摘要：隨著AR技術(shù)的不斷發(fā)展和與手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的整合，改善手術(shù)效果和改變醫(yī)療的可能性是無(wú)限的。

著名商業(yè)雜志《福布斯》近期刊文指出，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)已成為外科導(dǎo)航領(lǐng)域游戲規(guī)則的改變者，徹底改變了復(fù)雜手術(shù)的操作方式，并顯著改善了患者的預(yù)后。這些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)和醫(yī)學(xué)的力量，通過(guò)將全息圖像、注解說(shuō)明、測(cè)量和虛擬器械直接疊加到患者身體上，為外科醫(yī)生提供了無(wú)與倫比的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)引導(dǎo)和獨(dú)特視角，提高了手術(shù)的精度和效果，已經(jīng)在世界各地許多拯救生命和改善生活的手術(shù)中產(chǎn)生了重大影響。

AR外科導(dǎo)航的當(dāng)前用途

去年年底，全美骨科排名第一的紐約特種外科醫(yī)院 （Hospital for Special Surgery）成功進(jìn)行了紐約州首例AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)引導(dǎo)的脊柱手術(shù)。該手術(shù)使用美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)用于脊柱手術(shù)導(dǎo)航的首個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 系統(tǒng)，對(duì)一名28 歲男性患者成功進(jìn)行了脊柱減壓和融合手術(shù)。AR導(dǎo)航將患者解剖結(jié)構(gòu)3D圖像疊加到外科醫(yī)生的手術(shù)視野中，使醫(yī)生能夠在手術(shù)過(guò)程中直接看到患者的3D脊柱解剖結(jié)構(gòu)，以便準(zhǔn)確引導(dǎo)器械并放置手術(shù)植入物，同時(shí)直接看著患者而不是電腦屏幕，實(shí)現(xiàn)了更精確、更高效、更安全的手術(shù)。

目前，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)已經(jīng)成功地廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)，在患者護(hù)理和手術(shù)效果方面取得了重大進(jìn)展。一些應(yīng)用非常值得關(guān)注：

神經(jīng)外科

AR技術(shù)為外科醫(yī)生提供了精準(zhǔn)的可視化導(dǎo)航能力，從而徹底改變了神經(jīng)外科手術(shù)。它允許精確規(guī)劃和執(zhí)行精細(xì)的手術(shù)，如腫瘤切除、脊柱手術(shù)和深度腦部刺激。

骨科手術(shù)

基于AR的手術(shù)導(dǎo)航在矯形骨科手術(shù)中尤其有益，如關(guān)節(jié)置換和脊椎手術(shù)。外科醫(yī)生可以精確對(duì)齊植入物，準(zhǔn)確跟蹤骨骼結(jié)構(gòu)，確保最佳放置，從而改善功能效果并減少并發(fā)癥。

微創(chuàng)手術(shù)

AR技術(shù)提供的實(shí)時(shí)引導(dǎo)和可視化顯示，比以前使用的機(jī)器人輔助導(dǎo)航，侵入性更小，也更準(zhǔn)確，顯著推進(jìn)了微創(chuàng)手術(shù)。外科醫(yī)生借此可以更精確地駕馭復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，減少并發(fā)癥，加快患者康復(fù)。

對(duì)外科醫(yī)生和患者的好處

AR導(dǎo)航系統(tǒng)為外科醫(yī)生和患者提供了許多好處。

外科醫(yī)生受益于增強(qiáng)的空間意識(shí)、改進(jìn)的精確性和減輕的認(rèn)知負(fù)荷。該系統(tǒng)的直觀性使他們能夠?qū)Ｗ⒂谑中g(shù)部位并做出明智的決定，最終獲得更好的結(jié)果。

對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，AR系統(tǒng)的使用最大限度地減少了手術(shù)的侵入性，降低了并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，縮短了恢復(fù)時(shí)間。該技術(shù)使外科醫(yī)生能夠?qū)嵤┚_的切口和干預(yù)，提高了手術(shù)的整體安全性和成功率。

此外，AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)可以顯著減少額外的輻射暴露，例如熒光透視和X射線。傳統(tǒng)的方法通常需要多次成像掃描來(lái)指導(dǎo)外科醫(yī)生，這可能會(huì)導(dǎo)致醫(yī)療團(tuán)隊(duì)和患者的輻射暴露增加。相比之下，AR導(dǎo)航依賴于預(yù)先存在的成像數(shù)據(jù)，如MRI（核磁共振）或CT掃描，這些數(shù)據(jù)可以直接集成到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中。這使外科醫(yī)生能夠在手術(shù)過(guò)程中，無(wú)需進(jìn)行連續(xù)的X射線或熒光檢查，便可獲得患者手術(shù)部位解剖結(jié)構(gòu)的可視化顯示和精確導(dǎo)航。

需要克服的挑戰(zhàn)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航在提高手術(shù)精度和效果方面顯示出巨大的前景。但隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，挑戰(zhàn)也隨之而來(lái)。

