虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝臟外科超聲介入教學(xué)中的應(yīng)用

吳琛　陳向　黃華興　夏永祥

摘要：本文對(duì)肝臟外科超聲介入治療對(duì)教學(xué)培訓(xùn)的要求特點(diǎn)進(jìn)行分析，綜合國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝臟外科超聲介入教學(xué)中的應(yīng)用，并結(jié)合我科在肝臟外科超聲介入培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)，探討肝臟外科虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)培訓(xùn)的方法及價(jià)值。

關(guān)鍵詞：肝臟外科學(xué)；超聲介入；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；教育方法

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0184-02

隨著醫(yī)學(xué)新技術(shù)的發(fā)展，模擬醫(yī)學(xué)在醫(yī)學(xué)教育、技能操作培訓(xùn)中愈發(fā)重要，與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)模式相比，模擬醫(yī)學(xué)的應(yīng)用在臨床醫(yī)師的培養(yǎng)、培訓(xùn)及提高等方面更具優(yōu)勢(shì)，近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）在模擬醫(yī)學(xué)中逐步得以開展及推廣；國內(nèi)外的醫(yī)學(xué)中心開始使用VR技術(shù)培訓(xùn)現(xiàn)代外科醫(yī)師；隨著微創(chuàng)及介入技術(shù)在肝臟外科中的發(fā)展，超聲介入技術(shù)在肝臟外科中越來越重要，培訓(xùn)現(xiàn)代肝臟外科醫(yī)師的超聲介入技術(shù)是各肝臟外科中心面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)，本文將探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝臟外科超聲介入教學(xué)中的應(yīng)用。

一、肝臟外科超聲介入技術(shù)的現(xiàn)代教學(xué)與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教學(xué)的矛盾

隨著超聲技術(shù)在肝臟外科中的發(fā)展，二維超聲、超聲造影及超聲三維圖像融合系統(tǒng)在肝臟超聲中逐步開始普及并廣泛使用，近年來，國內(nèi)外肝臟超聲介入外科近年來迅猛發(fā)展，對(duì)于原發(fā)性肝癌、轉(zhuǎn)移性肝癌以及包括肝囊腫在內(nèi)的部分肝臟良性疾病的微創(chuàng)肝臟外科技術(shù)的不斷的發(fā)展，由傳統(tǒng)開腹手術(shù)逐步轉(zhuǎn)為腹腔鏡及超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺微創(chuàng)治療，由二維超聲至超聲造影，以及超聲聯(lián)合CT、MR等圖像融合系統(tǒng)和術(shù)中引導(dǎo)的應(yīng)用，在提高手術(shù)穿刺成功率、治療有效率的同時(shí)，對(duì)肝臟外科醫(yī)師超聲及超聲介入及時(shí)提出了更高的要求。同時(shí)肝臟外科?？平虒W(xué)不僅在外科基礎(chǔ)教學(xué)要求較高，同時(shí)需掌握包括肝臟超聲掃查、超聲引導(dǎo)下穿刺等多種技術(shù)等客觀問題。而目前臨床中即使經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生也無法避免超聲檢查漏診、經(jīng)皮穿刺手術(shù)并發(fā)癥等問題，學(xué)生或低年資醫(yī)生的操作也難免發(fā)生。當(dāng)面對(duì)醫(yī)療體制和醫(yī)療環(huán)境的現(xiàn)實(shí)，臨床中可供教學(xué)的資源相對(duì)短缺。因此，在肝臟外科超聲介入技術(shù)的臨床教及醫(yī)師培養(yǎng)中相對(duì)困難。結(jié)合以上的客觀及現(xiàn)實(shí)條件，使用傳統(tǒng)培訓(xùn)方式相對(duì)不能滿足現(xiàn)代肝臟外科專科醫(yī)師的要求，模擬醫(yī)學(xué)的使用價(jià)值也逐步凸顯。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)目前的應(yīng)用情況

VR技術(shù)是指通過多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)結(jié)合而生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，使用戶與虛擬環(huán)境中的客體交互作用，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。VR技術(shù)的基本特征是臨境感、交互性和構(gòu)想性。VR技術(shù)因其可操作性、真實(shí)性和可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)的重要發(fā)展方向之一。目前，VR技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中已經(jīng)成功應(yīng)用于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及遠(yuǎn)程教育等方面，該技術(shù)在虛擬醫(yī)學(xué)手術(shù)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)尤為突出。模擬醫(yī)學(xué)作為新的醫(yī)學(xué)教學(xué)方法，VR技術(shù)作為模擬醫(yī)學(xué)的一部分，使用VR技術(shù)培訓(xùn)臨床醫(yī)師進(jìn)行模擬的操作、手術(shù)操作，培訓(xùn)操作既不會(huì)損害患者，同時(shí)又可反復(fù)培訓(xùn)，幫助臨床醫(yī)師掌握操作及手術(shù)的技術(shù)，同時(shí)針對(duì)錯(cuò)誤操作加以改進(jìn)和提高；可重復(fù)性強(qiáng)，培訓(xùn)效率快。目前VR技術(shù)近年在國內(nèi)及國外得到應(yīng)用發(fā)展較大，已經(jīng)在微創(chuàng)外科、介入手術(shù)、內(nèi)鏡等技術(shù)用以培訓(xùn)，目前培訓(xùn)效果滿意。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在肝臟外科超聲介入操作及手術(shù)中的應(yīng)用

