Una visione chiara delle strutture anatomiche è vitale per il successo della chirurgia, specialmente nella microchirurgia dove cavità anatomiche strette o la vicinanza a organi e tessuti vulnerabili possono comportare rischi significativi per la salute del paziente. Il microscopio chirurgico si è evoluto fino a diventare un potente strumento per migliorare la visualizzazione chirurgica.

Una rassegna completa dei microscopi chirurgici, scritto da Baowei Fei, professore di bioingegneria e radiologia presso l'Università del Texas a Dallas, e il dottorando in bioingegneria Ling Ma, racconta l'evoluzione dei microscopi chirurgici man mano che si sono sviluppati con gamme di ingrandimento più ampie, distanze di lavoro più lunghe, migliore illuminazione, e strutture portanti più stabili. Ma e Fei spiegano come i microscopi chirurgici vengono modificati in configurazioni ottiche leggermente diverse e dotati di modalità e piattaforme di imaging specifiche per diverse applicazioni chirurgiche.

Oltre la lente d'ingrandimento

Il primo microscopio chirurgico riportato in una sala operatoria è stato utilizzato da un giovane chirurgo otorinolaringoiatra di nome Carl Olof Nylén nel 1921 presso l'Università di Stoccolma. Nylén ha utilizzato un microscopio Brinell-Leitz monoculare durante un intervento chirurgico su un paziente con un'infezione cronica all'orecchio. Questo è stato un passo avanti rispetto a una singola lente di ingrandimento. Lo strumento è stato aggiornato un anno dopo da Gunnar Holmgren che ha sviluppato un microscopio binoculare per la percezione della profondità e una fonte di luce collegata per accompagnare l'ingrandimento. Holmgren riconoscerebbe a malapena i microscopi chirurgici di oggi con ingrandimento regolabile, illuminazione chiara e senza ombre, distanza di lavoro variabile per consentire la manipolazione degli strumenti chirurgici, e una stalla, visuale libera dell'intero campo operatorio.

Sebbene i microscopi chirurgici non siano stati introdotti nelle sale operatorie neurochirurgiche fino al 1957, quando Theodor Kurze della University of Southern California ha rimosso un tumore benigno da un nervo cranico in un paziente di 5 anni, la neurochirurgia è oggi il mercato leader per i microscopi chirurgici.

Visualizzazione versatile, modalità di imaging integrato

La microscopia chirurgica ha fatto molta strada. Oltre all'ottica ad alta precisione e al design meccanico flessibile, sono ora incluse funzionalità di visualizzazione versatili come la visualizzazione 3D, così come modalità di imaging integrate. Visualizzazioni di realtà aumentata, che ricoprono strutture della vita reale con, dire, immagini MRI o OCT delle strutture, migliorare la visualizzazione del campo chirurgico e le immagini multimodali. Tali capacità avanzate stanno cambiando la pratica clinica in sala operatoria, consentendo ai chirurghi di vedere meglio ed eseguire procedure impegnative con maggiore facilità e successo.

Le modalità di imaging iperspettrale (HSI) e laser speckle contrast imaging (LSCI) sono particolarmente promettenti poiché possono essere utilizzate su richiesta in qualsiasi momento durante l'intervento chirurgico e forniscono abbondanti dati diagnostici in tempo reale come modalità di imaging senza contatto e senza etichette. Ma e Fei notano che sia l'HSI che l'LSCI aggiungono pochissima complessità al sistema e richiedono uno sforzo minimo per l'adozione da parte dei medici.

Le capacità di visualizzazione e le tecnologie integrate nei microscopi chirurgici continuano ad espandersi. Con tecnologie di comunicazione avanzate e piattaforme assistite dalla realtà aumentata ben sviluppate, i grandi gruppi potranno partecipare a distanza alle procedure chirurgiche, condivisione di una visione chiara del campo chirurgico tramite cuffie, smartphone, o grandi schermi per sale conferenze.

Le piattaforme di visualizzazione robotizzate consentono libertà di movimento al chirurgo e consentono all'intero team di osservare strutture dettagliate. Tecnologie integrate, come uno strumento di microispezione endoscopica, può consentire al chirurgo di "segnalare" una posizione del campo chirurgico e visualizzare la stessa struttura da diverse angolazioni. Tali sistemi arricchiscono il concetto di microscopio chirurgico con molteplici tecnologie all'avanguardia e forniscono anche evidenti vantaggi nel tempo, funzionalità, ed ergonomia.

Utilizzato per la prima volta in otorinolaringoiatria, i microscopi chirurgici stanno contribuendo a una vasta gamma di microchirurgia, dalla ricostruzione linfatica alla riparazione dei nervi. Si può prevedere un aumento dell'uso clinico dei microscopi chirurgici, e in una più ampia gamma di applicazioni chirurgiche.