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可視化虛擬現實技術借專家一雙透視眼 讓手術病灶「眼見為實」

2021-07-31
来源:香港商报网
    兩年前,美國荷里活推出的一部科幻片《頭號玩家》,給廣大觀眾帶來了酷炫的視覺享受。影片中,人們戴上VR設備,就進入了一個奇妙的遊戲宇宙中,電影中虛擬世界帶給人類未來的巨大衝擊和改變。如今,「頭號玩家」的場景在哈爾濱醫科大學附屬第一醫院一間手術室里真實上演。
 
 
    今年6月中旬到現在,這樣神奇的場景已經連續多次真實地「上演」在哈爾濱醫科大學附屬第一醫院一間手術室里。由該院數字骨科及生物技術診療中心主任楊磊教授,帶領劉偉、王大為、王曉宇等專業團隊,運用最新的「3D可視化+MR拓影系統」,即混合現實技術,為多例骨折患者圓滿地接續了斷骨,預後效果均很滿意。其中,一名66歲的女患者在團隊精心的操作下,成功接受了右側肱骨髁粉碎骨折切開復位內固定術。在手術現場,同時存在着「兩副」病變的真實模型:一個在接受手術的傷者體內,一個則在楊主任和手術助手的MR拓影系統眼鏡里。
 
    這是一台充滿未來科技感的手術:操作台前,楊磊教授佩戴上我國自主研發的拓影手術導航系統(MR眼鏡),根據患者原始CT數據,進行了1:1不規則骨關節內複雜粉碎骨折病灶3D可視化重建,通過3D可視化系統,專家團隊清晰地看到傷者右側肱骨遠端骨折的程度、移位的方向,以及骨與關節和周圍血管、神經組織的位置關係;繼而在醫生電腦閱片端進行了手術預演,完全模擬了手術復位固定的全過程。由於有了這套拓影手術導航系統「透視眼」的幫助,讓病灶「眼見為實」,楊磊團隊因此制定了精準的手術方案。
 
 
    據了解,這位女傷者是不規則骨關節內複雜粉碎骨折,術中同時利用3D可視化和MR(混合現實)拓影系統兩種高新技術手段,完全顛覆了傳統骨科手術操作的模式,使手術時間縮短了近一倍,術中復位滿意,固定可靠,無副損傷,術後早期進行功能康復,並提前出院,獲得了理想的療效,大大降低了手術風險,減輕了病人的經濟負擔。尤其讓傷者本人非常欣慰的是,術前例行的醫患溝通中,醫生為她演示了手術的每一步驟和環節,使患者在微電影一樣的場景中預先「看到」自己的斷骨修復過程。
 

    從「瞭然於心」到「歷歷在目」
 
    據楊磊介紹,「以往傳統手術時,醫生只能藉助CT等數據來判斷手術位置,且手術方案僅能靠經驗和大腦所形成的空間角度和深度想像,其精準性難以保證。尤其是對於骨科複雜手術、不規則骨關節內複雜粉碎骨折手術來說,差之毫厘謬以千里;而作為全新的數字全息影像技術,「MR拓影系統+3D可視化技術」通過電腦端的3D可視化閱片軟件模擬術前規劃、測距、角度測量、血管距離、血管直徑、體積、面積測量等操作步驟,醫生甚至可以輕鬆旋轉、放大每一個細節,讓患者的病灶大小及位置從「瞭然於心」到「歷歷在目」。有效提高了骨科手術質量。
 
    現階段,MR拓影系統投用於外科已是大勢所趨,特別對肝膽胰腺外科、胸外科、神經外科、心臟大血管外科、泌尿外科、骨科等精準外科手術來說,這樣的「黑科技」無疑是最好的「神助攻」,並大有用武之地。臨床實踐表明,「複雜手術可視化診療、評估與計劃系統,在精準外科手術中對病灶的精確定位尤為重要,有了這類MR拓影系統,可以幫助醫生縮短手術時間、減輕患者的手術創傷、增加手術的精確度、增加手術的成功率。」圍繞實現多模態影像輔助「精準外科」手術這一目標,楊磊團隊還與東北林業大學邱兆文教授科技團隊聯手,積極搭建多學科跨界的「醫工結合」的研究平台,以使人工智能及混合現實三維可視化技術向縱深拓展,助力骨科「精準醫療」高質量發展。
 

    傳統骨科診療模式迎來重大變革
 
    有業內專家評價指出,隨着數碼化技術與骨科學的聯繫日益緊密,傳統骨科學診療行為模式發生了深刻變革,逐步從經驗化、大體化、輪廓化向標準化、精準化、個性化及數碼化的方向邁進。3D可視化技術、MR拓影手術導航系統、3D打印技術的「集體亮相」,為實現各種骨科手術個體化、精準化勾勒了美好的「願景」。邱兆文教授表示:他們科技團隊目前已經研發了多項具有自主知識產權的智能輔助診斷軟件系統,並已在北京、上海、廣東、黑龍江等省市等多家3D醫學智能中心大面積推廣應用。
 
    楊磊說,此前的類似手術,外科醫生要通過影像檢查了解病變詳情;還要對人體解剖結構有着極深造詣,並且要有很強的空間感。同時要把二維的影像在腦內形成一個立體的影像,每一項經驗技能都需醫生長期訓練。通過3D醫學影像可視化技術+MR(混合現實)拓影系統相結合,醫生就能很好地投入術前操作演練,通過精確術前評估,精密手術規劃,精細手術作業和精良術後處理而達到最佳醫療效果,並可最大限度地避免醫源性失誤。

    3D可視化+MR拓影系統,未來可期
 
    楊磊表示,現在,數碼技術已逐步被引入許多醫療診療當中,包括人工智能技術、混合現實技術、3D打印技術、MR導航及其他數字骨科技術等。這些技術不斷給外科醫生賦能,使複雜的手術變得簡單化,簡單的手術越來越精準化,精準的手術更加個體化,成為外科手術未來的重要前進方向。(裴振萍 王琳 衣曉峰 王文博)
 
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