ORBEYE – REVOLUCE VE VIZUALIZACI

Nedávno se nám podařila malá exkurze do významné oblasti využívání současné nejmodernější optické a elektronické zobrazovací techniky, která je principiálně velmi blízká těm nejmodernějším přístrojům, kterými fotíme a natáčíme své kreativní příběhy, a přesto je daleko důležitější.

Kdo tuto skvělou techniku používá k tomu, aby zachránil mnoha lidem život nebo jim výrazně pomohl k životu přijatelnému, patří ke špičkám v oboru. Měli jsme to štěstí, že jsme je mohli oslovit a položit jim naše otázky.

Představení úvodem

ORBEYE 4K 3D je digitální videomikroskop vyznačující se schopností pomáhat lékařům specialistům lépe vidět. Ono lepší vidění si můžeme charakterizovat jako 4K 3D vizualizaci na velké obrazovce, což pro operatéra (aktuálně například neurochirurga či specialistu ORL) znamená zobrazení anatomických detailů s rozlišením 4× vyšším, než je standardní HD zobrazení, na které byl dosud zvyklý.

Další velkou výhodou tohoto přístroje je skutečně hloubkové vnímání s přirozenou 3D vizualizací a tím pádem spolehlivá identifikace hranic tkání, cévních drah a postižených míst pomocí většího rozsahu barev a pozorování včetně možnosti nasazení filtračních režimů, jako např. modré světlo, infračervené a NBI (Narrow Band Imaging je optická technologie používaná v různých lékařských oborech při vizualizaci nejdrobnějších vaskulárních a slizničních vzorků).

Přístroj se zároveň vyznačuje velice rychlým autofokusem, který udržuje stálé zaostření operačního pole, takže není potřeba ručního ovládání a jeho funkce optického transfokátoru umožňuje přiblížení a oddálení podle potřeby. Navíc digitální transfokátor zajišťuje rychlé dodatečné zvětšení obrazu pro velice detailní chirurgické výkony. Takže pro fotografy i videonadšence je zde podobnost velmi blízká.

Praktické využití v současnosti a do budoucna

Pojďme se na ORBEYE podívat nejen z technické, ale i klinické a praktické stránky s těmi nejpovolanějšími. Položili jsme jim následující tři otázky:

1. V současnosti je digitální videomikroskop ORBEYE 4K 3D využíván v ORL a neurochirurgii. Jak se ve vašem oboru používá, u jakých operací? Jaké jsou z vašeho pohledu jeho aktuální výhody a nevýhody?
2. Z technických parametrů a univerzálnosti je zřejmé, že tuto úspěšnou technologii čeká logicky další vývoj a stálé rozšiřování využití. Do kterých medicínských oborů si myslíte, že bude ORBEYE směřovat?
3. Porovnání s ostatními přístroji a technologiemi – jak jsme se už zmínili, je tu řada možností dalšího vývoje nejen v praktickém využití, ale i v technologii, jako například v ostrosti a hloubce obrazu i v barevném podání stejně jako u profesionální foto a video techniky, která se neustále vyvíjí. Důležitá je zde i rychlost okamžitého přenosu dat, kdy při operacích rozhodují setiny vteřiny. Mluví se hodně o zapojení AI, je tu konkurence klasických endoskopů a mikroskopů. Kterým směrem se by se měla technologie ORBEYE vyvíjet?

Prof. MUDr. Viktor Chrobok, CSc., Ph.D., přednosta Kliniky otorinolaryngologie a chirurgie hlavy a krku, Fakultní nemocnice LF UK v Hradci Králové:

1) Exoskop je nyní v České republice na startu při použití v otorinolaryngologii a chirurgii hlavy a krku. Především se jedná o chirurgii spánkové kosti, laterální baze lební a zevního krku. Kvalitní 4K 3D zobrazení umožňuje bezpečnější identifikaci cévních, nervových a dalších anatomických struktur, proto je možné provádět například středoušní chirurgii v celém rozsahu, včetně kochleární implantace. V chirurgii zevního krku lze tuto technologii využít u operací štítné žlázy, příštítných tělísek, velkých slinných žláz a blokových krčních disekcích, dále lze provádět výkony v dutině ústní, hltanu (tonzilektomie) a hrtanu (direktní laryngoskopie).