在外科及肝臟外科領(lǐng)域，超聲介入、超聲三維影像融合系統(tǒng)、術(shù)中超聲、腹腔鏡下超聲等成為常規(guī)的治療手段，腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)、機(jī)器人系統(tǒng)等新微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)在國內(nèi)外各臨床專業(yè)均有應(yīng)用。VR技術(shù)用于相關(guān)專業(yè)的醫(yī)學(xué)培訓(xùn)，有望提高臨床醫(yī)師的實(shí)際操作技能，以達(dá)到提高手術(shù)的精準(zhǔn)度和操作的有效率。當(dāng)前使用的VR系統(tǒng)可以整合MR（包括MRA、MRV、DTI）等信息，使得臨床培訓(xùn)醫(yī)師沉浸在VR環(huán)境中，進(jìn)行有視覺和觸覺互動(dòng)的操作培訓(xùn)，這已基本達(dá)到模擬醫(yī)學(xué)在肝臟外科教學(xué)中的要求。目前肝臟外科超聲介入技術(shù)領(lǐng)域常用VR技術(shù)應(yīng)用包括仿真的超聲常規(guī)檢查和術(shù)前穿刺治療計(jì)劃、虛擬穿刺等方面。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在肝臟外科超聲介入教學(xué)中的應(yīng)用及其前景

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肝臟外科的應(yīng)用主要是在肝臟外科醫(yī)師的?？婆嘤?xùn)，通過該項(xiàng)技術(shù)模擬超聲檢查及在肝臟超聲引導(dǎo)下的穿刺，訓(xùn)練肝臟外科醫(yī)師常規(guī)肝臟超聲掃查技巧。同時(shí)通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以嘗試模擬各類超聲介入治療方法在不同疾病中的應(yīng)用，探索有效的治療方案，評(píng)估超聲介入治療的效果?，F(xiàn)在VR技術(shù)已經(jīng)可以通過模擬一個(gè)特定病例的三維影像信息，建立病例特異肝臟超聲介入手術(shù)模擬界面，通過模擬手術(shù)過程對(duì)于青年醫(yī)生進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)，可以在模擬教學(xué)過程中與真實(shí)手術(shù)過程相互印證。當(dāng)前，國內(nèi)肝臟外科超聲介入的?？平虒W(xué)培訓(xùn)模式主要是依賴傳統(tǒng)培訓(xùn)方法，培養(yǎng)周期較長(zhǎng)，效果一般。少數(shù)的醫(yī)學(xué)中心采用VR技術(shù)進(jìn)行肝臟外科教學(xué)培訓(xùn)的嘗試，取得了一定的成功。因此，我們?cè)O(shè)想將VR技術(shù)應(yīng)用引進(jìn)在肝臟外科超聲介入治療的教學(xué)培訓(xùn)中，可以縮短對(duì)肝臟外科醫(yī)生超聲介入治療的培訓(xùn)周期，通過近年來對(duì)于青年醫(yī)師的培訓(xùn)，取得了較好的效果。在培訓(xùn)中我們發(fā)現(xiàn)，將VR技術(shù)應(yīng)用于肝臟超聲介入培訓(xùn)中，可以讓受訓(xùn)醫(yī)師更快地掌握肝臟超聲檢查技術(shù)、熟悉超聲介入治療的手術(shù)技術(shù)操作及流程，提高受試醫(yī)師的實(shí)際操作能力。此外，將VR技術(shù)應(yīng)用于肝臟外科超聲介入培訓(xùn)效果考核，通過結(jié)合具體病例、操作規(guī)范及操作效果加以綜合評(píng)定，以客觀、公正的評(píng)定培訓(xùn)效果。

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種高科技模擬手段經(jīng)過不斷的發(fā)展，目前已經(jīng)逐步開展應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)及模擬醫(yī)學(xué)中。肝臟外科醫(yī)師大部分擅長(zhǎng)傳統(tǒng)外科手術(shù)方式，而在微創(chuàng)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，超聲及超聲介入治療在肝臟外科中的地位愈來愈重要，虛擬現(xiàn)實(shí)能夠及時(shí)對(duì)肝臟外科醫(yī)師的超聲學(xué)習(xí)進(jìn)行專科培訓(xùn)教學(xué)，在超聲檢查及超聲介入技能訓(xùn)練中有著重大教學(xué)潛力及意義。因此，盡早在國內(nèi)建立并且完善基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的培訓(xùn)系統(tǒng)，進(jìn)一步建立成熟培訓(xùn)模式以及培訓(xùn)效果評(píng)估體系，讓更多肝臟外科醫(yī)師通過虛擬手術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，可以有效地加快肝臟外科超聲介入治療技術(shù)的推廣及發(fā)展，同時(shí)達(dá)到更好的培訓(xùn)教學(xué)效果，提高培訓(xùn)效率。endprint

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Abstract：In this paper，the characteristics of hepatic ultrasound interventional therapy are analyzed，and the application of virtual reality technology in the teaching of liver ultrasound intervention is discussed.Combined with our experience of ultrasound intervention in liver surgery，the value of virtual reality technology in liver ultrasound intervention was investigated.

Key words：hepatic surgery；ultrasound intervention；virtual reality technology；education methodsendprint