt ứng dụng của kính hiển vi ngoại soi trong phẫu thuật thần kinh trong những năm gần đây, phân tích những ưu điểm và hạn chế của chúng trong thực tiễn lâm sàng, và cung cấp tài liệu tham khảo cho việc sử dụng lâm sàng.

Lịch sử và sự phát triển của kính hiển vi ngoại khoa

Kính hiển vi phẫu thuật có khả năng chiếu sáng sâu tuyệt vời, trường nhìn phẫu thuật độ phân giải cao và hiệu ứng hình ảnh lập thể, giúp các bác sĩ phẫu thuật quan sát rõ hơn cấu trúc mô thần kinh và mạch máu sâu trong trường phẫu thuật và nâng cao độ chính xác của các thao tác vi phẫu. Tuy nhiên, độ sâu trường ảnh của kính hiển vi phẫu thuật có những hạn chế nhất định.kính hiển vi phẫu thuậtỐng kính hiển vi có độ sâu nông và trường nhìn hẹp, đặc biệt ở độ phóng đại cao. Bác sĩ phẫu thuật cần liên tục lấy nét và điều chỉnh góc của vùng mục tiêu, điều này ảnh hưởng đáng kể đến nhịp độ phẫu thuật; mặt khác, bác sĩ phẫu thuật cần quan sát và thao tác thông qua thị kính của kính hiển vi, đòi hỏi bác sĩ phải duy trì tư thế cố định trong thời gian dài, dễ dẫn đến mệt mỏi. Trong vài thập kỷ qua, phẫu thuật xâm lấn tối thiểu đã phát triển nhanh chóng, và các hệ thống nội soi thần kinh đã được sử dụng rộng rãi trong phẫu thuật thần kinh nhờ chất lượng hình ảnh cao, kết quả lâm sàng tốt hơn và sự hài lòng của bệnh nhân cao hơn. Tuy nhiên, do kênh nội soi hẹp và sự hiện diện của các cấu trúc mạch máu thần kinh quan trọng gần kênh, cùng với đặc điểm của phẫu thuật sọ não như không thể mở rộng hoặc thu hẹp khoang sọ, nội soi thần kinh chủ yếu được sử dụng cho phẫu thuật nền sọ và phẫu thuật não thất thông qua đường mũi và miệng.

Trước những hạn chế của kính hiển vi phẫu thuật và nội soi thần kinh, cùng với những tiến bộ trong công nghệ hình ảnh kỹ thuật số, kết nối mạng WiFi, công nghệ màn hình và công nghệ quang học, hệ thống gương ngoài đã nổi lên như một cầu nối giữa kính hiển vi phẫu thuật và nội soi thần kinh. Tương tự như nội soi thần kinh, hệ thống gương ngoài thường bao gồm một gương viễn thị, một nguồn sáng, một camera độ phân giải cao, một màn hình hiển thị và một giá đỡ. Cấu trúc chính phân biệt gương ngoài với nội soi thần kinh là một gương viễn thị có đường kính khoảng 10 mm và chiều dài khoảng 140 mm. Thấu kính của nó nằm ở góc 0° hoặc 90° so với trục dọc của thân gương, với phạm vi tiêu cự từ 250-750 mm và độ sâu trường ảnh từ 35-100 mm. Tiêu cự dài và độ sâu trường ảnh lớn là những ưu điểm chính của hệ thống gương ngoài so với nội soi thần kinh.

Sự tiến bộ của công nghệ phần mềm và phần cứng đã thúc đẩy sự phát triển của gương phẫu thuật ngoài da, đặc biệt là sự xuất hiện của gương phẫu thuật ngoài da 3D, cũng như các loại gương phẫu thuật ngoài da 3D 4K độ phân giải cực cao mới nhất. Hệ thống gương phẫu thuật ngoài da liên tục được cập nhật hàng năm. Về phần mềm, hệ thống gương phẫu thuật ngoài da có thể hình dung khu vực phẫu thuật bằng cách tích hợp hình ảnh khuếch tán tensor cộng hưởng từ tiền phẫu, định vị trong phẫu thuật và các thông tin khác, từ đó giúp bác sĩ thực hiện các ca phẫu thuật chính xác và an toàn. Về phần cứng, gương phẫu thuật ngoài da có thể tích hợp bộ lọc axit 5-aminolevulinic và indocyanine để chụp mạch máu, tay đòn khí nén, tay cầm điều chỉnh được, đầu ra đa màn hình, khoảng cách lấy nét xa hơn và độ phóng đại lớn hơn, từ đó đạt được hiệu quả hình ảnh và trải nghiệm phẫu thuật tốt hơn.

