增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在骨腫瘤外科手術(shù)規(guī)劃及教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用

周熹 劉書(shū)中 王以朋 劉勇

（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院骨科，北京 100730）

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmented reality，AR）與混合現(xiàn)實(shí)（mixed reality，MR）技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面通常是指虛擬圖像與用戶視覺(jué)的疊加，近年來(lái)由于設(shè)備技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步，AR/MR技術(shù)的應(yīng)用迅速崛起，顯示出巨大的醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力[1-3]。在圖像引導(dǎo)手術(shù)（image-guided surgery，IGS）系統(tǒng)中，以目前外科手術(shù)導(dǎo)航為背景，AR/MR可能引領(lǐng)著下一個(gè)重大技術(shù)變革。

骨與軟組織腫瘤外科是骨科學(xué)范疇內(nèi)難度最高的亞專業(yè)之一，病種繁雜多樣，手術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)高，術(shù)中出血量大且常伴副損傷發(fā)生，青年醫(yī)師學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)。近年來(lái)，已有多項(xiàng)研究探索了AR/MR 技術(shù)在骨腫瘤外科手術(shù)規(guī)劃及教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用價(jià)值[4]。本文將著重闡述AR/MR 技術(shù)在該領(lǐng)域的研究進(jìn)展和發(fā)展前景，以期提高骨科專科醫(yī)師對(duì)AR/MR技術(shù)在骨科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的認(rèn)知和掌握。

1 AR/MR技術(shù)及其在骨科領(lǐng)域的應(yīng)用概述

AR/MR 包括特殊的硬件和軟件設(shè)備，最基本的方法是將計(jì)算機(jī)生成圖像疊加在各種模式相機(jī)生成的真實(shí)圖像上，并在顯示器上顯示這些圖像的有機(jī)結(jié)合。AR/MR 投影需在特定場(chǎng)所中安裝視頻投影儀，目前已成功研制出便攜式視頻投影設(shè)備，另一種方式是使用類似于眼鏡或頭盔的特殊頭戴式顯示器，即“智能眼鏡”[5,6]。在基于AR/MR 的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中，醫(yī)師通?？蓮男g(shù)前影像資料（例如X 線、CT、MRI、超聲檢查、造影檢查、核醫(yī)學(xué)檢查等）中獲得個(gè)體化的解剖學(xué)和功能學(xué)信息，從而實(shí)時(shí)地將三維虛擬模型疊加覆蓋在真實(shí)的手術(shù)術(shù)野視圖上，為骨科醫(yī)師提供可視且精準(zhǔn)的解剖結(jié)構(gòu)和功能信息。與普通的可視化技術(shù)相比，術(shù)者無(wú)需從手術(shù)部位移開(kāi)視線，且可利用語(yǔ)音識(shí)別及手勢(shì)識(shí)別等附加技術(shù)，在術(shù)中無(wú)菌環(huán)境下完成醫(yī)師與硬件的實(shí)時(shí)交互[6,7]。

由于部分器官隨呼吸、體位改變、腸蠕動(dòng)等因素可發(fā)生位置變化，因此AR/MR 系統(tǒng)在器官運(yùn)動(dòng)和形變較大的組織器官手術(shù)中優(yōu)勢(shì)更為明顯，目前應(yīng)用研究最多的領(lǐng)域是神經(jīng)外科、骨科、肝膽外科和耳鼻喉科[5,8]。在骨科手術(shù)中，AR/MR 技術(shù)已被報(bào)道用于創(chuàng)傷外科、脊柱外科、關(guān)節(jié)外科、骨與軟組織腫瘤外科、關(guān)節(jié)鏡手術(shù)等各個(gè)亞專業(yè)的術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中導(dǎo)航和教學(xué)培訓(xùn)中[4,9-16]。AR/MR 技術(shù)可以將患者特定的影像學(xué)資料與真實(shí)場(chǎng)景有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維交互，術(shù)者能夠在AR/MR 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)引導(dǎo)下精準(zhǔn)地完成手術(shù)操作，降低手術(shù)難度，縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中醫(yī)患雙方接受的放射劑量，提高手術(shù)治療的效果[9,17,18]。在骨科手術(shù)相關(guān)的應(yīng)用之外，因AR/MR 技術(shù)可以將實(shí)時(shí)圖像或三維結(jié)構(gòu)疊加到用戶視野中，因此在實(shí)習(xí)生、研究生和青年醫(yī)師的培養(yǎng)訓(xùn)練中可提供許多的教學(xué)和實(shí)踐操作機(jī)會(huì)，可使青年醫(yī)師在課堂或課后根據(jù)自身興趣掌握骨與軟組織的解剖特點(diǎn)、制定術(shù)前規(guī)劃、模擬手術(shù)演練，更有利于提高其學(xué)習(xí)積極性和效率[2-4,9,19-21]。

