胸外科领域正越来越多地依赖虚拟现实、增强现实和混合现实技术，这些技术可同时提升临床工作流程和外科教学。空间成像带来了显著的视觉进步，改变了临床医生与医学数据交互的方式。由此获得的更深入解剖理解有助于做出更明智的决策，加强术前准备，并拓展高保真培训的机会。

沉浸式数字孪生

Zalepugas D, Buermann J, Senkel S, Schmidt N, Ziegler AM, Kurz R, Schmidt J, Feodorovici P, Arensmeyer J (2025) The potential of Real-Time volume-rendered 3D Imaging in immersive virtual reality (VR) for surgical planning in infants with congenital thoracic malformation (CTM). Computational and Structural Biotechnology Journal.

先天性胸部畸形是一类罕见的肺部和气道结构性畸形，通常需要早期手术干预以防止呼吸并发症的发生。为确定最佳手术策略，首先使用传统2D影像评估婴儿CT扫描，然后对转换为以下形式的相同解剖结构进行分析： Medicalholodeck 中的交互式3D模型. VR可视化提高了整体诊断准确性，尤其对经验较少的外科医生而言，可能导致手术方案的调整。

虚拟现实技术还应用于一例远端主动脉弓扩张性胸主动脉瘤患者的治疗。该 患者CTA数据的3D重建 实现了对动脉瘤与周围结构关系的精确评估，包括严重粘连区域。这种详细的可视化支持制定精细化的手术方案。动脉瘤成功被人工血管替换，患者术后恢复顺利，无并发症。

全息手术规划

Medicalholodeck 集成了混合现实和增强现实功能，使外科医生能够将交互式3D模型作为全息叠加投射到患者身上。这种方法应用于三个 涉及胸壁和肋骨肿瘤的胸外科肿瘤病例. 与患者解剖结构对齐的实时全息图使外科团队能够调整组织渲染并评估肿瘤与邻近结构之间的空间关系。这凸显了混合现实在改善解剖定位和支持更精确术前规划方面的潜力。

AI肺部图谱

胸外科领域受益于AI分割技术——该过程相比手动描绘方法能够在更短时间内检测并分离解剖结构。当与增强现实结合时，这些分割后的3D模型使外科医生能够在手术视野中直接可视化暴露和隐藏的解剖结构。在一次胸腔镜肺段切除术中，这种集成使外科医生能够 将AI生成的肺部模型叠加到实时胸腔镜画面上, 即使被塌陷的肺段遮挡，也能显示静脉、支气管和肿瘤组织的位置。这种增强的解剖定位支持更安全的分离和更精确的操作。

基于病例的教学

以患者为中心的方法是外科实践的基础，因为每个病例都具有独特的解剖和临床挑战。因此，基于病例的学习在医学教育中占据重要地位。虚拟现实通过提供沉浸式学习环境进一步拓展了这一方法。

多发肋骨骨折伴碎片移位（左）及继发性血气胸（右）的展示。

研究生医学学生参与了一个VR课程，使他们能够在胸外科创伤学、胸部感染学和胸外科肿瘤学领域中探索3D患者数据。 在 Medicalholodeck 中与模型交互 增强了他们对复杂空间关系的理解，并加深了对相关外科病理的认识。

空间影像通过实现精细的数字孪生重建，推动胸外科发展，从而加强诊断评估和术前规划。在此基础上，AR和MR引入全息叠加，提高床旁和手术室中的空间定位能力。AI驱动的分割通过快速生成精确的解剖模型进一步增强这些平台，从而清晰呈现关键结构。这些技术共同推动胸外科向更精确、更高效、更有依据的方向发展。

如何开始

Medicalholodeck 与安全的医院系统集成，提供 PACS 访问、符合 HIPAA 标准的数据处理和全面的患者数据安全。它可在立体 3D 显示器、VR 头显、移动设备和标准 Windows 系统上运行，从而在医院、教室和培训中心实现灵活使用。

手术规划的专门功能仅限于 Medical Imaging XR PRO。目前，Medicalholodeck 仅可用于教育用途。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上市。

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