三維手術(shù)錄像技術(shù)提高腦血管病手術(shù)教學(xué)效果

王碩

1 三維手術(shù)影像錄像系統(tǒng)介紹

立體成像對(duì)于顯微神經(jīng)外科手術(shù)至關(guān)重要，神經(jīng)外科手術(shù)顯微鏡是雙光路設(shè)計(jì)，有兩支獨(dú)立的光路及一定夾角對(duì)物體成像，供雙眼觀察，能夠提高顯示圖像的層次感和立體感。在神經(jīng)外科顯微手術(shù)中，主刀術(shù)者可以在顯微鏡下看到異常清晰的立體手術(shù)野景象：蛛網(wǎng)膜薄如蟬翼，腦脊液在其下汩汩流動(dòng)；顱底血管神經(jīng)縱橫交錯(cuò)，層次清晰，細(xì)小的深穿支動(dòng)脈血管從大血管發(fā)出，穿行于血管神經(jīng)之間，最后匯入腦底面主要的結(jié)構(gòu)，正常腦組織解剖結(jié)構(gòu)、病變和重要結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系，在雙眼成像的主鏡視野下被準(zhǔn)確展示。在術(shù)者的決策過(guò)程中，具有縱深感的病變和周圍結(jié)構(gòu)關(guān)系為微創(chuàng)治療提供了關(guān)鍵信息。然而，所有的這些，在沒(méi)有三維（three-dimensional，3D）手術(shù)影像錄像系統(tǒng)以前，只有主刀術(shù)者能看見立體圖像，且不能保存錄像。即使手術(shù)助手也只能看到2D圖像，更不要說(shuō)接受培訓(xùn)的觀眾。術(shù)者無(wú)論用多么詳盡的語(yǔ)言，也很難栩栩如生地描述術(shù)中立體景象。

近年蔡司、萊卡、奧林帕斯等多家公司開發(fā)了超清晰和穩(wěn)定的一體化3D手術(shù)影像系統(tǒng)，并能與手術(shù)顯微鏡結(jié)合使用。它是基于手術(shù)顯微鏡的雙光路設(shè)計(jì)，在每一光路終端安裝數(shù)碼相機(jī)采集手術(shù)中圖像，模擬雙眼視網(wǎng)膜成像過(guò)程，對(duì)圖像進(jìn)行處理，形成立體圖像，通過(guò)立體眼鏡觀察后獲得立體感視覺。與平面成像不同，3D技術(shù)能夠還原真實(shí)世界中的3D立體手術(shù)視野，呈現(xiàn)出物體的真實(shí)、自然和深度，為住院醫(yī)師和研究生受訓(xùn)觀眾提供了一個(gè)身臨其境般的外科手術(shù)教育和培訓(xùn)的工具[1-2]。

2 3D手術(shù)影像系統(tǒng)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)

從2011年我院手術(shù)室配備了3D手術(shù)影像系統(tǒng)，連接手術(shù)顯微鏡，用于手術(shù)的直播和術(shù)中影像的錄制，不管是手術(shù)室的實(shí)時(shí)展示，還是3D手術(shù)錄像在學(xué)術(shù)講座或會(huì)議的播放，對(duì)年輕醫(yī)生和研究生的外科手術(shù)培訓(xùn)起到了巨大推動(dòng)作用，提高了臨床教學(xué)的效果，起到語(yǔ)言不能達(dá)到的效果。在腦血管病手術(shù)技能的培訓(xùn)表現(xiàn)更加明顯，下面以腦動(dòng)脈瘤手術(shù)為例介紹3D手術(shù)影像系統(tǒng)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用。

腦動(dòng)脈瘤手術(shù)要求完全夾閉動(dòng)脈瘤，不留殘留瘤頸，同時(shí)要保護(hù)載瘤動(dòng)脈的通暢，不致狹窄。腦動(dòng)脈瘤好發(fā)于顱底大血管，顱底富集腦神經(jīng)、腦干、穿支動(dòng)脈等重要結(jié)構(gòu)，如何在夾閉動(dòng)脈瘤的同時(shí)不傷及周圍血管神經(jīng)，需要術(shù)者豐富的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)手術(shù)野立體解剖結(jié)構(gòu)的充分了解。同時(shí)，術(shù)者在分離暴露動(dòng)脈瘤的過(guò)程中，需要充分了解動(dòng)脈瘤與載瘤動(dòng)脈的空間立體解剖位置關(guān)系，避免在暴露過(guò)程中出現(xiàn)動(dòng)脈瘤破裂，產(chǎn)生災(zāi)難性后果。在動(dòng)脈瘤夾閉過(guò)程中，主刀醫(yī)生會(huì)謹(jǐn)慎選擇夾閉動(dòng)脈瘤的角度和深度。所有的這些技術(shù)細(xì)節(jié)在2D的手術(shù)錄像中都不能充分展示，自然，觀眾也就無(wú)從了解。而接受培訓(xùn)的醫(yī)師觀看3D手術(shù)錄像，感覺像真正進(jìn)入到顱底空間一樣，顱底血管神經(jīng)的立體結(jié)構(gòu)就活生生地展現(xiàn)在面前，甚至伸手就可以碰到血管、神經(jīng)，并能從不同角度觀察動(dòng)脈瘤、載瘤動(dòng)脈與周圍組織之間的位置關(guān)系。手術(shù)者的手術(shù)技巧、決策過(guò)程和術(shù)中空間解剖信息可以通過(guò)3D手術(shù)錄像向教學(xué)對(duì)象更多呈現(xiàn)，這是在2D手術(shù)錄像中所不能達(dá)到的程度。在動(dòng)脈瘤手術(shù)的過(guò)程中，演示者不必用語(yǔ)言解釋選擇夾閉的角度和選擇的顱底空隙，3D錄像可以代替語(yǔ)言，并且在觀眾中留下深刻印象。

目前，不需要搜尋者佩戴眼鏡的自動(dòng)立體影像技術(shù)（autostereoscopic 3D display）發(fā)展迅速，雖然在清晰度和縱深感等方面還不如3D影像盡如人意，但已表現(xiàn)出在加快手術(shù)流程、操作方便等方面的諸多優(yōu)勢(shì)[3]。我們有理由相信，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，3D手術(shù)錄像技術(shù)將更加推動(dòng)包括腦血管病在內(nèi)的外科手術(shù)教學(xué)效果。

1 Heath MD, Cohen-Gadol AA. Intraoperative stereoscopic 3D video imaging:pushing the boundaries of surgical visualisation and applications for neurosurgical education[J]. Br J Neurosurg, 2012,26:662-667.

2 Agarwal N, Schmitt PJ, Sukul V, et al. Surgical approaches to complex vascular lesions:the use of virtual reality and stereoscopic analysis as a tool for resident and student education[J]. BMJ Case Rep, 2012,2012.

3 Christopher LA, William A, Cohen-Gadol AA.Future directions in 3-dimensional imaging and neurosurgery:stereoscopy and autostereoscopy[J].Neurosurgery, 2013, 72 Suppl 1:131-138.