Nowa technologia mikroskopii cyfrowej w neurochirurgii

Czasami różnica między życiem a śmiercią, zdrowiem a cierpieniem, mobilnością a paraliżem jest mniejsza niż jeden milimetr. Dlatego w neurochirurgii i chirurgii kręgosłupa bardzo ważna jest precyzja. Z tego też powodu Robert Weber, dyrektor ds. transformacji marketingu i sprzedaży w firmie B. Braun oraz dyrektor zarządzający Akademii Aesculap, twierdzi, że wciąż przechodzą go ciarki, gdy wspomina sytuację, która wydarzyła się w 2019 roku.

W szpitalu w Hesji wprowadzał jedną z najnowszych innowacji B. Braun, Aesculap Aeos^®, platformę, która wykorzystuje robotyczne ramię i cyfrową technologię wizualizacji, aby zapewnić nowy rodzaj widzenia. Do tego czasu na szpitalnym oddziale neurochirurgii stosowano konwencjonalne mikroskopy optyczne - B. Braun dostarczyła Aesculap Aeos^® do testów. Pod koniec jednego z zabiegów, podczas którego usunięto glejaka wielopostaciowego – złośliwego guza mózgu – chirurg zdecydował się wypróbować system. Kiedy już skonfigurowano Aesculap Aeos® i przełączono się na tryb widoku fluorescencyjnego, na ekranie "zaświeciła się" niewielka ilość tkanki. Nowotwór mózgu nie został całkowicie usunięty. 

Uwidocznienie niezauważalnego

Aesculap Aeos® jest przykładem obiecującego rozwoju medycyny. Dzięki inteligentnej technologii wizualizacji widoczne są struktury, które do niedawna pozostały niezauważalne. Potencjał wydaje się praktycznie nieograniczony. Świat wizualizacji może nie tylko pomóc w usprawnieniu diagnostyki, ale także poprawić proces podejmowania decyzji.

Świetnym tego przykładem jest tryb fluorescencji, który był również stosowany podczas operacji mózgu w Hesji. Nie został on wymyślony dla Aesculap Aeos^®, jest z powodzeniem stosowany od lat. Najpierw pacjentom podaje się barwnik kontrastowy o nazwie 5-ALA, który powoduje, że komórki nowotworowe fluoryzują w specjalnym świetle niebieskim, co ułatwia odróżnienie ich od zdrowej tkanki.

Nowością jest widok, jaki zapewnia Aesculap Aeos^® . Wyświetla on pole operacyjne na ekranie o wysokiej rozdzielczości. W połączeniu z 5-ALA ten rodzaj obrazowania może mieć zdecydowaną przewagę. Oprócz podświetlenia fluorescencyjnego chirurg może użyć opcjonalnego podświetlenia, aby zobaczyć także otaczającą tkankę. Ciągłe przełączanie między światłem normalnym a niebieskim - konieczne w przypadku używania mikroskopów optycznych - staje się niepotrzebne.

„Częste przełączanie między jasnym i ciemnym światłem powoduje przemęczenie oczu”, mówi Erick Drost, starszy inżynier ds. badań i rozwoju w firmie Aesculap. „Wyświetlanie obrazu na ekranie oznacza, że można używać tego samego typu oświetlenia”. To znaczna poprawa przebiegu pracy, która w najlepszym przypadku dodatkowo zwiększa bezpieczeństwo podczas operacji.

Pomoc od robota

Dotyczy to również drugiej kluczowej innowacji Aesculap Aeos^®: ramienia robotycznego, które utrzymuje system kamery. Każde ręczne ustawienie lub zmiana położenia mikroskopu chirurgicznego zakłóca pracę chirurga. Ramię robota, w połączeniu z przełącznikiem nożnym, umożliwia ustawienie Aesculap Aeos® bez użycia rąk, praktycznie bez zakłóceń. Ponadto, robot może zostać wykorzystany do wyznaczenia punktu do przeglądania pod różnymi kątami, a następnie powrotu do wcześniej zapisanej pozycji po naciśnięciu przycisku.