2 AR/MR 技術(shù)在骨腫瘤外科手術(shù)規(guī)劃及操作模擬中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在AR/MR技術(shù)的基礎(chǔ)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)了虛擬交互平臺(tái)，該技術(shù)也稱為虛擬交互與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（virtual inter?active presence and augmented reality，VIPAR）[22]。該平臺(tái)允許經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，遠(yuǎn)程向本地醫(yī)師提供實(shí)時(shí)的虛擬援助，遠(yuǎn)程連接醫(yī)師能夠看到手術(shù)室內(nèi)實(shí)時(shí)所見(jiàn)的術(shù)野，可以同一視角識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)及指導(dǎo)手術(shù)。這為本地外科醫(yī)師創(chuàng)造了AR、MR 甚至雙重現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)，可以促進(jìn)知識(shí)傳遞和技能獲取。該技術(shù)在未來(lái)可能是便捷、安全且高效的教學(xué)或遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診工具[5,22]。

在模擬手術(shù)或制定手術(shù)策略前，操作者可向設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)傳輸已經(jīng)完善的患者影像學(xué)資料數(shù)據(jù)（包括超聲檢查、CT、MRI、血管造影、PET/CT 等）。然后，進(jìn)行資料獲取、數(shù)據(jù)處理、分析、集成和輸出，進(jìn)而生成個(gè)體化、精準(zhǔn)、可調(diào)節(jié)的三維同比圖像，最大限度地確保合成的三維影像與手術(shù)過(guò)程中的實(shí)際解剖位置關(guān)系一致。該項(xiàng)技術(shù)可以協(xié)助臨床醫(yī)師或受訓(xùn)者快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地體驗(yàn)和識(shí)別解剖部位、解剖層次和解剖功能，快速分析病變特征、病變性質(zhì)和解剖結(jié)構(gòu)位置關(guān)系，進(jìn)行交互式模擬訓(xùn)練或手術(shù)操作，獲得良好的感官體驗(yàn)[4,9-14]。同時(shí)，操作者可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)術(shù)前規(guī)劃或手術(shù)操作中需特殊注意、易伴發(fā)損傷的解剖結(jié)果（骨骼、血管、神經(jīng)、肌肉、肌腱、筋膜、韌帶等）進(jìn)行特殊標(biāo)注或顯示，亦可根據(jù)需要突出顯示或隱藏某種或幾種解剖結(jié)構(gòu)，以便更加直觀地掌握整體或局部的解剖特點(diǎn)，盡可能避免不必要的副損傷及并發(fā)癥，縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量[2-4,9-14]。

2.2 AR/MR 技術(shù)在骨腫瘤外科手術(shù)規(guī)劃及操作模擬中的應(yīng)用實(shí)例

隨著AR/MR 技術(shù)的發(fā)展，它在骨腫瘤外科手術(shù)規(guī)劃、手術(shù)模擬和術(shù)中導(dǎo)航中顯示出廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。目前，AR/MR 技術(shù)不僅可以向體驗(yàn)者展示完整的手術(shù)操作過(guò)程，還可以使用輔助設(shè)備或添加解說(shuō)、熱點(diǎn)等語(yǔ)言模塊，告知體驗(yàn)者在手術(shù)過(guò)程中如何與助手進(jìn)行溝通與合作，以最大限度地提高手術(shù)效率和安全性。目前，國(guó)內(nèi)外許多骨科專家在AR/MR技術(shù)的指導(dǎo)下開(kāi)展并成功完成了骨腫瘤手術(shù)，術(shù)后短期隨訪效果令人滿意。

