虚拟现实在儿科精准手术中的应用

视频辅助胸腔镜手术治疗先天性囊性肺畸形，同时保护健康组织，但外科医生需要详细的患者特异性见解，而二维和三维视图往往无法提供。南京医科大学和青海大学的研究人员利用Medicalholodeck创建了患者特异性3D VR模型，提高了复杂解剖结构的识别和空间理解能力。

利用空间3D成像改进胸腔镜

胸腔切开术长期以来一直是肺部疾病外科治疗的基石。胸腔镜提供了一种保护组织的替代方案，可以显著改善患者恢复。与开放手术相比，胸腔镜手术出血较少，恢复较快，健康肺组织损失最小。

胸腔镜技术要求高，需要对复杂肺部解剖有出色的空间理解。传统的2D或静态3D成像往往不足以进行精确的术前规划。

相比之下，3D虚拟现实模型将标准医学影像转化为动态的交互式表现，增强了解剖理解，使更准确和个性化的手术准备成为可能。

术前虚拟现实重建及靶血管和支气管结构的相应术中可视化。A 术前虚拟现实三维重建规划图。B 术中情况。（CPAM：先天性肺气道畸形；A⁶：通往下叶上段的肺动脉；V⁶：来自下叶上段的肺静脉；A¹⁰：后基底段肺动脉；V¹⁰：后基底段肺静脉；B⁶：通往下叶上段的支气管；B¹⁰：后基底段支气管）

虚拟现实在术前规划中

本研究的主要目的是评估独立头盔在儿科胸腔镜肺段切除术术前规划中的实用性。分析了十九例接受胸腔镜解剖性肺段切除术的儿科患者。使用患者特异性的三维模型，基于 Medical Imaging XR, 基于增强对比CT数据。

使用Medicalholodeck软件的常规计算机断层扫描与虚拟现实重建的比较可视化。A 常规CT横断面视图。B 常规CT冠状面视图。C 常规CT矢状面视图。D 虚拟现实三维虚拟重建。（CPAM：先天性肺气道畸形）

模型重建后，手术团队在虚拟现实环境中协作审查病变与邻近关键结构之间的空间关系。为了验证解剖学的准确性，两名具有副教授级别或更高职称的独立主治医师评估了所有术前影像，重点关注肺动脉分支、血管口径和静脉走行的准确性。

基于此术前计划，胸腔镜手术在虚拟现实导引标志的指导下，顺序解剖目标血管和支气管。虚拟现实重建促进术中导航的有效性持续得到评估。

更安全的胸腔镜切除

所有19例手术均成功通过胸腔镜完成，未转为开胸手术。术前虚拟现实重建相比传统CT提供了更优的解剖描绘，两名独立评估者确认了对肺段支气管分支及肺血管空间关系的增强视觉化。

术前虚拟现实重建与一名接受左下叶S9+S10联合节段切除术患者的术中手术图像相符。A 术前虚拟现实重建的A⁶、A⁸、A⁹、A¹⁰。B 和 C 手术过程中处理情况：A⁸、A⁹、A¹⁰等。D 术前虚拟现实重建的A⁹、A¹⁰、V⁹等。E 和 F 手术中的处理情况：A⁹、V⁹、V¹⁰等。（A⁶：上段肺动脉；A⁸：前内基底段肺动脉；A⁹：外侧基底段肺动脉；A¹⁰：后基底段肺动脉；V⁶：上段肺静脉；V⁸：前内基底段肺静脉；V⁹：外侧基底段肺静脉；V¹⁰：后基底段肺静脉；B⁹⁺¹⁰：外侧基底段支气管和后基底段支气管）

在复杂病例中，VR技术实现了对病变边界的精确评估，促进了扩展切除的早期规划，以确保受影响区域的完全切除。VR 3D重建技术已改变了联合节段切除术中的精准计划。

在具有高风险血管变异的复杂病例中，VR提供了异常解剖的动态立体可视化。外科医生能够术前排练解剖平面，降低了因无意中损伤血管而导致灾难性出血的风险。

空间成像的优势

使用增强对比CT和3D-CTBA的传统术前评估要求临床医生从2D显示中心理重建3D关系。HMD-VR系统通过提供CT数据的沉浸式3D渲染克服了这些限制。外科医生可以旋转模型，观察病变与关键结构之间的空间关系，并模拟手术轨迹，从而增强术前规划、准备和个性化。

虚拟现实提供动态、交互式的全息模型，复制自然的内镜视角，减少对空间想象的依赖。虚拟现实的好处还扩展到团队协作，支持共享沉浸式可视化，促进复杂病例中的多学科讨论和共识建立。

如何开始使用Medicalholodeck

Medical Imaging XR使临床医生能够在沉浸式空间环境中进行可视化、评估和协作。它允许与特定患者的3D模型进行实时交互，增强解剖理解，改善诊断准确性，并支持更精确的手术规划。

Medicalholodeck集成了安全的医院系统，提供PACS访问、符合HIPAA的数据处理和完整的患者安全保障。它可在VR头盔、PC、iPad和iPhone上运行，适用于医院、教室和培训中心的灵活使用。

外科规划的专用功能仅限于获得FDA认证的Medical Imaging XR PRO。

目前，Medicalholodeck仅供教育使用。该平台正在进行FDA和CE认证，我们预计Medical Imaging XR PRO很快将在美国和欧盟市场提供。