Exoskopy mohou tedy snadno nahradit mikroskopy. Jejich výhodou je především dokonalá kvalita obrazu pro operatéra, ale i celý operační tým, pro edukaci pregraduální i postgraduální. V neposlední řadě je výhodou fyziologické postavení hlavy a trupu operatéra, který je při pohledu na obrazovku vzpřímený, takže se předchází potížím s bolestmi zad. Nevýhodnou je cena přístroje a v současné době zajištění úhrady zdravotními pojišťovnami.

2) Kvalitní technologii jistě využijí i ostatní chirurgické obory, především ke správné identifikaci anatomických struktur. Možnost nasazení filtračních režimů vedoucí k identifikaci anatomických (např. v oboru ORL příštítná tělíska) a patologických tkání (např. v oboru ORL slizniční léze hrtanu a hltanu) povede nepochybně k dalšímu rozvoji nové technologie.

3) V konkurenci klasických endoskopů a mikroskopů exoskopy nabízí již zmíněnou vysokou kvalitu obrazu 4K 3D. Výše byly uvedeny především výhody ve srovnání s mikroskopem. Rigidní úhlové a flexibilní endoskopy si díky možnosti pohledu za roh své postavení udrží, případně je zde prostor pro technický rozvoj exoskopu.

plk. gšt. MUDr. Václav Masopust, Ph.D., MBA, LL.M, DBA, zástupce přednosty Neurochirurgické a neuroonkologické kliniky 1. LF UK a ÚVN Praha

1) Exoskop je v neurochirurgii použitelný ve všech případech, kde se běžné používá mikroskop, to znamená jak na otevřené operace mozku, tak na páteřní chirurgii. Ještě však plně nenahradí standardní endoskopické výkony, jakými jsou například endoskopické operace baze lební a hlavně operace nádorů selární oblasti. Hlavní výhodou je možnost manipulace, jedná se o poměrně lehké a malé zařízení na dostatečně dlouhém rameni, takže umožňuje pohled z různých operačních úhlů, aniž by byl operatér nucen měnit polohu hlavy a přizpůsobovat ji poloze zařízení jako u mikroskopu. Představte si, když musíte mít několik hodin hlavu nakloněnou třicet stupňů do strany. Nevýhodou je ale nižší hloubka ostrosti, kde optické přístroje vedou, a samozřejmě nepřirozené barvy.

2) V současnosti je v České republice exoskop používán v neurochirurgii a ORL, ale v zahraničí se již běžně nasazuje v jiných chirurgických oborech, ať již hovoříme o chirurgii či ortopedii. Asi to nebude taková revoluce, jako když do břišní chirurgie přišel endoskop, ale své uplatnění určitě najde. Mnoho chirurgických oborů například používá lupové brýle, ale ty jsou jenom pro jednoho, zbytek týmů vidí operační ránu z jiného pohledu než operatér. Tato technologie umožňuje, aby se celý tým soustředil přesně na místo, které vidí operatér. Mnoho oborů zatím podle mě ani netuší, jaké možnosti tato technologii přináší tím, že zlepší viditelnost jednotlivých struktur při operaci a zvýší i bezpečnost operování.

3) Ostrost a barevné podání se budou zlepšovat přirozeně s vývojem snímací technologie a zapojení AI. Co však musíme podpořit, je vývoj této technologie v oblastech, kde by mohla pomoci nejvíce, a to ve výuce, ve zvyšování erudice a v krizových situacích. Dnes je běžné, že když začínáte s novým výkonem, který zatím dělá jedno pracoviště na světě, tak sednete na letadlo a letíte se na operaci podívat. Pokud budete mít přenesený dokonalý 3D obraz z pohledu operatéra, nemusíte nikam.