2.2.1 脊柱區(qū)腫瘤手術(shù)

目前大多數(shù)在脊柱手術(shù)中應(yīng)用AR/MR的方法都是基于在監(jiān)視器上顯示的可視化系統(tǒng)，應(yīng)用光學(xué)攝像機(jī)或光學(xué)透視頭戴式設(shè)備，如引導(dǎo)椎弓根螺釘置入、經(jīng)皮椎體成形術(shù)、脊柱小關(guān)節(jié)注射的導(dǎo)航裝置[9,19-26]?；陲@微鏡的AR/MR技術(shù)已從神經(jīng)外科改良到脊柱外科手術(shù)中。Carl 等[9]證實(shí)基于顯微鏡的AR 技術(shù)可以成功地應(yīng)用于椎管內(nèi)腫瘤切除手術(shù)，能夠提供直觀的術(shù)中腫瘤范圍和周圍結(jié)構(gòu)的可視化擬合情景并且具備較高的精準(zhǔn)度。

馬小軍等[10]應(yīng)用MR技術(shù)將1例多發(fā)骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折患者的CT影像資料導(dǎo)入Visual Volume重建軟件，重建脊柱病灶三維模型。該模型術(shù)中可實(shí)時(shí)指導(dǎo)術(shù)者手術(shù)操作，手術(shù)路徑清晰，術(shù)后效果滿意，并且可有效減少副損傷的發(fā)生并縮短手術(shù)時(shí)間。叢海波等[27]應(yīng)用AR 聯(lián)合3D 打印技術(shù)成功完成半椎體置換切除椎體腫瘤手術(shù)，手術(shù)效果滿意。研究者認(rèn)為將該技術(shù)用于脊柱腫瘤手術(shù)操作中，可直接將脊柱腫瘤及毗鄰組織的三維解剖結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)疊加于手術(shù)視野上，解決了傳統(tǒng)手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中導(dǎo)航信息與手術(shù)場(chǎng)景分離的問(wèn)題，使手術(shù)過(guò)程更簡(jiǎn)便、直觀，有利于縮短手術(shù)時(shí)間并減少圍手術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生。該技術(shù)既能保證高效、準(zhǔn)確地分離瘤體組織，又能兼顧保護(hù)周圍重要血管、神經(jīng)及組織臟器。根據(jù)其具備的精準(zhǔn)定位和實(shí)時(shí)交互的技術(shù)特性，AR/MR技術(shù)有望在脊柱轉(zhuǎn)移癌的微創(chuàng)治療、脊柱腫瘤病灶切除、單一或多節(jié)段全椎體切除、椎旁腫物切除等領(lǐng)域展現(xiàn)出自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 關(guān)節(jié)區(qū)腫瘤手術(shù)

AR/MR在關(guān)節(jié)腫瘤手術(shù)中的使用目前僅在豬模型中開(kāi)展。Cho等[13]開(kāi)發(fā)了一種可在平板電腦上使用的計(jì)算機(jī)整合模型，該模型可根據(jù)術(shù)前腫瘤大小、骨骼特性和毗鄰軟組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系來(lái)確定手術(shù)切除范圍。他們用AR技術(shù)完成了82例豬股骨、60例豬骨盆模擬腫瘤的切除，其中一組為AR技術(shù)輔助切除腫瘤，而另一組為常規(guī)方式切除（直尺測(cè)量髁突邊緣至預(yù)期切除邊緣的距離后進(jìn)行切除）。與傳統(tǒng)方法相比，使用AR 軟件的切除切緣精度更高，且可減少操作時(shí)間并節(jié)約成本。在該項(xiàng)研究中，受試人群包括骨腫瘤專家和住院醫(yī)師，但兩類人群的模擬手術(shù)評(píng)估效果無(wú)明顯差異，也體現(xiàn)了AR技術(shù)在青年醫(yī)師關(guān)節(jié)腫瘤手術(shù)培訓(xùn)中的重要價(jià)值。

