增强现实技术帮助外科医生“看穿”组织

圣玛丽医院(St Mary’s Hospital)的外科医生和伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的研究人员进行了一系列手术,首次展示了外科医生如何在为接受下肢重建手术的患者进行手术时使用计算机生成的增强现实成像。

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CGI正在帮助外科医生在圣玛丽医院的重建手术中“透视”组织

微软的HoloLens耳麦是一种自给自足的电脑耳麦,它可以让佩戴者与“全息图”互动——通过耳麦可以看到电脑生成的物体。帝国理工的团队使用这项技术将CT扫描图像——包括骨骼和关键血管的位置——覆盖到每位患者的腿部,实际上使外科医生在手术过程中能够“看穿”肢体。

根据试验该技术的团队,这种方法可以帮助外科医生在重建手术中定位并重新连接关键血管,从而改善患者的预后。

在车祸或严重创伤后,患者可能会出现组织损伤或开放性伤口,需要进行重建手术。这里的组织取自身体的其他部位,包括皮肤和血管,用来覆盖伤口,使其愈合和正常愈合。这一过程中至关重要的一步是将“新”组织的血管与伤口部位的血管连接起来,这样含氧血液就可以到达新组织并使其存活。

研究小组由来自帝国理工学院NHS信托医疗保健中心的整形重建外科医生乔恩·西蒙斯和放射学顾问迪米特里·阿米拉斯博士以及外科和癌症学系研究员菲利普·普拉特博士组成,使用HoloLens耳机和增强现实模型进行了几个程序。这些病例包括一名在车祸中腿部受伤的41岁男子和一名踝关节复合骨折的85岁妇女。手术团队报告称,HoloLens在手术室是一种强大的工具,与超声定位血管的方法相比,该方法更可靠,耗时更少。

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外科医生的观点。
资料来源:Philip Pratt等人。Eur Radiol Exp, 2018 '

在试验该技术的过程中,5名需要进行腿部重建手术的患者接受了CT扫描,以绘制肢体结构,包括骨头的位置、血管的位置和路径。然后,Amiras博士将扫描图像分割成骨骼、肌肉、脂肪组织和血管,并将其加载到中间软件中,创建腿部的3D模型。

Amiras博士说:“圣玛丽医院是一个主要的创伤中心,这给了我们机会去尝试和改进术前重建组织的计划。在看了一些全息透镜的视频后,我联系了普拉特医生,看我们是否可以使用这种技术将CT上的信息直接带到手术室。随着时间的推移,扫描方案已经被优化,以提供出色的解剖图像,然而,一开始我们不得不依赖从3D CT重建中获取的解剖标志的粗略测量来指导手术。”

Simmons先生说:“AR技术在手术室的应用有一些非常令人兴奋的可能性。它可以帮助简化和提高部分重建程序的准确性。虽然这项技术不能取代临床团队的技能和经验,但它可能有助于减少患者在麻醉状态下花费的时间,并减少出错的余地。我们希望它能让我们为个别患者提供更有针对性的手术解决方案。”

该研究的主要作者菲利普·普拉特博士说:“我们是世界上首批在手术室成功使用全息透镜的团队之一。”该研究发表在《欧洲放射学实验》杂志上。“通过最初的一系列病例,我们已经证明了这项技术是有效的,它可以为手术团队提供好处。有了HoloLens,你可以看到腿的内部。你可以看到骨头,血管的运动轨迹,并能准确识别目标的位置。”

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