一种特殊的手术显微镜

用于短波红外光的传感器直到近期才变得容易获得

“先进的一代图像传感器现在使手术显微镜具有新功能成为可能：实时处理和显示短波红外光谱中的图像，”比勒费尔德大学物理学院的Thomas Huser教授说。畅丰是生物医学光子学的专家，致力于开发新型显微镜方法。他和他的团队一起，正在构建和使用高分辨率显微镜，同时开发用于图像处理的软件。

带有传感器的显微镜（如手术显微镜）首先需要自动分析和处理记录的图像信号。

为了使手术显微镜可以显示短波红外信号，畅丰和他的团队正在开发自己的软件，该软件可以过滤出短波红外光谱之外的光并计算图像的三维视图。“此外，软件需要产生颜色对比。这种彩色标记使得很容易区分，例如，神经和软组织，“解释说。该软件需要实时显示视频图像，以便手术室中的外科医生可以准确地工作，并且在看到他们的干预对手术领域的影响时不会遇到任何延迟。

在大学医院使用新显微镜进行研究

为了在实践中测试手术显微镜，该项目初期将用它来治疗胆脂瘤 - 一种慢性中耳产脓性炎症。显微镜将在大学医院OWL的Klinikum Bielefeld的耳鼻喉科，头颈部外科进行测试。该诊所在全国范围内进行较多的胆脂瘤手术 - 每年进行650次手术。

“如果胆脂瘤仍未得到治疗，可能会导致严重的损害，”Klinikum Bielefeld大学耳鼻喉科，头颈外科主任，医学博士，FRCS，FRCPath教授Holger Sudhoff教授说。他是OWL医学院的成员。“在这种情况下，慢性炎症会破坏三个听觉小骨，使受影响的人在该耳朵中变得听力困难，”Sudhoff解释说。在后期阶段，炎症也可导致面瘫、脑膜炎和颅内脓肿。胆脂瘤通常伴有严重的骨破坏，可由中耳感染或鼓膜缩回延伸到中耳引起。

常见的手术显微镜达到极限

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手术显微镜仅在人类可见的光范围内工作，通常用于诊断，手术和后续护理。“它们帮助我们确定细菌生物膜是否已经形成，”Sudhoff说。如果胆脂瘤被细菌发炎，它会生长得更快，并更严重地损害邻近的骨骼。然而，使用标准显微镜通常看不到细菌定植的扩散程度，因为例如，出血会掩盖生物膜。

除显微镜检查外，专家还使用计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）来诊断胆脂瘤。然而，这不能区分中耳中可能存在的液体和胆脂瘤。磁共振成像也用于准备手术。虽然它提供了比CT更高的分辨率，但缺点是它不能足够准确地显示听小骨的细节。

使用显微镜能够除去细菌侵扰

项目团队期望新的SWIR显微镜具有许多优势。它能够看穿血液并区分细菌感染的组织，骨骼，神经和软组织尤为重要。“在手术过程中，这将使外科医生能够看到中耳中仍然存在的剩余细菌定植的位置，”医疗技术公司慕尼黑外科成像（MSI）的项目协调员Hans Kiening博士说。“这使他们能够清除感染区域，否则可能导致新的胆脂瘤的发展。MSI正在提供一种已经用于手术的手术显微镜，并提供高分辨率图像。新项目正在这一发展的基础上再接再厉。

与传统显微镜相比，未来的SWIR显微镜也将能够透过软组织进行观察。这也将使得检查光学隐藏区域成为可能。然后，外科医生将能够看到内耳中的骨质是否已被细菌定植或损坏。此外，显微镜应提高患者安全性。如果外科医生能够准确地看到和区分内耳，那么破坏敏感结构（如面神经或内耳迷宫）的风险就会降低。