在臨床上，對(duì)于關(guān)節(jié)受累、關(guān)節(jié)周圍、伴有嚴(yán)重骨缺損的關(guān)節(jié)腫瘤手術(shù)，術(shù)中準(zhǔn)確識(shí)別解剖位置、精準(zhǔn)切除腫瘤、放置髖臼假體和股骨假體等問(wèn)題大大增加了手術(shù)難度，并可能直接影響手術(shù)效果和術(shù)后康復(fù)[28-30]。AR/MR技術(shù)的出現(xiàn)有望解決這些問(wèn)題，這依賴于AR/MR技術(shù)可以實(shí)時(shí)協(xié)助術(shù)者完成術(shù)中解剖結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)識(shí)別，尤其是在伴發(fā)骨缺損、發(fā)育異常、解剖變異、術(shù)后翻修這些特殊情況時(shí)仍然可以實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2.3 四肢骨與軟組織腫瘤手術(shù)

骨與軟組織腫瘤切除手術(shù)過(guò)程復(fù)雜，尤其是惡性腫瘤的瘤體邊界常難以確定，手術(shù)操作難度大，較長(zhǎng)的手術(shù)時(shí)間往往意味著更多的術(shù)中出血量和副損傷的發(fā)生。且術(shù)后存在易復(fù)發(fā)、易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等嚴(yán)重后果。通過(guò)AR/MR 技術(shù)的有效輔助，外科醫(yī)師在實(shí)施手術(shù)操作前及手術(shù)過(guò)程中可以進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬訓(xùn)練，對(duì)瘤體邊界、毗鄰重要組織結(jié)構(gòu)、手術(shù)入路、能否完整切除腫瘤及可行性、放置內(nèi)置物的方法及途徑等重要信息進(jìn)行精確預(yù)判，手術(shù)實(shí)際操作過(guò)程中可能遇到的諸多問(wèn)題都可進(jìn)行模擬預(yù)演，制定規(guī)范合理的術(shù)前規(guī)劃，使手術(shù)操作更加精準(zhǔn)、安全，提高手術(shù)成功率并有效縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中出血量及并發(fā)癥，這也是精準(zhǔn)外科、個(gè)體化治療、快速康復(fù)理念的重要體現(xiàn)。馬小軍等[11]研究證實(shí)MR技術(shù)有助于在骨與軟組織腫瘤切除術(shù)中定位腫瘤邊界并完整切除腫瘤，在復(fù)雜骨與軟組織腫瘤的個(gè)體化、精準(zhǔn)手術(shù)治療中展現(xiàn)出巨大的潛力。

Cho 等[13]嘗試通過(guò)將AR 技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)骨腫瘤切除術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)，而不影響操作精確度。該研究以豬股骨模型模擬骨腫瘤為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，評(píng)估了基于AR 技術(shù)的導(dǎo)航輔助在骨腫瘤切除術(shù)中的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示在AR 導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助下，腫瘤切除的準(zhǔn)確性是令人滿意的。此外，這一概念使導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)單可用，無(wú)需額外的成本或時(shí)間。盡管大多數(shù)保肢手術(shù)可以用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行，但基于AR 技術(shù)的導(dǎo)航系統(tǒng)值得進(jìn)一步關(guān)注。此外，該系統(tǒng)還提供了關(guān)于腫瘤位置的附加信息，并且可以在手術(shù)時(shí)幫助指導(dǎo)外科醫(yī)師，而無(wú)需復(fù)雜的設(shè)置過(guò)程或造成手術(shù)室過(guò)于擁擠，最大限度地降低所需的額外時(shí)間和成本。