Dalo by se říct, že se můžete podívat na video, ale to není totéž. Tady můžete vidět nesestříhanou operaci, které jste součástí, všechny kroky a komplikace můžete konzultovat online. Dalším obrovským přínosem jsou již zmíněné krizové stavy, kdy na místě války nebo nějaké katastrofy máte najednou možnost operovat a spolu s vámi operuje specialista, který je vzdálený několik tisíc kilometrů. Najednou je traumatolog schopen zvládnout akutní operaci, kterou by jinak nezvládl, s mnohem menším stresem. To znamená, že tato technologie nabízí možnost přežití raněných, kteří by převoz nepřežili, ale zároveň i snižování počtu následných komplikací a dlouhodobých následků.

Jediný problém, který nás omezuje, je přenosová rychlost a zpoždění. Je velmi důležité, aby operatér i vzdálený specialista viděli krvácení ve stejný okamžik a byli schopni na něj reagovat. Oproti operačním robotům máte na místě zkušeného chirurga, i když ne v oblasti, která je dominantní pro vzdáleného specialistu, a to je velká výhoda. Operačním robotům právě chybí toto spojení, tudíž i přes počáteční nadšení je jejich zapojení do traumatologie nevhodné.

Pokud vyřešíme problémy se zpožděním, může v budoucnosti hrát exoskop dominantní úlohu při zobrazení traumatologických výkonů. Spolupracujeme na vývoji v této oblasti a v loňském roce jsme uskutečnili první simulaci výkonů v prostředí určeném pro krizové stavy v rámci konference Futuremed. Letos se chystáme na pokračování experimentu porovnáváním využívání satelitního přenosu a 5G sítí pro přenos obrazu z exoskopu. Doufám, že experiment bude úspěšný a posune nás o další krok kupředu ve využívání této úžasné technologie.

A ještě k hlavním technickým parametrům

Naši čtenáři jsou zvyklí, že v závěrečné části každého článku uvádíme technické parametry popisovaného přístroje. V úvodu jsme se zmínili o základních technických parametrech digitálního videomikroskopu ORBEYE 4K 3D. Mohli byste prosím svými slovy našim čtenářům přiblížit techniku přístroje poněkud hlouběji, tedy vnitřní optický design, senzor i systém přenosu a konektivitu?

Viktor Tancer, Medical Systems Division, Olympus Czech Group

Základem 4K detailního, prostorově hloubkového pohledu na operační pole chirurga je klasická optika používaná v soudobých operačních mikroskopech. Až 13násobné optické zvětšení je digitalizováno extra výkonnými čipy exklusivně dodávanými výrobcem Sony do exoskopu Olympus, které používají technologii „převráceného“ snímače. Vpouští čtyřikrát více světla než klasický snímač, je dvakrát citlivější na světlo. Snímače disponují technologií sloupcového převodu A/D Sony, který redukuje digitální a analogový světlený šum.

Datový tok 4× 3G zajišťuje zobrazení operačního pole na monitoru bez zpoždění s odchylkou menší než 100 milisekund. Digitalizovaný obraz do 4K rozlišení pouze 2 čipy pro následné složení 3D obrazu na medicínském 3D 4K monitoru prochází celým video řetězcem v nativním rozlišení. Tzn. že mezi digitálním snímačem a výstupem na monitoru nedochází k softwarovým vylepšením snímaného pole.

Další zásadní podmínkou pro kvalitu obrazu je zdroj světla. V případě exoskopů se jedná o LED studený výkonově konstantní zdroj, který zároveň nevysušuje snímané operační pole. Chirurgům jsou dále dle specializace k dispozici další fluorescenční filtry na bázi potřebné vlnové délky LED.

Použité technologie s jednoduchým a intuitivním ovládáním v kompaktním exoskopu ORBEYE poskytují operatérům možnost maximální koncentrace na operační výkon a bezpečí pacienta.