Neurosurgery:新的神经外科模拟系统能够带来逼真感受

2012-10-09 18:53 来源:丁香园 作者:geniusgodyu
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《Neurosurgery》杂志(神经外科学会的官方期刊,由Wolters Kluwer Health公司旗下的Lippincott Williams &Wilkin公司出版)9月刊的一篇论文中介绍:一种新的虚拟现实模拟器(包含专业3D图像和逼真触感)能够让神经外科受训者练习脑肿瘤手术所必须的技能和技术。

系统原型叫作“Neuro Touch”,使用3D图像和逼真触觉技术,练习脑肿瘤手术普通任务能获得真实感很强的视觉和触觉。Sébastien Delorme是文章的主要作者,博士,加拿大国家研究委员会成员。他和同事们相信,NeuroTouch系统可以帮助神经外科医师进行训练,“掌握和评估手术技能”。

NeuroTouch是加拿大国家研究委员会的超过50个专家(其中包含超过20家加拿大教学医院的外科医师)组成的研究小组所研发而成的。目的是设计一套模拟系统为神经外科受训者提供练习基础手术技能的机会。

NeuroTouch软件产生3D图像,模拟神经外科医师手术中通过操作显微镜看到的景象——包括鲜活的脑组织、血管和肿瘤。系统也含有触觉工具操控器,产生逼真触觉模拟外科医师手术中的感觉。模拟器可以在那些玩普通游戏差不多配置的电脑上很好地运行。

研究人员使用NeuroTouch模拟普通神经外科手术过程设计训练任务。在一项任务中,外科医师需要将肿瘤切除,但不伤及正常组织,使用2种不同的吸引装置。在这个模拟过程中,系统产生触觉和视觉让操作者区分正常组织和肿瘤组织。

在另一个任务中,外科医师必须切除血管化的肿瘤(容易出血)并控制出血量。血管和组织看起来就和真的一样,包括正常的搏动。在外科医师使用切割工具时血管就会出血,而使用模拟止血工具(电极)时就会停止出血。

两个任务都是使用真实患者的3D重建和磁共振影像扫描数据研发的。随着研发的进展,这个系统就不只是用在基础操作过程,甚至可以让神经外科医师根据患者本人的MRI扫描模拟和练习真实的手术。

在研发的过程中,研究人员得到了一家教学医院咨询网络的反馈。3D图像受到了表扬,尽管触觉模拟系统受到了批评。使用这个系统的外科医师还建议模拟器的使用应根据人体工学以进行改进。

神经外科住院医师训练计划的难点在于优化它们的资源使住院医师获得最多的训练机会。大约90%的外科训练都是在手术室获得的,在那里住院医师通过辅助外科医师进行数百次手术后了解操作过程。

医疗模拟器——类似那些训练民航飞行员的设备——越来越多的人认为它比传统外科训练性价比更高。比如说,一种商用模拟器已经证实能够帮助训练者提高微创胆囊手术速度,降低患者损伤风险。

NeuroTouch有望成为一个极有前景的工具,将虚拟现实技术扩展到一般和重要神经外科手术技能的教授领域。虽然它不是第一个神经外科模拟器,但是相较以前的系统有了很大的提高,特别是实时图像和触觉模拟方面。

下一步研究人员将在真实的神经外科训练计划中评估这个新的系统。“第一代NeuroTouch原型已经在加拿大全国范围内的7个教学医院进行了安装,用作beta测试和确认,以及评估整合进入神经外科训练科目。”Delorme和他的同事们相信,新一代的NeuroTouch模拟器的研发已经在世界范围内开展。

编辑: yujianyu

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