因此，在進(jìn)行軟組織腫瘤切除前，精準(zhǔn)的術(shù)前規(guī)劃至關(guān)重要。外科醫(yī)師必須明確腫瘤瘤體邊緣到鄰近重要神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)的真實(shí)距離。既往幾乎全部導(dǎo)航系統(tǒng)都是建立在骨性標(biāo)志上，這些骨性標(biāo)志是可觸及的、易判斷的。然而，軟組織腫瘤的位置及其與骨骼的關(guān)系可能因患者不同的體位而有所改變，并對(duì)術(shù)前計(jì)劃的準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利影響。幾毫米的誤差即可能對(duì)局部復(fù)發(fā)率和患者生存率有決定性的影響，因此準(zhǔn)確的術(shù)前成像非常重要。此外，測(cè)量到的距關(guān)鍵神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)的最小距離是顯著影響外科醫(yī)師決定保肢手術(shù)是否可行的重要依據(jù)。Kaiser等[4]證實(shí)在尸體腫瘤模型中，腫瘤的確切空間位置依賴于患者的位置，尤其是在大腿，這可能會(huì)顯著改變與重要神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)以及骨骼和皮膚的最小距離。將這些新的信息轉(zhuǎn)移到臨床實(shí)踐中可能意味著軟組織肉瘤可能會(huì)在不同患者的位置上從預(yù)期位置發(fā)生相應(yīng)的改變，并在R1/R2切除的情況下可能對(duì)患者產(chǎn)生相關(guān)的臨床后果。

2.2.4 骨盆與腹膜后軟組織腫瘤切除手術(shù)

骨盆惡性腫瘤患者比四肢惡性腫瘤患者更容易出現(xiàn)治療失?。ㄈ鐝?fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、死亡等）。手術(shù)的目標(biāo)是獲得一個(gè)更為完整的切除。然而，由于骨盆解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及內(nèi)臟器官和大型神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)的鄰近或包被，致使實(shí)際手術(shù)中很難達(dá)到瘤體的完整切除。Cartiaux 等[31]的研究表明在骨盆骨癌手術(shù)中，只有大約50%的經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)師在采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行腫瘤切除時(shí)耐受性為5 mm。他們認(rèn)為使用導(dǎo)航輔助技術(shù)可能有助于骨盆骨腫瘤的手術(shù)操作。最近，有研究表明骨盆惡性腫瘤手術(shù)中的術(shù)中導(dǎo)航可以降低腫瘤切除和功能重建的難度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Cho 等[14]開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于AR 的骨腫瘤切除導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)在平板電腦平臺(tái)上運(yùn)行，目的是將工作站和位置跟蹤器統(tǒng)一到一臺(tái)平板電腦上，從而簡(jiǎn)化其使用。本研究通過(guò)豬骨盆模型中骨腫瘤的模擬，評(píng)估了基于AR的導(dǎo)航輔助在骨盆骨腫瘤切除中的應(yīng)用價(jià)值。在AR輔助切除組中，所有的切除都在6 mm 的耐受范圍內(nèi)，而傳統(tǒng)方法切除組只有78%（28/36）被切除。

3 AR/MR技術(shù)在骨腫瘤外科教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用

AR技術(shù)的便利性、虛擬場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景的結(jié)合、節(jié)約成本和可重復(fù)的特性，使其有望成為關(guān)節(jié)外科教學(xué)訓(xùn)練和手術(shù)導(dǎo)航的新方法。AR技術(shù)的應(yīng)用可以提高骨科醫(yī)師、年輕外科醫(yī)師、研究生和醫(yī)學(xué)生對(duì)關(guān)節(jié)外科基本理論的理解、基本解剖結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和臨床技能的掌握。AR 技術(shù)可以將系統(tǒng)解剖學(xué)、局部解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、影像學(xué)、藥理學(xué)、創(chuàng)傷、腫瘤、感染、血管和微創(chuàng)技術(shù)等教學(xué)資源整合到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可為醫(yī)學(xué)生或青年醫(yī)師提供更為逼真的模擬場(chǎng)景和手術(shù)機(jī)會(huì)，從而增強(qiáng)其主觀能動(dòng)性、認(rèn)知和理解力以及實(shí)際操作能力[4,5,10-14]。

在骨腫瘤的亞專業(yè)教學(xué)中，由于受到病種多樣性、多變的腫瘤生物學(xué)行為、復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)等諸多因素的限制，往往會(huì)造成青年醫(yī)師對(duì)骨腫瘤亞專業(yè)知識(shí)的理解困難，記憶模糊，無(wú)法將理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)銜接的諸多教學(xué)問(wèn)題。AR、MR、全息投影等技術(shù)理念的提出逐步推動(dòng)了骨腫瘤亞專業(yè)教學(xué)模式的進(jìn)步和變革。