So sánh giữa kính hiển vi ngoại soi và kính hiển vi phẫu thuật

Hệ thống gương ngoài kết hợp các đặc điểm bên ngoài của nội soi thần kinh với chất lượng hình ảnh của kính hiển vi phẫu thuật, bổ sung cho nhau những điểm mạnh và điểm yếu, lấp đầy khoảng trống giữa kính hiển vi phẫu thuật và nội soi thần kinh. Gương ngoài có đặc điểm độ sâu trường ảnh lớn và trường nhìn rộng (đường kính trường phẫu thuật 50-150 mm, độ sâu trường ảnh 35-100 mm), tạo điều kiện cực kỳ thuận lợi cho các ca phẫu thuật sâu dưới độ phóng đại cao; Mặt khác, tiêu cự của gương ngoài có thể đạt tới 250-750 mm, cung cấp khoảng cách làm việc dài hơn và tạo điều kiện thuận lợi cho các ca phẫu thuật [7]. Về khả năng quan sát của gương ngoài, Ricciardi et al. đã phát hiện thông qua so sánh giữa gương ngoài và kính hiển vi phẫu thuật rằng gương ngoài có chất lượng hình ảnh, công suất quang học và hiệu ứng phóng đại tương đương với kính hiển vi. Gương ngoài cũng có thể nhanh chóng chuyển từ góc nhìn vi mô sang góc nhìn vĩ mô, nhưng khi kênh phẫu thuật "hẹp ở trên và rộng ở dưới" hoặc bị cản trở bởi các cấu trúc mô khác, trường nhìn dưới kính hiển vi thường bị hạn chế. Ưu điểm của hệ thống gương ngoài là cho phép thực hiện phẫu thuật ở tư thế thoải mái hơn, giảm thời gian quan sát trường phẫu thuật qua thị kính kính hiển vi, từ đó giảm mệt mỏi cho bác sĩ phẫu thuật. Hệ thống gương ngoài cung cấp hình ảnh phẫu thuật 3D chất lượng như nhau cho tất cả những người tham gia phẫu thuật trong suốt quá trình phẫu thuật. Kính hiển vi cho phép tối đa hai người thao tác qua thị kính, trong khi gương ngoài có thể chia sẻ cùng một hình ảnh trong thời gian thực, cho phép nhiều bác sĩ phẫu thuật thực hiện các thao tác phẫu thuật đồng thời và nâng cao hiệu quả phẫu thuật bằng cách chia sẻ thông tin với tất cả nhân viên. Đồng thời, hệ thống gương ngoài không gây cản trở giao tiếp giữa các thành viên trong nhóm phẫu thuật, cho phép tất cả nhân viên phẫu thuật tham gia vào quá trình phẫu thuật.

kính hiển vi ngoại khoa trong phẫu thuật thần kinh

Gonen và cộng sự đã báo cáo 56 trường hợp phẫu thuật nội soi u thần kinh đệm, trong đó chỉ có 1 trường hợp biến chứng (chảy máu tại vùng phẫu thuật) trong giai đoạn quanh phẫu thuật, với tỷ lệ mắc chỉ 1,8%. Rotermund và cộng sự đã báo cáo 239 trường hợp phẫu thuật xuyên mũi xuyên xương bướm để điều trị u tuyến yên, và phẫu thuật nội soi không gây ra biến chứng nghiêm trọng; đồng thời, không có sự khác biệt đáng kể về thời gian phẫu thuật, biến chứng hoặc phạm vi cắt bỏ giữa phẫu thuật nội soi và phẫu thuật vi mô. Chen và cộng sự đã báo cáo 81 trường hợp u được phẫu thuật cắt bỏ thông qua đường tiếp cận xoang sau sigma. Về thời gian phẫu thuật, mức độ cắt bỏ u, chức năng thần kinh sau phẫu thuật, thính giác, v.v., phẫu thuật nội soi tương tự như phẫu thuật vi mô. So sánh ưu điểm và nhược điểm của hai kỹ thuật phẫu thuật, gương ngoài tương đương hoặc vượt trội hơn kính hiển vi về chất lượng hình ảnh video, trường nhìn phẫu thuật, thao tác, tính tiện dụng và sự tham gia của nhóm phẫu thuật, trong khi khả năng nhận biết chiều sâu được đánh giá là tương đương hoặc kém hơn kính hiển vi.

