مقاله سونوفیکاسیون مبتنی بر فیزیک iOCT برای آگاهی از تعامل بلادرنگ در تزریق زیرشبکیه

تزریق زیرشبکیه‌ای یک روش ظریف ویترئور‌تینال است که نیازمند قرارگیری دقیق سوزن در فضای زیرشبکیه‌ای و اجتناب از سوراخ شدن اپیتلیوم رنگدانه‌ای شبکیه (RPE) است؛ لایه‌ای که مستقیماً زیر ناحیه هدف قرار دارد و ظرفیت بازسازی بسیار محدودی دارد. برای بهبود درک عمق در حین پیشروی کانولا، توموگرافی همدوسی اپتیکی حین عمل (iOCT) تجسم مقطعی با وضوح بالا از تعامل سوزن و بافت را ارائه می‌دهد؛ با این حال، تفسیر این تصاویر نیازمند توجه بصری مداوم در کنار نمای روبه‌رو (en face) میکروسکوپ است، که بار شناختی را در مراحل حیاتی افزایش داده و تقاضای بیشتری بر کنترل حس عمقی جراح وارد می‌کند. در این مقاله، ما یک چارچوب ساختاریافته و بلادرنگ برای تبدیل صدا (sonification) را پیشنهاد می‌کنیم که برای نگاشت قابل گسترش ویژگی‌های آناتومیکی مشتق شده از iOCT به بازخورد شنیداری ادراکی طراحی شده است. این روش از یک مدل صوتی الهام گرفته از فیزیک استفاده می‌کند که توسط لایه‌های شبکیه‌ای تقسیم‌بندی شده از جریانی از اسکن‌های B-scan iOCT هدایت می‌شود، و حرکت سوزن و جابجایی لایه‌های شبکیه‌ای ناشی از تزریق به عنوان ورودی‌های تحریک‌کننده برای مدل صدا عمل می‌کنند و امکان ادراک موقعیت ابزار و تغییر شکل شبکیه را فراهم می‌آورند. در یک مطالعه کنترل شده با کاربران (۳۴ نفر)، این روش تبدیل صدا به صدا، دقت بالایی در شناسایی لایه‌های شبکیه و تشخیص قوی رویدادهای مرتبط با تغییر شکل شبکیه را نشان داد و به طور قابل توجهی از روش پایه پیشرفته در شناسایی کلی رویدادها (۸۳.۴٪ در مقابل ۶۰.۶٪، p < ۰.۰۰۱) بهتر عمل کرد، که این بهبود عمدتاً ناشی از تشخیص بهتر تغییر شکل شبکیه ناشی از تزریق بود. ارزیابی توسط متخصصان (۴ نفر) ارتباط بالینی و کاربرد بالقوه روش را در حین عمل تأیید کرد. این نتایج، تبدیل صدا به صدا ساختاریافته iOCT را به عنوان یک روش مکمل قابل دوام برای هدایت جراحی بلادرنگ در تزریق زیرشبکیه‌ای معرفی می‌کند.

Subretinal injection is a delicate vitreoretinal procedure requiring precise needle placement within the subretinal space while avoiding perforation of the retinal pigment epithelium (RPE), a layer directly beneath the target with extremely limited regenerative capacity. To enhance depth perception during cannula advancement, intraoperative optical coherence tomography (iOCT) offers high-resolution cross-sectional visualization of needle-tissue interaction; however, interpreting these images requires sustained visual attention alongside the en face microscope view, thereby increasing cognitive load during critical phases and placing additional demands on the surgeon's proprioceptive control. In this paper, we propose a structured, real-time sonification framework designed for extensible mapping of iOCT-derived anatomical features into perceptual auditory feedback. The method employs a physics-inspired acoustic model driven by segmented retinal layers from a stream of iOCT B-scans, with needle motion and injection-induced retinal layer displacements serving as excitation inputs to the sound model, enabling perception of tool position and retinal deformation. In a controlled user study (n=34), the proposed sonification achieved high retinal layer identification accuracy and robust detection of retinal deformation-related events, significantly outperforming a state-of-the-art baseline in overall event identification (83.4% vs. 60.6%, p < 0.001), with gains driven primarily by enhanced detection of injection-induced retinal deformation. Evaluation by experts (n=4) confirmed the clinical relevance and potential intraoperative applicability of the method. These results establish structured iOCT sonification as a viable complementary modality for real-time surgical guidance in subretinal injection.