隨著虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)和人工智能(AI)等新興技術(shù)的不斷發(fā)展,沉浸式虛擬逐漸從科幻概念走入現(xiàn)實,成為醫(yī)療領(lǐng)域中的重要創(chuàng)新力量。近期一項開創(chuàng)性的研究首次將沉浸式虛擬技術(shù)引入泌尿外科,特別是應(yīng)用于機器人輔助和腹腔鏡部分腎切除術(shù)(RAPN和LPN)的術(shù)前規(guī)劃中[1]。該研究不僅展示了沉浸式虛擬技術(shù)的實用性,更通過詳細(xì)的臨床數(shù)據(jù)和手術(shù)結(jié)果證實了其在提升手術(shù)精準(zhǔn)性和安全性方面的巨大潛力。
一、沉浸式虛擬技術(shù)的首次臨床應(yīng)用
這項研究首次將沉浸式虛擬技術(shù)應(yīng)用于泌尿外科手術(shù)中,醫(yī)生通過虛擬現(xiàn)實頭盔進(jìn)入虛擬空間,使用三維虛擬模型(3DVM)討論手術(shù)方案(圖1)[1]。這種沉浸式體驗打破了傳統(tǒng)手術(shù)規(guī)劃的局限,為遠(yuǎn)程合作提供了全新的可能性。
圖1(右上角的二維碼是YouTube視頻,用于展示整個沉浸式虛擬平臺的討論過程) [1]
二、高精度三維虛擬模型的引入
該研究使用了由Medics3D創(chuàng)建的高精度三維虛擬模型(HA3D),這些模型能夠以極高的精度顯示腎臟、腫瘤及血管的解剖結(jié)構(gòu)(圖2)[1]。醫(yī)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),不僅能夠查看這些結(jié)構(gòu),還可以“進(jìn)入”腎臟內(nèi)部,詳細(xì)分析血管與腫瘤的相互關(guān)系。這種可視化手段極大地提高了術(shù)前規(guī)劃的精準(zhǔn)性,特別是在復(fù)雜手術(shù)中,幫助醫(yī)生制定更為個性化的手術(shù)方案。
圖2 [1]
三、遠(yuǎn)程協(xié)作和手術(shù)規(guī)劃的創(chuàng)新
研究中,手術(shù)團(tuán)隊通過虛擬平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作,無需親臨現(xiàn)場即可參與術(shù)前討論。這種創(chuàng)新的合作方式為跨地域的手術(shù)討論和專家會診提供了全新的解決方案,在全球化醫(yī)療合作中具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。
四、實際數(shù)據(jù)支持
1. 病例概述(表1)[1]
該研究共納入了9名患者,這些患者均接受了機器人輔助或腹腔鏡部分腎切除術(shù)。患者的年齡跨度較大,手術(shù)涉及不同性別、病理類型和腫瘤大小的個體,為該技術(shù)在不同病例中的應(yīng)用提供了全面的支持。
- 患者基本信息:患者年齡從37歲到75歲不等,病變大小從33mm到57mm不等,臨床分期多為cT1,部分病例為pT1。
- 手術(shù)類型:5例為機器人輔助手術(shù),4例為腹腔鏡手術(shù),所有手術(shù)均在虛擬平臺討論后進(jìn)行。
2. 手術(shù)討論時間和效果
術(shù)前討論是手術(shù)規(guī)劃中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在虛擬平臺中進(jìn)行的術(shù)前討論時間較短,但效率極高。每次討論的中位時間為8分鐘(IQR:8-9分鐘)[1],表明虛擬現(xiàn)實技術(shù)在手術(shù)規(guī)劃中的高效性。醫(yī)生們能夠在短時間內(nèi)通過三維虛擬模型分析患者腎臟的血管分布和腫瘤位置,從而制定合理的手術(shù)策略。
3. 術(shù)前和術(shù)中的數(shù)據(jù)對比
根據(jù)三維虛擬模型的灌注分析,研究對9例手術(shù)制定了詳細(xì)的血管阻斷策略:
