Les premiers microscopes chirurgicaux en salle d'opération. Microscope monoculaire Brinell-Leitz utilisé par Carl Olof Nyle ?n (à gauche), le microscope Brinell modifié (au centre) et le microscope binoculaire Zeiss adapté par Holmgren (à droite). Crédit :SPIE
Une vue claire des structures anatomiques est vitale pour le succès de la chirurgie, en particulier en microchirurgie où des cavités anatomiques étroites ou la proximité d'organes et de tissus vulnérables peuvent présenter des risques importants pour la santé du patient. Le microscope chirurgical a évolué pour devenir un outil puissant pour améliorer la visualisation chirurgicale.
Une revue complète des microscopes chirurgicaux, écrit par Baowei Fei, professeur de bio-ingénierie et de radiologie à l'Université du Texas à Dallas, et doctorante en bio-ingénierie Ling Ma, relate l'évolution des microscopes chirurgicaux tels qu'ils se sont développés avec des plages de grossissement plus larges, des distances de travail plus longues, meilleur éclairage, et des structures de support plus stables. Ma et Fei expliquent comment les microscopes chirurgicaux sont modifiés dans des configurations optiques légèrement différentes et équipés de modalités et de plates-formes d'imagerie spécifiques pour différentes applications chirurgicales.
Au-delà de la loupe
Le premier microscope chirurgical signalé dans une salle d'opération a été utilisé par un jeune chirurgien oto-rhino-laryngologique nommé Carl Olof Nylén en 1921 à l'Université de Stockholm. Nylén a utilisé un microscope Brinell-Leitz monoculaire lors d'une intervention chirurgicale sur un patient souffrant d'une infection chronique de l'oreille. C'était un pas en avant par rapport à une loupe à un seul objectif. L'outil a été mis à jour un an plus tard par Gunnar Holmgren qui a développé un microscope binoculaire pour la perception de la profondeur et une source de lumière attachée pour accompagner le grossissement. Holmgren reconnaîtrait à peine les microscopes chirurgicaux d'aujourd'hui à grossissement réglable, éclairage lumineux et sans ombre, distance de travail variable pour permettre la manipulation des instruments chirurgicaux, et une écurie, vue dégagée sur l'ensemble du champ opératoire.
Bien que les microscopes chirurgicaux n'aient été introduits dans les salles d'opération neurochirurgicales qu'en 1957, lorsque Theodor Kurze de l'Université de Californie du Sud a retiré une tumeur bénigne d'un nerf crânien chez un patient de 5 ans, la neurochirurgie est aujourd'hui le premier marché des microscopes chirurgicaux.
Microscope chirurgical avec OCT photoacoustique proche infrarouge intégré, de D. Lee et al., doi 10.1038/srep35176 Crédit :D. Lee et al., doi 10.1038/srep35176
Visualisation polyvalente, modalités d'imagerie intégrées
La microscopie chirurgicale a parcouru un long chemin. En plus d'une optique de haute précision et d'une conception mécanique flexible, des fonctionnalités de visualisation polyvalentes telles que l'affichage 3D sont désormais incluses, ainsi que des modalités d'imagerie intégrées. Afficheurs de réalité augmentée, qui recouvrent des structures réelles avec, dire, images IRM ou OCT des structures, améliorer la visualisation du champ opératoire ainsi que les images multimodales. Ces capacités avancées changent la pratique clinique dans la salle d'opération, permettant aux chirurgiens de mieux voir et d'effectuer des procédures difficiles avec plus de facilité et de succès.
Les modalités d'imagerie hyperspectrale (HSI) et d'imagerie par contraste de speckle laser (LSCI) sont particulièrement prometteuses car elles peuvent être utilisées à la demande à tout moment pendant la chirurgie et fournissent de nombreuses données de diagnostic en temps réel en tant que modalités d'imagerie sans contact et sans étiquette. Ma et Fei notent que le HSI et le LSCI ajoutent très peu de complexité au système et nécessitent un effort minimal pour que les médecins les adoptent.
Les capacités de visualisation et les technologies intégrées des microscopes chirurgicaux continuent de se développer. Avec des technologies de communication avancées et des plates-formes assistées par réalité augmentée bien développées, les grands groupes pourront participer à distance aux actes chirurgicaux, partager une vision claire du champ opératoire via des casques, smartphone, ou de grands écrans de salle de conférence.
Les plateformes de visualisation robotisées permettent une liberté de mouvement pour le chirurgien et permettent à toute l'équipe d'observer des structures détaillées. Technologies intégrées, tel qu'un outil de micro-inspection endoscopique, peut permettre au chirurgien de « signer » une position du champ opératoire et de visualiser la même structure sous différents angles. De tels systèmes enrichissent le concept du microscope chirurgical de multiples technologies de pointe et offrent également des avantages évidents dans le temps, Fonctionnalité, et l'ergonomie.
D'abord utilisé pour l'oto-rhino-laryngologie, les microscopes chirurgicaux contribuent à un large éventail de microchirurgies, de la reconstruction lymphatique à la réparation nerveuse. On peut s'attendre à une utilisation clinique croissante des microscopes chirurgicaux, et dans une plus large gamme d'applications chirurgicales.