Sử dụng kính hiển vi ngoại soi trong giảng dạy phẫu thuật thần kinh

Một trong những ưu điểm chính của gương soi ngoài là cho phép tất cả nhân viên phẫu thuật cùng xem hình ảnh phẫu thuật 3D chất lượng cao, giúp họ tham gia tích cực hơn vào quá trình phẫu thuật, giao tiếp và truyền đạt thông tin phẫu thuật, tạo điều kiện thuận lợi cho việc giảng dạy và hướng dẫn các ca phẫu thuật, tăng cường sự tham gia giảng dạy và nâng cao hiệu quả giảng dạy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng so với kính hiển vi phẫu thuật, thời gian học sử dụng gương soi ngoài tương đối ngắn hơn. Trong thực hành khâu vết thương, khi sinh viên và bác sĩ nội trú được đào tạo cả về nội soi và kính hiển vi, hầu hết sinh viên đều thấy dễ thao tác hơn với nội soi. Trong giảng dạy phẫu thuật dị tật sọ - cổ, tất cả sinh viên đều quan sát cấu trúc giải phẫu ba chiều thông qua kính 3D, giúp nâng cao hiểu biết về giải phẫu dị tật sọ - cổ, cải thiện sự hứng thú đối với các ca phẫu thuật và rút ngắn thời gian đào tạo.

Triển vọng

Mặc dù hệ thống gương ngoài đã có những tiến bộ đáng kể trong ứng dụng so với kính hiển vi và nội soi thần kinh, nhưng nó cũng có những hạn chế. Nhược điểm lớn nhất của các gương ngoài 2D đời đầu là thiếu khả năng quan sát lập thể khi phóng đại các cấu trúc sâu, ảnh hưởng đến các thao tác phẫu thuật và khả năng phán đoán của bác sĩ phẫu thuật. Gương ngoài 3D mới đã cải thiện được vấn đề thiếu khả năng quan sát lập thể, nhưng trong một số trường hợp hiếm gặp, việc đeo kính phân cực trong thời gian dài có thể gây khó chịu như đau đầu và buồn nôn cho bác sĩ phẫu thuật, đây là trọng tâm của việc cải tiến kỹ thuật trong bước tiếp theo. Ngoài ra, trong phẫu thuật nội soi sọ não, đôi khi cần phải chuyển sang sử dụng kính hiển vi trong quá trình phẫu thuật vì một số khối u cần phải được cắt bỏ bằng hình ảnh có hướng dẫn huỳnh quang, hoặc độ sâu chiếu sáng trường phẫu thuật không đủ. Do chi phí cao của thiết bị có bộ lọc đặc biệt, nội soi huỳnh quang vẫn chưa được sử dụng rộng rãi trong việc cắt bỏ khối u. Trong quá trình phẫu thuật, trợ lý đứng ở vị trí đối diện với bác sĩ phẫu thuật chính và đôi khi nhìn thấy hình ảnh hiển thị xoay tròn. Bằng cách sử dụng hai hoặc nhiều màn hình 3D, thông tin hình ảnh phẫu thuật được xử lý bằng phần mềm và hiển thị trên màn hình của trợ lý dưới dạng lật 180°, điều này có thể giải quyết hiệu quả vấn đề xoay hình ảnh và giúp trợ lý tham gia vào quá trình phẫu thuật thuận tiện hơn.

Tóm lại, việc sử dụng ngày càng nhiều hệ thống nội soi trong phẫu thuật thần kinh đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới về hình ảnh trực quan trong phẫu thuật thần kinh. So với kính hiển vi phẫu thuật, gương ngoài có chất lượng hình ảnh và trường nhìn phẫu thuật tốt hơn, tư thế phẫu thuật thoải mái hơn, hiệu quả giảng dạy cao hơn và sự tham gia của nhóm phẫu thuật hiệu quả hơn, với kết quả phẫu thuật tương tự. Do đó, đối với hầu hết các ca phẫu thuật sọ não và cột sống phổ biến, nội soi là một lựa chọn mới an toàn và hiệu quả. Với sự tiến bộ và phát triển của công nghệ, nhiều công cụ hình ảnh trực quan trong phẫu thuật hơn có thể hỗ trợ các ca phẫu thuật để đạt được tỷ lệ biến chứng thấp hơn và tiên lượng tốt hơn.