Walka z nerwami

Różnicę, jaką drobne ulepszenia mogą wprowadzić w wizualizacji medycznej, można również dostrzec, patrząc na niedawną przeszłość. W 2015 roku firma B. Braun wprowadziła na rynek Stimuplex^® Ultra 360: echogeniczną kaniulę do znieczulenia regionalnego sterowaną ultradźwiękami. Posiada ona wzór opracowany specjalnie do zastosowań ultradźwiękowych, który znacząco poprawia jego widoczność. „Kod bezpieczeństwa” - specyficzne umieszczenie markerów ultradźwiękowych na igle - umożliwia również identyfikację końcówki igły z większą pewnością. To, co początkowo wydawało się trywialną innowacją, okazało się mieć daleko idące skutki dla leczenia. 

„Wcześniej tylko niektórzy anestezjolodzy wprowadzało kaniulę blisko nerwu, opierając się wyłącznie na wiedzy anatomicznej” - powiedział Jacqueline Berg, kierownik produktu ds. znieczulenia regionalnego w B. Braun. Ryzyko, że końcówka igły dotknie nerwu lub naczynia krwionośnego, powodując trwałe uszkodzenie, było zdecydowanie zbyt duże. Jednak alternatywą dla znieczulenia regionalnego w większości przypadków jest znieczulenie ogólne, które w znacznie większym stopniu oddziałuje na organizm i jest obarczone wieloma efektami ubocznymi. Ponadto leczenie bólu pooperacyjnego w znieczuleniu ogólnym zazwyczaj wiąże się ze stosowaniem opioidów. Dzięki uczynieniu igieł bardziej widocznymi, struktura nerwowa może być znieczulona miejscowo, co jest znacznie dokładniejsze i łagodniejsze niż znieczulenie ogólne. Jeżeli po zabiegu konieczne jest znieczulenie nerwu, można założyć cewnik, aby zapewnić miejscowo ciągły dopływ środka znieczulającego. Ogranicza to stosowanie opioidów w leczeniu bólu pooperacyjnego.

Z odwagą w przyszłość

Sukces tych metod sprawia, że badania i rozwój innych nowych technologii wizualizacji są obiecującym przedsięwzięciem. Co więc przyniesie przyszłość? Odpowiedź na to pytanie jest obecnie opracowywana w Denzlingen, osiem kilometrów na północ od Freiburga w Niemczech. Schölly Fiberoptic, spółka zależna B. Braun, jest jednym z wiodących producentów i twórców metod obrazowania chirurgicznego oraz pionierem w dziedzinie śródoperacyjnej wizualizacji 3D. Ich najnowsze osiągnięcie to modułowa platforma kamer stworzona specjalnie z myślą o integracji algorytmów oprogramowania ze sprzętem klienta. „Połączenie wielu technik i metod obrazowania z inteligentnym oprogramowaniem zrewolucjonizuje niektóre metody diagnostyczne i terapeutyczne w najbliższej przyszłości” - powiedziała Nadine Bednarz, Senior Product Manager w Schölly Fiberoptic. Na przykład wkrótce możliwe będzie rozróżnienie tkanek bez użycia markerów egzogennych, które mogłyby ogranicznyć lub nawet zastąpić użycie środków kontrastowych.

To, jak trudno jest opracować taką metodę, nie umknęło uwadze Noeska Smit. Profesor wizualizacji medycznej na Uniwersytecie Bergen w Norwegii specjalizuje się w badaniach nad opartymi na oprogramowaniu metodami wizualizacji dla technik obrazowania multimodalnego. 

Chociaż rozwiązanie tych problemów stanowi duże wyzwanie dla zespołów badawczych, potencjalne korzyści są zachęcające. Smit może na przykład opracować nowe techniki wizualizacji, które wkrótce będą w stanie symulować wyniki różnych opcji leczenia, pomagając lekarzom w podejmowaniu lepszych decyzji. Drost również jest tego pewny: "Niezależnie od tego, jak będzie wyglądać następna generacja mikroskopów chirurgicznych, jedno jest pewne: będą to cyfrowe platformy wizualizacyjne." Jedynie poprzez integrację dodatkowych informacji cyfrowych możemy odsłonić to, co do tej pory było niewidoczne dla ludzkiego oka.