- 術(shù)前建議的阻斷策略:1名患者建議進(jìn)行全局阻斷,4名患者建議選擇性一階阻斷,4名患者建議選擇性二階阻斷。
- 術(shù)中實際實施的阻斷策略:盡管術(shù)前有明確的阻斷建議,但手術(shù)中部分醫(yī)生出于安全性考慮,選擇了更為保守的全局阻斷(5例患者)。最終,5名患者實施了全局阻斷,1名患者實施了選擇性一階阻斷,3名患者實施了選擇性二階阻斷。
4. 手術(shù)結(jié)果與并發(fā)癥情況
研究顯示,所有患者的手術(shù)均成功完成,并取得了較為理想的結(jié)果:
- 溫缺血時間:全局阻斷患者的中位溫缺血時間為17分鐘(IQR:17-18分鐘),選擇性阻斷患者的溫缺血時間更短[16 min(IQR 16–17.5)],顯示了選擇性阻斷策略在減少腎臟功能損傷方面的潛力[1]。
- 失血量:手術(shù)過程中患者的中位失血量為400立方厘米(IQR:300-400立方厘米),這對于部分腎切除術(shù)來說屬于可控范圍[1]。
- 并發(fā)癥:未發(fā)生術(shù)中或術(shù)后并發(fā)癥,所有患者的手術(shù)切緣均為陰性,顯示出沉浸式虛擬技術(shù)在提升手術(shù)安全性和精準(zhǔn)性方面的顯著優(yōu)勢。
表1 [1]
五、手術(shù)規(guī)劃中的實際應(yīng)用
沉浸式虛擬技術(shù)在該研究中的應(yīng)用為手術(shù)規(guī)劃帶來了巨大的優(yōu)勢。通過精確的三維模型和虛擬現(xiàn)實技術(shù),醫(yī)生能夠更清晰地了解患者的解剖結(jié)構(gòu),提前制定精細(xì)的手術(shù)方案。手術(shù)中,醫(yī)生還可以通過實時參考虛擬模型,確保每一步操作的準(zhǔn)確性,尤其是在血管阻斷和腫瘤切除中,避免了傳統(tǒng)手術(shù)中常見的盲區(qū)和誤判。
六、持續(xù)優(yōu)化的手術(shù)體驗
沉浸式虛擬技術(shù)通過沉浸式體驗和精確的3D模型,幫助醫(yī)生在手術(shù)前充分了解患者的具體情況,并在術(shù)中做出更為明智的決策。未來,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,醫(yī)生們可能會通過更加智能化的虛擬模型和人工智能算法,進(jìn)一步優(yōu)化手術(shù)流程,減少并發(fā)癥,提高手術(shù)的成功率。
七、結(jié)論
該研究通過實際的臨床數(shù)據(jù)和詳細(xì)的手術(shù)結(jié)果,證明了沉浸式虛擬技術(shù)在泌尿外科手術(shù)中的可行性和實用性。三維虛擬模型的引入顯著提高了手術(shù)規(guī)劃的精確性,遠(yuǎn)程協(xié)作為全球化醫(yī)療合作開辟了新的途徑。盡管沉浸式虛擬技術(shù)仍處于發(fā)展的早期階段,但其在手術(shù)規(guī)劃、遠(yuǎn)程醫(yī)療和醫(yī)療教育中的廣闊前景不可忽視。隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和成本的降低,沉浸式虛擬平臺有望成為未來醫(yī)學(xué)中的重要工具,推動醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)一步革新與進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
[1] E. Checcucci, D. Amparore, G. Volpi et al., Metaverse Surgical Planning with Three-dimensional Virtual Models for Minimally Invasive Partial Nephrectomy, Eur Urol, https://doi.org/10.1016/j.eururo.2023.07.015
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