挑戰(zhàn)1 ：不適和可穿戴性問(wèn)題

歷史地看，AR頭顯笨重，不利于長(zhǎng)時(shí)間佩戴。微軟開(kāi)發(fā)了一種更符合人體工程學(xué)的頭顯——HoloLens 2來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，多家醫(yī)療公司圍繞HoloLens 2打造了相關(guān)產(chǎn)品，該頭顯正在主導(dǎo)AR醫(yī)療保健市場(chǎng)。

還有一些公司已研究開(kāi)發(fā)出了更輕便的可用于手術(shù)導(dǎo)航的AR眼鏡。

挑戰(zhàn)2 ：資金

AR需要具有先進(jìn)成像能力的手術(shù)室和硬件、軟件、培訓(xùn)及人員等費(fèi)用。隨著技術(shù)的發(fā)展和更實(shí)惠的解決方案的發(fā)現(xiàn)，AR的成本將會(huì)降低。也就是說(shuō)，AR手術(shù)確實(shí)存在一些便宜的選擇，當(dāng)然這取決于開(kāi)發(fā)商。目前，大多數(shù)大醫(yī)院可以負(fù)擔(dān)得起手術(shù)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)解決方案。此外，AR手術(shù)導(dǎo)航還可以節(jié)省隱性成本，如因人為失誤、手術(shù)失誤或其他醫(yī)療事故引發(fā)的潛在訴訟。AR可以很好地補(bǔ)充醫(yī)生的專業(yè)知識(shí)和能力，從而獲得更好的手術(shù)結(jié)果。

挑戰(zhàn)3 : 培訓(xùn)醫(yī)生和熟練掌握技術(shù)

外科醫(yī)生需要精通AR系統(tǒng)才能充分獲益。醫(yī)院應(yīng)提供培訓(xùn)計(jì)劃和持續(xù)支持，以確保外科醫(yī)生在使用AR進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航時(shí)感到舒適和熟練。有了適當(dāng)?shù)闹С趾蛯?shí)施，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以成為一種改變游戲規(guī)則的解決方案，以全面提升手術(shù)水平。

挑戰(zhàn)4 ：AR技術(shù)的新穎性

盡管美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局已經(jīng)批準(zhǔn)了一批AR手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，但許多外科醫(yī)生對(duì)嘗試這些看似科幻小說(shuō)的系統(tǒng)持非常謹(jǐn)慎的態(tài)度。為了醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，急需提高人們對(duì)這項(xiàng)已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)并可立即使用的開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

AR在外科導(dǎo)航中的未來(lái)

未來(lái)AR在外科導(dǎo)航中具有巨大的潛力，預(yù)計(jì)它可以在以下兩個(gè)主要領(lǐng)域徹底改變醫(yī)療和改善患者預(yù)后：

增強(qiáng)精確度和個(gè)性化

AR技術(shù)將會(huì)繼續(xù)進(jìn)步，為外科醫(yī)生提供更高的精確度和個(gè)性化引導(dǎo)。實(shí)時(shí)術(shù)中成像、患者特定解剖覆蓋和預(yù)測(cè)分析，將進(jìn)一步優(yōu)化手術(shù)決策和結(jié)果。

外科教育和培訓(xùn)

基于AR的外科導(dǎo)航系統(tǒng)，將在醫(yī)學(xué)教育中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。它使學(xué)生和培訓(xùn)者能夠以身臨其境的互動(dòng)方式觀察和學(xué)習(xí)外科手術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以幫助人彌合理論和實(shí)踐之間的差距，提高未來(lái)的外科醫(yī)生的技能和手術(shù)熟練程度。此外，AR有可能幫助遠(yuǎn)程醫(yī)療，使遠(yuǎn)程外科醫(yī)生能夠在世界任何地方協(xié)助進(jìn)行復(fù)雜的手術(shù)。

對(duì)于小型醫(yī)院來(lái)說(shuō)，AR手術(shù)導(dǎo)航可能還不是優(yōu)先選項(xiàng)。然而，對(duì)于財(cái)力雄厚的大型醫(yī)院和企業(yè)醫(yī)院來(lái)說(shuō)，AR應(yīng)該是首要考慮因素。很可能在不久的將來(lái)，沒(méi)有AR手術(shù)導(dǎo)航的醫(yī)院將會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)能力。

隨著AR技術(shù)的不斷發(fā)展和與手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)的整合，改善手術(shù)效果和改變醫(yī)療的可能性是無(wú)限的。這些成就為外科導(dǎo)航的進(jìn)一步創(chuàng)新進(jìn)步鋪平了道路，醫(yī)療專業(yè)人士、技術(shù)專家和研究人員之間的持續(xù)合作無(wú)疑將塑造AR醫(yī)療的未來(lái)。隨著該領(lǐng)域的不斷發(fā)展，未來(lái)AR外科導(dǎo)航將會(huì)在全球范圍內(nèi)引起醫(yī)療領(lǐng)域的巨大革命性的改變。

文/維克多（文中未標(biāo)注的圖片均來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

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