石小強(qiáng)等[12]選取49名在腹膜后腫瘤學(xué)組參加?？漆t(yī)師培訓(xùn)的醫(yī)師為研究對(duì)象，并將住院醫(yī)師隨機(jī)分為兩組。實(shí)驗(yàn)組醫(yī)師接受MR 技術(shù)為主的教學(xué)培訓(xùn)，對(duì)照組采用傳統(tǒng)課件教學(xué)的模式，授課后分別采用滿意度問(wèn)卷和試卷考核形式進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明MR 技術(shù)的授課模式更有助于提高住院醫(yī)師的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)專業(yè)興趣，更利于提升其對(duì)解剖知識(shí)的掌握度。

Cho等[13]通過(guò)建立豬股骨骨腫瘤模型來(lái)評(píng)估基于AR技術(shù)的輔助導(dǎo)航的準(zhǔn)確性。研究證實(shí)應(yīng)用AR導(dǎo)航系統(tǒng)，將腫瘤顯示為虛擬模板，大大提高了腫瘤切除的準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)便易行，不影響手術(shù)操作時(shí)間。下肢力線及解剖位置定位是骨科手術(shù)成功的前提，傳統(tǒng)的方法包括電灼繩、對(duì)準(zhǔn)桿、軸板，且依賴于C型臂透視導(dǎo)航。AR是對(duì)骨科醫(yī)師培訓(xùn)和技能評(píng)估的有效工具，臨床決策能力及技能熟練度不再需要長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐才能獲得。同時(shí)，不同于實(shí)物模型訓(xùn)練，AR可以增加外科手術(shù)訓(xùn)練的樂(lè)趣。

4 AR/MR技術(shù)的應(yīng)用前景與面臨挑戰(zhàn)

隨著AR/MR 技術(shù)的不斷發(fā)展和逐步完善，該項(xiàng)技術(shù)已逐漸應(yīng)用于骨科的多種教學(xué)培訓(xùn)和臨床操作培訓(xùn)當(dāng)中[22,32]。然而，AR 技術(shù)的臨床推廣仍然面臨著諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)：①既往的研究往往更關(guān)注骨與軟組織的解剖結(jié)構(gòu)，常常忽視組織的功能及代謝情況。在骨與軟組織腫瘤的臨床診治中，瘤體的功能及代謝情況決定著手術(shù)切除的范圍和腫瘤的惡性程度。如能將PET/CT、PET/MRI 與AR/MR 技術(shù)有機(jī)結(jié)合，則其在骨腫瘤領(lǐng)域會(huì)展現(xiàn)出更大的應(yīng)用空間。②不同研究中心AR/MR 技術(shù)設(shè)備的異質(zhì)性問(wèn)題。③既往基于AR/MR 技術(shù)的研究中納入分析的樣本量數(shù)量有限，有必要進(jìn)行更大規(guī)模的模擬試驗(yàn)。④骨腫瘤患者臨床診療應(yīng)用的倫理問(wèn)題。⑤傳輸速率問(wèn)題。運(yùn)行速度較慢，可使操作者產(chǎn)生眩暈不適感，相信隨著5G 技術(shù)的發(fā)展，該問(wèn)題有望得以解決。⑥術(shù)中因肌松藥物、血管活性藥物、患者體位改變而導(dǎo)致的瘤體、血管、神經(jīng)等重要組織臟器的移位。

綜上所述，AR/MR 技術(shù)是高科技仿真手段的快速發(fā)展，是虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)的進(jìn)一步延伸，在骨科理論教學(xué)、手術(shù)規(guī)劃、手術(shù)操作、教學(xué)培訓(xùn)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。AR/MR 技術(shù)現(xiàn)階段所展現(xiàn)的巨大潛力和廣闊前景的同時(shí)，也面臨著產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。但是，我們有理由相信隨著AR/MR 技術(shù)在骨與軟組織腫瘤外科臨床和教學(xué)中應(yīng)用的日趨完善，該項(xiàng)技術(shù)可以惠及更多的臨床醫(yī)師，為更多的患者帶來(lái)福音。